De DS200SDCCG4A is een aandrijfbesturingskaart ontworpen door General Electric (GE) Motors & Industrial Systems voor zijn DIRECT-O-MATIC 2000-serie besturingssystemen. Dit bord behoort tot de SDCC-serie (Drive Control Card), maakt deel uit van de G4-groep en vertegenwoordigt revisie A. Het is specifiek ontwikkeld voor TC2000-turbinebesturingstoepassingen en dient als kerncomponent voor de GE 2000-serie besturingssystemen op het gebied van turbinebesturing.
De primaire functie van de DS200SDCCG4A-aandrijvingsbesturingskaart is het bieden van primaire besturing voor aandrijvingen en motoren, signaalverwerking en I/O-interfaces van de klant. De G4-versie is in wezen identiek aan de G1A-versie, met als belangrijkste verschillen een groter opslaggebied voor EE-parameters en firmware die specifiek is geoptimaliseerd voor turbinetoepassingen. 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).
Het DS200SDCCG4A-bord belichaamt GE's geavanceerde technologie op het gebied van turbinebesturing 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.
Uitgebreide EE-parameteropslag: Beschikt over een grotere parameteropslagcapaciteit vergeleken met de G1A-versie, waardoor de uitgebreide configuratieparameters kunnen worden ondergebracht die nodig zijn voor turbinebesturingstoepassingen.
Turbinespecifieke firmware: geoptimaliseerd voor de specifieke behoeften van TC2000-turbinebesturingssystemen.
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.
Dit product is speciaal ontworpen voor TC2000-turbinebesturingssystemen, geschikt voor kritische roterende apparatuur zoals gasturbines en stoomturbines. Het wordt veel gebruikt in energiecentrales, petrochemische faciliteiten, aardgasvervoer en andere industriële sectoren.
II. Sleutelfuncties
1. Besturingsarchitectuur met drie processors
De DS200SDCCG4A-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. Bij turbinetoepassingen verzorgt de DCP de kernlogica van de turbinebesturing. |
| 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. In turbinetoepassingen voert de MCP servoklepregeling en actuatorregeling uit. |
| 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 DS200SDCCG4A-kaart slaat software op in vijf geheugenchips:
EPROM's (U11, U12, U22, U23): Vier EPROM's met in de fabriek geprogrammeerde configuratiegegevens, inclusief toepassingsspecifieke algoritmen en parameters voor turbinebesturing.
EEPROM (U9): Eén EEPROM met ter plaatse instelbare parameters. De G4-versie beschikt over een groter opslaggebied voor EE-parameters vergeleken met G1A, en kan de uitgebreide configuratieparameters bevatten die nodig zijn voor turbineregeling.
Belangrijke opmerking: de DS200SDCC-kaart (de versie zonder geheugenchips) heeft lege sockets. Wanneer u een vervangend bord bestelt, geef dan de DS215SDCC-kaart op om er zeker van te zijn dat de vijf geheugenchips aanwezig zijn. Voor de G4-versie moeten geheugenchips worden gebruikt die specifiek zijn geconfigureerd voor turbinetoepassingen.
3. LED-diagnosedisplay
De DS200SDCCG4A-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 knippersnelheid (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. In turbinetoepassingen kunnen deze LED's worden gebruikt voor een snelle diagnose van de status van het turbinebeveiligingssysteem.
4. Circuits resetten
De DS200SDCCG4A 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. Bij turbinebesturingstoepassingen moeten resetbewerkingen met bijzondere zorg worden uitgevoerd om te voorkomen dat de normale werking van de turbine wordt beïnvloed.
