De GE IS200VAICH1DBC analoge invoer/uitvoerkaart is een hoogwaardige analoge I/O-processorkaart die wordt gebruikt binnen GE Industrial Control Systems. Als lid van de VAIC-kaartfamilie accepteert de IS200VAICH1DBC analoge ingang/uitgangskaart 20 analoge ingangen en bestuurt 4 analoge uitgangen, waardoor de signaalconditionering, analoge multiplexing, analoog-naar-digitaal-conversie en digitaal-naar-analoog-conversie wordt geleverd die nodig zijn voor de verwerving en besturing van analoge processignalen in Mark VI-besturingsarchitecturen. Elk klemmenbord accepteert 10 ingangen en 2 uitgangen, en kabels verbinden het klemmenbord met het VME-rek waar het VAIC-processorbord zich bevindt. De VAIC converteert de ingangen naar digitale waarden en draagt deze via de VME-backplane over naar het VCMI-bord en vervolgens naar de controller, terwijl de VAIC voor de uitgangen digitale waarden omzet naar analoge stromen en deze via het klemmenbord naar het klantcircuit stuurt.
De IS200VAICH1DBC analoge invoer/uitvoerkaart wordt geïdentificeerd door de GE-onderdeelnummeringsconventie die wordt gebruikt in de productlijn van Industrial Control Systems. Het voorvoegsel 'IS200' identificeert het bord als een product van GE Industrial Control Systems, waarbij '200' specifiek aangeeft dat het bord een assemblage op basisniveau is. De afkorting 'VAIC' identificeert de functionele aanduiding van de kaart als een analoge ingangs-/uitgangskaart. De aanduiding 'H1' identificeert de hardwaregroep, terwijl het achtervoegsel 'DBC' de combinatie van artwork en functionele revisie identificeert. Alle cijfers zijn belangrijk bij het bestellen of vervangen van een bord, aangezien kaarten met verschillende revisieniveaus mogelijk geen identieke hardware bevatten, en GE achterwaartse compatibiliteit van vervangende kaarten garandeert, waarbij wordt opgemerkt dat verschillende revisieniveaus mogelijk geen identieke componenten bevatten.
De IS200VAICH1DBC analoge ingangs-/uitgangskaart is de VAICH1D-versie van de VAIC-familie, de nieuwste generatie die is ontworpen om een hogere belastingsweerstand voor 20 mA-uitgangen te ondersteunen. Deze generatie biedt tot 18 V beschikbaar op de schroefklemmen van het klemmenbord, waardoor werking mogelijk is bij belastingen van 800 ohm met 300 meter #18 draad met marge, vergeleken met de eerdere VAICH1C en eerdere versies die een belastingsweerstand tot 500 ohm ondersteunden. Voor een goede werking heeft het VAICH1D-bord het TBAIH1C of latere klemmenbord, of een revisie van het STAI-klemmenbord, nodig, terwijl het ook goed werkt met alle revisies van de DTAI-klemmenborden.
Deze productintroductie biedt gedetailleerde technische informatie, functionele beschrijvingen, connectortoewijzingen, configuratierichtlijnen en uitgebreide specificaties voor de GE IS200VAICH1DBC analoge invoer/uitvoerkaart, en dient als een essentiële referentie voor besturingssysteemingenieurs, onderhoudstechnici en systeemintegrators die werken met industriële besturingsapparatuur van GE.
Functionele architectuur en signaalverwerking
De IS200VAICH1DBC analoge ingangs-/uitgangskaart is gebouwd rond een flexibele en krachtige analoge signaalverwerkingsarchitectuur die maximaal 20 analoge ingangen en 4 analoge uitgangen ondersteunt, waarbij het ingangstype, of het nu een spanning, 4–20 mA of ±1 mA is, wordt geselecteerd door jumpers op het klemmenbord. Twee van de vier analoge uitgangscircuits zijn 4–20 mA en de andere twee kunnen worden geconfigureerd voor 4–20 mA of 0–200 mA. Ingangen en uitgangen zijn voorzien van ruisonderdrukkingscircuits ter bescherming tegen piek- en hoogfrequente ruis.
Het bord bevat signaalconditionering, een analoge multiplexer, een A/D-omzetter en een D/A-omzetter, waardoor een complete analoge signaalketen ontstaat, van de veldbedrading tot het digitale besturingssysteem. De A/D-omzetter is een 16-bits-omzetter met een resolutie van 14-bits, en de normale scantijd is 10 ms (100 Hz), waarbij ingangen 1 tot en met 4 beschikbaar zijn voor scannen op 200 Hz. De meetnauwkeurigheid is beter dan 0,1% van de volledige schaal en de D/A-converter is een 12-bits converter met een nauwkeurigheid van 0,5%.
