De DS200SDCCG1A is een aandrijfbesturingskaart ontworpen door General Electric (GE) Motors & Industrial Systems voor zijn DIRECT-O-MATIC 2000-serie aandrijvingen en exciters. Dit bord behoort tot de SDCC-serie (Drive Control Card), maakt deel uit van de G1-groep en vertegenwoordigt revisie A. Het dient als de kernbesturingscomponent voor aandrijfsystemen uit de GE 2000-serie, waarbij drie 16-bits microprocessors zijn geïntegreerd die samenwerken via dual-port RAM om volledige besturingsfuncties te bieden voor AC- en DC-motoraandrijvingen.
De primaire functie van de SDCC-aandrijvingsbesturingskaart is het bieden van primaire besturing voor aandrijvingen en motoren, signaalverwerking en I/O-interfaces van de klant. Het bord maakt gebruik van een architectuur met drie processors, waaronder een Drive Control Processor (DCP), een Motor Control Processor (MCP) en een Co-motor Processor (CMP), die respectievelijk gebruikersinterfaces en functies op systeemniveau, stroomregeling in de binnenlus en motorspecifieke functies, en rekenintensieve verwerkingstaken afhandelen. De ingebouwde software is opgeslagen in vijf geheugenchips: vier EPROM's (met in de fabriek geprogrammeerde configuratiegegevens) en één EEPROM (met in het veld aanpasbare parameters).
De DS200SDCCG1A-kaart belichaamt GE's geavanceerde technologie op het gebied van aandrijfbesturing en beschikt over de volgende kenmerken:
Architectuur met drie processors: integreert drie 16-bits microprocessors die respectievelijk de besturings-, applicatie- en I/O-functies afhandelen.
Ingebouwde diagnostische LED's: 10 LED's geven foutcodes weer in BCD- of binaire modus, waardoor probleemoplossing ter plaatse wordt vergemakkelijkt.
Meerdere resetopties: Ondersteunt ingebouwde drukknopreset, externe signaalreset, softwarereset en waakhondbescherming.
Rijke I/O-interfaces: Biedt meerdere analoge, digitale, frequentie- en communicatie-interfaces.
Mogelijkheid voor montage van hulpkaarten: Geschikt voor LAN-communicatiekaarten, signaalprocessorkaarten en andere hulpkaarten.
Flexibele configuratieopties: Ondersteunt verschillende hardware-jumpers en softwareparameters.
Dit product wordt veel gebruikt in DC-aandrijfsystemen, AC-systemen met variabele frequentie, bekrachtigingssystemen en diverse industriële procesbesturingstoepassingen, met name in industriële aandrijftoepassingen die hoogwaardige besturing vereisen.
II. Sleutelfuncties
1. Besturingsarchitectuur met drie processors
De DS200SDCCG1A-kaart bevat drie 16-bits microprocessors die gecoördineerd werken via dual-port RAM (DPR), een RAM-configuratie die onafhankelijk en gelijktijdig toegankelijk is voor twee microprocessors:
| Processorlocatie |
|
Functiebeschrijving |
| Aandrijfbesturingsprocessor (DCP) |
U1 |
80C186 microcontroller met talrijke ingebouwde randfuncties, waaronder adresdecodering (voor chipselectie), wachttoestandgeneratoren, een interruptcontroller, timer/tellers en een DMA-controller (Direct Memory Access). DCP-software bestaat uit gebruikersinterfaces, buitenste regellussen (zoals snelheid en positie) en functies op systeemniveau. |
| Motorbesturingsprocessor (MCP) |
U21 |
80C196 microcontroller met snelle I/O, conventionele digitale I/O, analoge I/O, timer/tellers en een watchdog-timer. MCP-software bestaat uit interne lussen zoals stroomregelaars en motor-/technologiespecifieke functies zoals DC-fasecontrole, AC-bewegingsbesturing en AC voor algemeen gebruik. |
| Co-motorprocessor (CMP) |
U35 |
TMS320 C25 digitale signaalprocessor die wiskunde-intensieve functies uitvoert voor motorbesturingsalgoritmen die te complex zijn voor de MCP. Wordt alleen gebruikt in schijven die extra verwerkingscapaciteit vereisen. De CMP heeft alleen een interface met zijn EPROM en MCP/CMP dual-port RAM. |
2. Ingebouwde software en geheugen
De DS200SDCCG1A-kaart slaat software op in vijf geheugenchips:
EPROM's (U11, U12, U22, U23): Vier EPROM's met in de fabriek geprogrammeerde configuratiegegevens.