III. Hardware-architectuur
1. Kaartgroepen
Voor de DS200SDCCG4A-kaart zijn drie groepsnummers beschikbaar (G2-versies zijn nooit vervaardigd). De G4-versie is speciaal ontworpen voor TC2000-turbinetoepassingen:
| groepsapplicatie |
van |
Belangrijkste kenmerken |
| DS200SDCCG1A_ |
AC2000, DC2000, EX2000 aandrijftoepassingen |
Standaardversie voor algemene aandrijf- en bekrachtigingstoepassingen |
| DS200SDCCG3A_ |
DC1000-schijven |
Versie met verminderde functionaliteit |
| DS200SDCCG4A_ |
TC2000-turbinetoepassingen |
Hetzelfde als G1A maar met grotere EE-parameteropslag en firmware geoptimaliseerd voor turbinebesturing |
2. Kaartconnectoren
De DS200SDCCG4A kan worden gekoppeld aan andere controllerkaarten en externe signalen via acht connectoren (aangeduid met _PL):
| Connectorinterface |
Doel |
in TC2000-toepassingen |
| 1PL |
I/O tussen de voeding/interfacekaart (DS200IMCP, DCI, SDCI of DCFB) en de SDCC |
Verbindt stroombewakings- en beveiligingssignalen |
| 2PL |
±5, 15 en 24 V DC-ingangen van de voedings-/interfacekaart naar de SDCC |
Levert bedrijfsvermogen voor de besturingskaart |
| 3PL |
SDCC-uitgangen naar de LAN-communicatiekaart (DS215SLCC) |
Wisselt gegevens uit met de LAN-communicatiekaart |
| 6PL |
I/O tussen het aandrijfterminalbord (531X305NTB) of het eenvoudige aandrijfterminalbord (DS200STBA) en de SDCC |
Verbindt externe I/O-signalen voor turbinebesturing |
| 7PL |
I/O tussen de signaalprocessorkaart (531X309SPC) of Multibridge signaalverwerkingskaart (DS200SPCB) en de SDCC |
Verwerkt encoder- en positiefeedbacksignalen |
| 8PL |
I/O tussen het aandrijfterminalbord (531X305NTB) of het eenvoudige aandrijfterminalbord (DS200STBA) en de SDCC |
Verbindt digitale ingangen en encodersignalen |
| 9PL |
Niet gebruikt |
— |
| 11PL |
SDCC-uitgangen naar meters |
Stuurt meterdisplays aan |
3. Montage van hulpkaart
De DS200SDCCG4A 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
Bij TC2000-turbinetoepassingen is doorgaans een LAN-communicatiekaart vereist om te communiceren met andere componenten van het turbinebesturingssysteem.
4. Testpunten
De DS200SDCCG4A 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. Belangrijkste verschillen met de G1A-versie
| Functie |
G1A-versie |
G4A-versie |
| Primaire toepassing |
AC2000, DC2000, EX2000 aandrijf- en bekrachtigingssystemen |
TC2000 turbinebesturingssysteem |
| EE-parameteropslag |
Standaard capaciteit |
Uitgebreide capaciteit |
| Firmware |
Algemene drive/exciter-firmware |
Specifieke firmware voor TC2000-turbinebesturing |
| Parameterconfiguratie |
Aandrijvings-/opwekkerparameters |
Regelparameters van de turbine (instellingen voor te hoog toerental, temperatuurbeveiliging, enz.) |
| Functionele focus |
Motorbesturing, snelheidsregeling, stroomregeling |
Turbinebescherming, brandstofcontrole, bewaking van te hoge snelheid |
| Software-jumpers |
Enkele jumpers voor configuratie van aandrijffuncties |
Enkele jumpers voor turbinespecifieke functieconfiguratie |
V. Configuratie en instellingen
1. Configuratie hardwarejumper
De SDCC bevat verschillende configureerbare hardware-jumpers, waarvan de meeste in de fabriek zijn ingesteld. De G4-versie heeft in wezen dezelfde jumperinstellingen als de G1A-versie, maar met configuraties die zijn afgestemd op de vereisten van turbinetoepassingen:
| Jumperfunctie |
Standaardpositie |
Beschrijving |
in TC2000-toepassingen |
| JP1 |
EEPROM-schrijfbeveiliging |
2.3 (schrijven ingeschakeld) |
1.2 = schrijven verboden (veilige modus). In turbinetoepassingen wordt schrijfinschakeling aanbevolen om parameterwijziging mogelijk te maken. |