De ingangsimpedantie van de IS200VAICH1DBC analoge ingangs-/uitgangskaart is 250 ohm bij 4–20 mA, 5.000 ohm bij ±1 mA en 500.000 ohm bij spanningsingang, waardoor de kaart kan communiceren met een breed scala aan zenders en spanningsbronnen. De onderdrukking van ingangsruis omvat een hardwarefilter op de eerste 10 circuits (J3) met een enkelpolige downbreak bij 500 rad/sec, een hardwarefilter op de tweede 10 circuits (J4) met een tweepolige downbreak bij 72 en 500 rad/sec, en een softwarefilter met een tweepolig laagdoorlaatfilter, configureerbaar voor 0, 0,75, 1,5 Hz, 3 Hz, 6 Hz of 12 Hz. De AC common-mode-onderdrukking bedraagt 60 dB bij 60 Hz met maximaal ±5 V common-mode-spanning, en de DC common-mode-onderdrukking is 80 dB bij -5 tot +7 V piek common-mode-spanning. Het common-mode-spanningsbereik is ±5 V, met ±2 V CMR voor de ±10 V-ingangen.
Simplex- en TMR-toepassingen
De IS200VAICH1DBC analoge invoer/uitvoerkaart ondersteunt zowel simplex als triple modulair redundante (TMR) toepassingen en biedt zo de flexibiliteit die nodig is voor verschillende systeemarchitecturen.
In een simplexconfiguratie levert het klemmenbord ingangssignalen aan een enkele VAIC, die alle stroom voor de uitgangen levert. Het bord accepteert 20 analoge ingangen en bestuurt 4 analoge uitgangen, waarbij twee TBAI-klemmenborden voor de veldzijde-afsluiting zorgen. De analoge I/O-capaciteit met twee TBAI-klemmenborden omvat 16 ingangen van ±10 V DC, ±5 V DC of 4–20 mA, 4 ingangen van 4–20 mA of ±1 mA, 2 uitgangen van 0–20 mA of 0–200 mA, en 2 uitgangen van 0–20 mA.
In een TMR-configuratie worden ingangssignalen op het klemmenbord uitgewaaierd naar drie VME-bordrekken R, S en T, die elk een VAIC bevatten. Uitgangssignalen worden aangestuurd met een eigen circuit dat de gewenste stroom creëert met behulp van alle drie de VAIC's. In het geval van een hardwarestoring wordt de slechte VAIC van de uitgang verwijderd en blijven de resterende twee kaarten de juiste stroom produceren. De 24 V DC-stroom naar de transducers komt van alle drie de VME-rekken en is diode-OF geselecteerd op het klemmenbord. Elke analoge stroomuitgang wordt gevoed door stromen van alle drie VAIC's, en de werkelijke uitgangsstroom wordt gemeten met een serieweerstand, die een spanning terugvoert naar elke VAIC. De resulterende output is de gekozen middenwaarde, of mediaan, van de drie stromen, waardoor de fouttolerantie en hoge beschikbaarheid wordt geboden die vereist zijn voor kritische besturingstoepassingen.
Detectie van compressorblokkering
De firmware van de IS200VAICH1DBC analoge ingang/uitgangskaart omvat detectie van gasturbinecompressorblokkering, uitgevoerd bij 200 Hz. Er kunnen twee blokkeeralgoritmen worden geselecteerd, en beide gebruiken de eerste vier analoge ingangen, gescand op 200 Hz. Eén algoritme is bedoeld voor kleine LM-gasturbines en gebruikt twee druktransducers, terwijl het andere algoritme is bedoeld voor zware gasturbines en drie druktransducers gebruikt.
Het detectiealgoritme voor het afslaan van de compressor gebruikt de persdruk PS3 van de compressor als primaire invoer, en een daling van deze druk duidt op een mogelijk afslaan van de compressor. Het algoritme berekent ook de snelheid waarmee de persdruk verandert, dPS3/dt, en vergelijkt deze waarden met de geconfigureerde blokkeerparameters, de KPS3-constanten. De uitschakeling van de compressorblokkering wordt geïnitieerd door VAIC, die het signaal naar de controller stuurt waar het wordt gebruikt om een uitschakeling te initiëren. Het uitschakelsignaal kan worden gebruikt om alle brandstofafsluitkleppen via elke relaisuitgang in te stellen. De detectie van de compressorblokkering en de relaiswerking vinden plaats binnen 30 ms, waardoor een snelle en betrouwbare reactie op een blokkeringstoestand ontstaat.