EEPROM (U9): Eén EEPROM met ter plaatse instelbare parameters.
Belangrijke opmerking: De DS200SDCCG1A-kaart (de versie zonder geheugenchips) heeft lege sockets. Wanneer u een vervangende kaart bestelt, geef dan de DS215SDCCG1A-kaart op om er zeker van te zijn dat de vijf geheugenchips worden meegeleverd.
3. LED-diagnosedisplay
De DS200SDCCG1A-kaart beschikt over 10 diagnostische LED's die foutcodes knipperend weergeven:
| Foutcodebereik |
Weergavemodus |
| 1-399 |
BCD-patroon met lage knippersnelheid (2 meest linkse LED's coderen de cijfers van de honderdtallen, de volgende 4 LED's coderen de tientallen, de meest rechtse LED codeert de cijfers van de eenheden) |
| 400-1023 |
Sneller binair patroon met knipperfrequentie (meest linkse LED is 2^9=512, tweede LED is 2^8=256, enzovoort) |
| Geen storing of aandrijving draait niet |
Opeenvolgend knipperen, twee tegelijk, knipperend vanuit de buitenste posities naar binnen naar het midden en terug |
Deze zelfde LED's kunnen via een softwarejumper worden ingesteld om ook de aandrijfvariabelen grof weer te geven tijdens het hardlopen (zoals in absolute of ondertekende staafdiagrammodus). Deze instelling verhindert de LED-foutmelding niet.
4. Circuits resetten
De DS200SDCCG1A biedt vier resetmethoden, waaronder een RESET-drukknop:
| Resetmethode |
Beschrijving |
| Ingebouwde knop |
Druk op de RESET-knop op de SDCC. |
| Extern signaal |
Pas +5 tot +24 V DC toe op klantinterfacepunten op de STBA- of NTB/3TB-kaarten (gekoppeld aan de SDCC via 6PL). |
| Softwarecontrole |
SDCC genereert een reset via geprogrammeerde softwarebesturing. |
| Waakhondbescherming |
SDCC genereert een reset via automatische interne hardware-watchdog-bescherming. |
Let op: bij een harde reset wordt het systeem uitgeschakeld; het systeem mag normaal gesproken niet worden gereset terwijl het in werking is.
III. Hardware-architectuur
1. Kaartgroepen
Er zijn momenteel drie SDCC-groepsnummers beschikbaar (G2-versies zijn nooit vervaardigd):
| Groepsapplicatie |
|
| DS200SDCCG1A_ |
Gebruikt in AC2000-, DC2000- en EX2000-aandrijvingstoepassingen |
| DS200SDCCG3A_ |
Versie met verminderde functionaliteit gebruikt in DC1000-frequentieregelaars |
| DS200SDCCG4A_ |
Gebruikt in TC2000-turbinetoepassingen (hetzelfde als G1A, behalve met vergroot EE-parameteropslaggebied en andere firmware) |
2. Kaartconnectoren
De SDCC communiceert met andere controllerkaarten en externe signalen via acht connectoren (aangeduid met _PL):
| Connectorinterface |
|
| 1PL |
I/O tussen de voeding/interfacekaart (DS200IMCP, DCI, SDCI of DCFB) en de SDCC |
| 2PL |
±5, 15 en 24 V DC-ingangen van de voedings-/interfacekaart naar de SDCC |
| 3PL |
SDCC-uitgangen naar de LAN-communicatiekaart (DS215SLCC) |
| 6PL |
I/O tussen het aandrijfterminalbord (531X305NTB) of het eenvoudige aandrijfterminalbord (DS200STBA) en de SDCC |
| 7PL |
I/O tussen de signaalprocessorkaart (531X309SPC) of Multibridge signaalverwerkingskaart (DS200SPCB) en de SDCC (niet aanwezig op SDCCG3s) |
| 8PL |
I/O tussen het aandrijfterminalbord (531X305NTB) of het eenvoudige aandrijfterminalbord (DS200STBA) en de SDCC |
| 9PL |
Niet gebruikt (niet aanwezig op SDCCG3's) |
| 11PL |
SDCC-uitgangen naar meters (niet aanwezig op SDCCG3's) |
3. Montage van hulpkaart