| JP7 |
Feedback VCO-versterking |
1,2 (normale winst) |
2,3 = toename winst 6:1; selecteer op basis van het type turbinefeedbacksignaal. |
| JP8 |
Feedback VCO-circuit met absolute waarde |
1.2 (bipolaire modus) |
2.3 = absolute modus voor AC-toerentellertoepassingen. |
| JP15 |
DCP-kristal inschakelen |
1.2 (ingeschakeld) |
Moet ingeschakeld blijven om de goede werking van DCP te garanderen. |
| JP16 |
FLASH-programmamodus |
1.2 (normale leesmodus) |
2.3 = FLASH-herprogrammeringsmodus; alleen gebruikt tijdens firmware-upgrades. |
| JP22 |
MCP-kristal inschakelen |
1.2 (ingeschakeld) |
Moet ingeschakeld blijven om een goede werking van de MCP te garanderen. |
| JP23 |
DCP DMA-kanaalsignaalbron |
1.2 (van NTB/3TB analoge feedback) |
2.3 = vanaf encodermarkeringang; selecteer op basis van het type turbinefeedbacksignaal. |
| JP33 |
CMP-kristal inschakelen |
1.2 (ingeschakeld) |
Moet ingeschakeld blijven om een goede werking van de CMP te garanderen. |
2. Draadjumperconfiguratie
| Jumper |
Functie |
G4A Positie |
Beschrijving |
| WJ1 |
Wijs MET3 D/A toe aan DAC1 |
0 (jumper weggelaten) |
SDCCG1-kenmerk |
| WJ2 |
Wijs MET4 D/A toe aan DAC2 |
0 (jumper weggelaten) |
SDCCG1-kenmerk |
| WJ3 |
10 V volledige schaalreferentie voor D/A-uitgangen |
0 (jumper weggelaten) |
SDCCG1 gebruikt interne referentie van 12-bit D/A |
| WJ4 |
Identificeer de kaartgroep voor de firmware |
0 (jumper weggelaten, identificeert G1) |
Firmware gebruikt deze jumper om de kaartgroep te identificeren |
| WJ5 |
Configureer de grootte van de logische celarray |
1.2 (jumper geïnstalleerd) |
SDCCG1 gebruikt 3064-apparaat |
| 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.
Voor TC2000-turbinetoepassingen moeten ook de specifieke TC2000-configuratiehandleidingen worden geraadpleegd.
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.
Belangrijke opmerking: Omdat de G4-versie over een grotere EE-parameteropslag beschikt, moet bij het upgraden van een G1A-versie een EEPROM worden gebruikt die specifiek is geconfigureerd voor de G4-versie.
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.
Parameterback-up: maak regelmatig een back-up van de turbinebesturingsparameters die zijn opgeslagen in de EEPROM om onbedoeld verlies te voorkomen.
Beheer van reserveonderdelen: Het wordt aanbevolen om ten minste één identieke SDCC-kaart ter plaatse te bewaren als reserve om de uitvaltijd te minimaliseren.
Firmware-updates: Volg bij het updaten van de firmware strikt de officiële procedures van GE om stroomonderbrekingen tijdens het proces te voorkomen.
VII. Toepassingen
De DS200SDCCG4A aandrijfbesturingskaart is speciaal ontworpen voor de volgende industriële toepassingen:
TC2000-turbinebesturingssysteem: Als de kernbesturingscomponent van het TC2000-systeem, dat volledige besturingsfuncties biedt voor gasturbines en stoomturbines.
Gasturbineregeling: Voert brandstofregeling, snelheidsregeling, temperatuurbewaking, verbrandingsbewaking en andere turbineregelfuncties uit.
Stoomturbineregeling: Voert de regeling van de turbinesnelheid, bescherming en belastingcontrole uit.
Generatorbeveiligingssystemen: interfaces met generatorbeveiligingsapparatuur voor spannings- en blindvermogenregeling.
Gecombineerde cyclus-energiecentrales: Coördineert de werking van gasturbines en stoomturbines in configuraties met meerdere of één as.
Industriële turbineaandrijvingen: Biedt besturingsfuncties in turbineaandrijfsystemen voor compressoren, pompen en andere industriële apparatuur.