Installatie en bedrading
De IS200VAICH1DBC analoge invoer/uitvoerkaart is ontworpen voor eenvoudige installatie in het VME-processorrek. Om het bord te installeren, schakelt u het VME-processorrek uit, schuift u het bord erin en drukt u de bovenste en onderste hendels met uw handen naar binnen om de randconnectoren vast te zetten. Draai vervolgens de geborgde schroeven aan de boven- en onderkant van het voorpaneel vast. Kabelverbindingen met de klemmenborden worden gemaakt bij de J3- en J4-connectoren op het onderste gedeelte van het VME-rek, dit zijn vergrendelbare connectoren om de kabels vast te zetten. Controleer na het inschakelen van het VME-rek de diagnoselampjes bovenaan het voorpaneel.
Het bordformaat is 26,04 cm hoog bij 1,99 cm breed bij 18,73 cm diep (10,26 inch x 0,782 inch x 7,375 inch) en het stroomverbruik is minder dan 31 W. Het bereik van de bedrijfstemperatuur is 0 tot 60 °C (32 tot 140 °F), waardoor het bord geschikt is voor installatie in standaard industriële schakelkasten.
Diagnostiek en foutdetectie
De IS200VAICH1DBC analoge invoer/uitvoerkaart biedt uitgebreide diagnostische mogelijkheden die helpen bij systeemverificatie en foutisolatie. Drie LED's aan de bovenkant van het VAIC-voorpaneel geven statusinformatie, waarbij de normale RUN-toestand groen knippert, FAIL continu rood is en STATUS normaal gesproken uit is, maar continu oranje wordt weergegeven als er een diagnostische alarmtoestand op de kaart aanwezig is.
Elke analoge ingang heeft een hardwarelimietcontrole op basis van vooraf ingestelde, niet-configureerbare hoge en lage niveaus die zijn ingesteld aan de uiteinden van het werkbereik. Als deze limiet wordt overschreden, wordt een logisch signaal ingesteld en wordt de ingang niet langer gescand. Als een van de hardwarelimieten van de ingang wordt ingesteld, wordt er een samengesteld diagnostisch alarm gecreëerd, L3DIAG_VAIC, dat betrekking heeft op de hele kaart. Elke ingang heeft ook systeemlimietcontroles op basis van configureerbare hoge en lage niveaus, die kunnen worden gebruikt om alarmen te genereren en kunnen worden geconfigureerd voor in- of uitschakelen en als vergrendelend of niet-vergrendelend.
Als in TMR-systemen één signaal met meer dan een vooraf bepaalde limiet afwijkt van de gestemde waarde, wordt dat signaal geïdentificeerd en wordt er een fout gecreëerd, waardoor een vroege indicatie wordt gegeven van een probleem dat zich in één kanaal ontwikkelt. De kaart bewaakt de D/A-uitgangen, uitgangsstromen, totale stroom, zelfmoordrelais en 20/200 mA-schalingsrelais, controleert deze op redelijkheid en creëert een fout wanneer er een probleem wordt gedetecteerd. Het TBAI-klemmenbord heeft zijn eigen ID-apparaat dat wordt ondervraagd door de VAIC, en als er een mismatch wordt aangetroffen, wordt er een hardware-incompatibiliteitsfout gecreëerd.
Diagnostiek bewaakt elke uitgang en een zelfmoordrelais verbreekt de verbinding met de corresponderende uitgang als een fout niet kan worden verholpen door een commando van de processor, waardoor een extra beschermingslaag wordt geboden voor de veldapparaten en het proces.
Toepassingsgeschiktheid en systeemintegratie
De IS200VAICH1DBC analoge invoer/uitvoerkaart is een veelzijdige analoge interface die kan worden gebruikt in een grote verscheidenheid aan GE Industrial Control System-toepassingen. Dankzij de 20 analoge ingangen, die signalen van 4–20 mA, ±1 mA, ±5 V DC en ±10 V DC ondersteunen, en de 4 analoge uitgangen, die 4–20 mA en 0–200 mA ondersteunen, kan de kaart communiceren met druktransmitters, temperatuurtransmitters, flowmeters, niveausensoren, klepstandstellers, actuatoren en vele andere analoge veldinstrumenten.
De ondersteuning van het bord voor zowel simplex- als TMR-toepassingen maakt het geschikt voor een breed scala aan systeemarchitecturen, van kostengevoelige simplex-installaties tot kritische TMR-installaties waarbij hoge beschikbaarheid vereist is. In TMR-toepassingen bieden de ventilatoringangen, het diode-OR-geselecteerde zendvermogen en de mediaan-gestemde uitgangen van de kaart de fouttolerantie en betrouwbaarheid die nodig zijn voor de meest veeleisende besturingstoepassingen.