De SDCC heeft montagevoorzieningen voor andere hulpkaarten en modules. De volgende borden kunnen op de SDCC worden gemonteerd:
DS215SLCC of 531X306LCC LAN-communicatiekaart
531X309SPC signaalprocessorkaart
DS200SPCB Multibridge-signaalverwerkingskaart
4. Testpunten
De SDCC biedt meerdere ingebouwde testpunten voor testen en probleemoplossing:
| Testpuntnaam |
|
Beschrijving |
| DCOM1/DCOM2 |
Gemeenschappelijke referentie |
Gemeenschappelijk referentiepunt van 0 volt |
| P5 |
+5 V-vermogen |
Geregelde +5 V-voeding (±5%) |
| TP4 |
DCP-timingvlag op de voorgrond |
720 Hz |
| TP5 |
DCP blockware-timingvlag |
720 Hz |
| TP6 |
DCP-vlag voor langzame achtergrondtiming |
90 Hz |
| RTS |
Testpunt voor algemeen gebruik |
Testpuntuitvoer voor algemene doeleinden van DCP |
| TP8 |
Fasestroom |
Analoge weergave van fase A-motorstroom, met een nominale DC-offset van +2,5 V |
| FCLK |
Oscillator-uitgang |
'Ik leef' 8 MHz oscillatoruitgang van MCP |
| NMI |
Bord test |
Start de bordtest (Test 13) wanneer deze tijdelijk is aangesloten op +5 V. Alleen voor bordtest. |
| DACS |
D/A dochterbord selecteren |
Diagnose D/A-converter dochterbord selecteren |
| N15 |
-15 V-stroom |
Gereglementeerde -15 V-voeding (±5%) |
| P15 |
+15 V-voeding |
Geregelde +15 V-voeding (±5%) |
| TP29 |
Ingangslijnfrequentie |
Testpunt voor ingangslijnfrequentie |
| TP37 |
Gelijkstroom spanning |
Testpunt voor gelijkspanning (niet gebruikt op AC-frequentieregelaars) |
IV. Gedetailleerde interfacebeschrijving
1. Connector 1PL (alleen AC2000-drives)
De 1PL-connector biedt I/O tussen de SDCC en de voedingskaart en verzendt de voedingsstatus van de drive, IGBT-signalen, fasestroomfeedback, spanningsfeedback, lijnsynchronisatiesignalen en meer.
2. Connector 2PL
De 2PL-connector levert stroomingangen van de voedingskaart naar de SDCC, waaronder:
/PSEN: signaal voor inschakelen van de voeding
±15 V gelijkstroom, ±24 V gelijkstroom en +5 V gelijkstroom
DCOM: gemeenschappelijke voeding
3. Stekker 3PL
De 3PL-connector biedt SDCC-uitgangen naar de SLCC (LAN-communicatiekaart), waaronder:
Gebufferde databuslijnen (BD0-BD7)
Gebufferde adreslijnen (BA0-BA12)
Systeemreset, interrupt, chipselectie, lees-/schrijfbesturingssignalen
4. Stekker 6PL
De 6PL-connector is de primaire interface tussen de SDCC en het klemmenbord van de omvormer (NTB/3TB of STBA), inclusief:
Stuurlijnen: CTLN1/CTLN2 (MA-schakelaarbesturingscircuit)
Digitale ingangen: RUN (run), JOG (jog), POL (polariteit), XSTP (hulpstop)
Analoge ingangen: P1B-P4B, ASPO, VC3NB/VC3PB, VC4NB/VC4PB
Analoge uitgangen: DA1/DA2 (8-bit of 12-bit D/A), MET1-MET3 (8-bit D/A)
Communicatie-interface: TDB/RDB/RTSB/CTSB (RS-232C)
Resetingang: RESET (+5 tot +24 V DC)
Frequentie-ingangen: MSSY, TOIN
5. Stekker 7PL
De 7PL-connector zorgt voor I/O tussen de SDCC en het SPC- of SPCB-bord en verzendt:
Encodersignalen (E1UP/E1DN, E2UP/E2DN, E1Z/E2Z)
SPC analoge kanalen (SPA1, SPA2)
Synchronisatiesignalen (SPSYN, SPSYNO)
Seriële communicatie (SPTX, SPRX)
6. Stekker 8PL
De 8PL-connector zorgt voor I/O tussen de SDCC en het klemmenbord van de omvormer, inclusief:
RS-422-communicatie (FA, FB)
Encoderinterface (EOAB, EOBB, EOMB en hun omgekeerde ingangen)
Stuuringangen voor algemeen gebruik (CI1-CI8)
7. Stekker 11PL
De 11PL-connector biedt SDCC-uitgangen aan meters, inclusief vier meteruitgangen (MTR1-MTR4) aangedreven door een 8-bit D/A-converter.