De ingebouwde detectie van het afslaan van compressoren, met de algoritmen voor twee transducers en drie transducers en de scansnelheid van 200 Hz, biedt een snelle en betrouwbare manier om het afslaan van compressoren in gasturbinetoepassingen te detecteren. Het uitschakelsignaal kan worden gebruikt om alle brandstofafsluitkleppen via elke relaisuitgang in te stellen, wat een uitgebreide beveiligingsfunctie oplevert.
Dankzij de hogere belastingsweerstand van het bord, met tot 800 ohm ondersteund door 300 meter #18-draad, kan het bord langere kabeltrajecten en hogere impedantiebelastingen aansturen dan de eerdere VAIC-generaties, waardoor een grotere flexibiliteit wordt geboden in de veldbedrading en de aangesloten veldapparatuur.
Onderhoud en levenscyclus
De IS200VAICH1DBC analoge ingangs-/uitgangskaart is ontworpen voor een lange levensduur met minimaal onderhoud. Het bord bevat geen bewegende delen en de robuuste constructie zorgt voor een hoge betrouwbaarheid bij continu industrieel gebruik. Routineonderhoud bestaat uit periodieke visuele inspectie van de kaart, connectoren en LED's, verificatie dat de analoge ingangs- en uitgangssignalen binnen de specificaties vallen, en bevestiging dat de diagnostische LED's een normale werking aangeven.
De diagnostische functies van het bord, waaronder de hardware- en systeemlimietcontroles, de TMR-stemming, de uitgangsmonitoring en de ingebouwde ID-chip, vereenvoudigen het oplossen van problemen en zorgen ervoor dat het juiste bord op elke locatie wordt geïnstalleerd. Als er sprake is van een diagnostische alarmtoestand, brandt de STATUS-LED continu oranje, waardoor de onderhoudsmonteur wordt gewaarschuwd voor een probleem met de kaart of de lokale bedrading.
Als het bord moet worden vervangen, is het proces eenvoudig. Nadat u het VME-processorrek hebt uitgeschakeld en hebt gecontroleerd of er geen stroom aanwezig is, moeten de kabels worden losgekoppeld van de J3- en J4-connectoren, moeten de geborgde schroeven worden losgedraaid en moet de kaart met de bovenste en onderste hendels uit het rek worden verwijderd. De vervangende kaart moet in dezelfde positie worden geïnstalleerd, de kabels opnieuw worden aangesloten zoals aangegeven en de diagnostische LED's moeten worden gecontroleerd voordat het systeem weer in gebruik wordt genomen.
GE Industrial Control Systems garandeert de compatibiliteit van zijn vervangende kaarten, ook al bevatten kaarten met verschillende revisieniveaus mogelijk geen identieke hardware. Wanneer u een vervangende IS200VAICH1DBC analoge ingangs-/uitgangskaart bestelt, geef dan het volledige onderdeelnummer en de beschrijving, het serienummer van de drive of het systeem en het materiaallijstnummer (ML) op. De fabriek kan latere versies vervangen op basis van beschikbaarheid en ontwerpverbeteringen, maar achterwaartse compatibiliteit van vervangende kaarten is gegarandeerd.
Conclusie
De GE IS200VAICH1DBC analoge invoer/uitvoerkaart is een betrouwbare, robuuste en veelzijdige analoge interface voor GE industriële besturingssystemen. De 20 analoge ingangen, die meerdere signaaltypen en -bereiken ondersteunen, de 4 analoge uitgangen met een capaciteit van 4–20 mA en 0–200 mA, de hogere belastingsweerstand met ondersteuning tot 800 ohm, de ingebouwde detectie van compressorblokkering en de ondersteuning voor zowel simplex- als TMR-toepassingen bieden de flexibiliteit, nauwkeurigheid en betrouwbaarheid die nodig is voor een breed scala aan industriële analoge meet- en regeltoepassingen.
Met zijn VME-rekmontage, duidelijk gelabelde connectoren, uitgebreide diagnostiek en compatibiliteit met het Mark VI-besturingssysteem en de TBAI-, STAI- en DTAI-klemmenborden, is de IS200VAICH1DBC analoge invoer/uitvoerkaart ontworpen voor eenvoudige installatie, verificatie en onderhoud. Gesteund door GE's hoogwaardige productie, het wereldwijde ondersteuningsnetwerk en de toewijding aan achterwaartse compatibiliteit, blijft de IS200VAICH1DBC analoge invoer/uitvoerkaart de prestaties, duurzaamheid en betrouwbaarheid leveren die industriële gebruikers van GE verwachten. Of het nu wordt gebruikt in een nieuwe installatie of als vervanging voor een bestaand bord, de IS200VAICH1DBC analoge ingang/uitgangskaart biedt de analoge ingangs- en uitgangsfunctionaliteit die nodig is voor een betrouwbare en efficiënte werking van het besturingssysteem.