V. Configuratie en instellingen
1. Configuratie hardwarejumper
De DS200SDCCG1A bevat verschillende configureerbare hardware-jumpers, waarvan de meeste in de fabriek zijn ingesteld. Tabel 2 geeft een overzicht van alle jumperdefinities, waarbij de standaardinstellingen als eerste worden vermeld.
| Jumperfunctie |
Standaardpositie |
|
Beschrijving |
| JP1 |
EEPROM-schrijfbeveiliging |
2.3 (schrijven ingeschakeld) |
1.2 = schrijven verboden (veilige modus) |
| JP7 |
Feedback VCO-versterking |
1,2 (normale winst) |
2,3 = toename winst 6:1 |
| JP8 |
Feedback VCO-circuit met absolute waarde |
1.2 (bipolaire modus) |
2.3 = absolute modus (voor analoge AC-tachometers) |
| JP15 |
DCP-kristal inschakelen |
1.2 (ingeschakeld) |
0 = alleen productietest |
| JP16 |
FLASH-programmamodus |
1.2 (normale leesmodus) |
2.3 = FLASH-herprogrammeringsmodus |
| JP22 |
MCP-kristal inschakelen |
1.2 (ingeschakeld) |
0 = alleen productietest |
| JP23 |
DCP DMA-kanaal signaalbron |
1.2 (van NTB/3TB analoge feedback) |
2.3 = vanaf encodermarkeringang |
| JP33 |
CMP-kristal inschakelen |
1.2 (ingeschakeld) |
0 = alleen productietest |
2. Draadjumperconfiguratie
| Jumperfunctie |
Standaardpositie |
|
Beschrijving |
| WJ1 |
Wijs MET3 D/A toe aan DAC1 |
0 (SDCCG1, jumper weggelaten) |
1.2 (SDCCG3, jumper geïnstalleerd) |
| WJ2 |
Wijs MET4 D/A toe aan DAC2 |
0 (SDCCG1, jumper weggelaten) |
1.2 (SDCCG3, jumper geïnstalleerd) |
| WJ3 |
10 V volledige schaalreferentie voor D/A-uitgangen |
0 (SDCCG1, jumper weggelaten) |
1.2 (SDCCG3, jumper geïnstalleerd) |
| WJ4 |
Identificeer de kaartgroep voor de firmware |
0 (jumper weggelaten, identificeert G1) |
1.2 (jumper geïnstalleerd, identificeert G3) |
| WJ5 |
Configureer de grootte van de logische celarray |
0 (SDCCG3-jumper weggelaten) |
1.2 (SDCCG1-jumper geïnstalleerd) |
| WJ7-WJ10 |
Configureer de EEPROM-grootte |
Volgens Tabel 2 |
Specifieke configuratie voor alle huidige aandrijftoepassingen |
3. Softwareconfiguratietools
Voor elke aanpassing, download of vervanging van software op de SDCC is het gebruik van een van de volgende hulpmiddelen vereist:
ST2000: Een op DOS gebaseerde set softwaretools voor het configureren van GE DIRECT-O-MATIC® 2000-besturingsapparatuur.
GE Control System Toolbox: Een op Windows gebaseerde set softwaretools voor het configureren van GE DIRECT-O-MATIC® 2000-besturingsapparatuur.
LynxOS Drive Configurator: Een set softwaretools die zijn ontworpen om te worden uitgevoerd op een pc die werkt met het LynxOS-besturingssysteem.
VI. Installatie en onderhoud
1. Installatiestappen
Uitschakelen: Schakel de stroom naar de omvormer uit, wacht enkele minuten totdat de voedingscondensatoren zijn ontladen en voer een test uit om te verifiëren dat er geen stroom aanwezig is.
Open kastdeur: toegang tot het gebied met de printplaat.
Kabels loskoppelen: Koppel alle kabels voorzichtig los; controleer of de kabels zijn gelabeld om het opnieuw aansluiten te vereenvoudigen.
Hulpkaarten verwijderen: Als er hulpkaarten zijn gemonteerd, verwijder dan de montageschroeven en verwijder de hulpkaarten.
Drukknopen los: Duw de plastic drukknopen terug om de oude kaart te verwijderen.
Verplaats impasses: breng impasses over van de oude kaart naar de nieuwe kaart.
Nieuwe kaart configureren: Stel alle configureerbare componenten op de nieuwe kaart in op dezelfde posities als op de kaart die wordt vervangen.
Nieuwe kaart installeren: Installeer de nieuwe SDCC-kaart en zorg ervoor dat alle kliksluitingen op hun plaats klikken.
Sluit de kabels opnieuw aan: Sluit alle kabels opnieuw aan zoals aangegeven en zorg ervoor dat ze aan beide uiteinden goed vastzitten.
Hulpkaarten installeren: Installeer eventuele hulpkaarten opnieuw en sluit de kabels aan.
Programmeermodule installeren: Sluit, indien van toepassing, het toetsenbord aan op de KPPL-connector en klik het deksel op zijn plaats.
2. Software vervangen/plaatsen
Bij het vervangen van een SDCC:
Breng de vier EPROM's (U11, U12, U22, U23) over van de oude kaart naar de nieuwe kaart.
Breng de EEPROM (U9) over van de oude kaart naar de nieuwe kaart.
Als de foutsymptomen aanhouden, installeer dan nieuwe EPROM's en een lege EEPROM (meegeleverd met de nieuwe kaart als het een DS215SDCC is) en programmeer de EEPROM met behulp van softwaretools.
Wanneer u een DCC vervangt door een SDCC:
Gebruik de DCC EEPROM om de configuratie naar een bestand te uploaden.
Installeer de nieuwe EEPROM in de SDCC en download het configuratiebestand.
Stel volgens Tabel 10 de softwarejumpers op de SDCC zo in dat ze overeenkomen met de hardwarejumperinstellingen van de DCC.
3. Onderhoudsaanbevelingen
ESD-voorzorgsmaatregelen: Draag altijd een aardingsband bij het hanteren van borden. Bewaar planken in antistatische zakken.
Periodieke inspectie: Controleer de connectoren op losheid en de plastic drukknopen op een veilige bevestiging.
Beheer van reserveonderdelen: Het wordt aanbevolen om ten minste één identieke SDCC-kaart ter plaatse te bewaren als reserve om de uitvaltijd te minimaliseren.
Hardware-aanpassingen: Na het vervangen van een kaart in een applicatie met kritische analoge I/O-functies, kunnen versterkingen en offsets fijnafstelling vereisen om te compenseren voor variaties in de componenttolerantie.
VII. Toepassingen
De DS200SDCCG1A aandrijfbesturingskaart wordt veel gebruikt in de volgende industriële toepassingen:
DC2000 DC-aandrijfsystemen: Biedt complete besturingsfuncties voor DC-motoraandrijvingen.
AC2000 AC-systemen met variabele frequentie: Biedt besturingsfuncties voor AC-motoraandrijvingen.
EX2000-excitatiesystemen: gebruikt voor generatorexcitatiecontrole.
TC2000-turbinebesturingssystemen: gebruikt voor turbinebesturingstoepassingen.
Multi-bridge aandrijfsystemen: Ondersteunt grote multi-bridge aandrijftoepassingen.
Systeemupgrades: Kan de 531X301DCC-schijfbesturingskaart vervangen.
