De IS200VCMIH2B is een VME Bus Master Controller Board ontworpen door General Electric (GE) voor zijn Mark VI™ gasturbine/stoomturbinebesturingssysteem. Dit bord is een belangrijke hardwarerevisie binnen de VCMI-serie en dient als communicatiecentrum van het besturingssysteem. Het is verantwoordelijk voor de gegevensuitwisseling tussen de controller en I/O-kaarten, evenals voor de communicatie-interface voor het systeembesturingsnetwerk, bekend als IONet.
Het IS200VCMIH2B-bord speelt een centrale rol in het Mark VI-besturingssysteem. Het is niet alleen de VME-busmaster in de besturings- en I/O-racks, maar beheert ook de ID's voor alle kaarten in het rack en de bijbehorende klemmenborden. Via het IONet-netwerk maakt de VCMI snelle datacommunicatie mogelijk met meerdere lokale of externe I/O-racks, waardoor een flexibele en schaalbare besturingssysteemarchitectuur wordt opgebouwd.
De belangrijkste kenmerken van de IS200VCMIH2B zijn onder meer:
Twee versies beschikbaar: aangeboden in versies met één netwerkpoort en drievoudige netwerkpoort om aan verschillende systeemconfiguratievereisten te voldoen.
IONet-communicatie: Ondersteunt het snelle besturingsnetwerk IONet, waardoor realtime gegevensuitwisseling tussen de controller en I/O mogelijk wordt.
VME Bus Master: fungeert als de VME-busmastercontroller en beheert de communicatie voor alle kaarten in het rack.
ID-beheer: Identificeert en beheert automatisch de ID-informatie van alle kaarten en de bijbehorende klemmenborden in het rack.
Ondersteuning voor redundantie: Ondersteunt zowel simplex als triple modulair redundante (TMR) systeemconfiguraties.
Remote I/O: Ondersteunt het aansluiten van meerdere externe I/O-racks via IONet om de systeemschaal uit te breiden.
Uitgebreide diagnostiek: Biedt uitgebreide zelfdiagnose van de kaart en diagnostische functies op systeemniveau voor eenvoudige probleemoplossing.
Volgens de diagrammen in het document heeft de VCMI twee versies:
Versie met enkele netwerkpoort: geschikt voor simplex-systemen of als enkel kanaal in TMR-systemen.
Versie met drievoudige netwerkpoort: geschikt voor TMR-systemen, met drie poorten die respectievelijk overeenkomen met de R-, S- en T-besturingskanalen.
Het bordontwerp voldoet aan industriële normen en is geschikt voor besturingstoepassingen in kritische apparatuur zoals gasturbines en stoomturbines in energiecentrales.
II. Belangrijkste functies
De primaire functies van de IS200VCMIH2B omvatten, maar zijn niet beperkt tot, het volgende:
1. Controller en I/O-communicatie-interface
De IS200VCMIH2B fungeert als een communicatiebrug tussen de controller en I/O-kaarten en is verantwoordelijk voor het onderling verzenden van procesgegevens, statusinformatie en besturingsopdrachten. Het wisselt gegevens uit met verschillende I/O-kaarten (zoals VAIC, VCMI, etc.) in het rack via de VME-bus, terwijl het tegelijkertijd op hoge snelheid communiceert met de controller via het IONet-netwerk.
2. IONet-netwerkcommunicatie
IONet is het speciale hogesnelheidsbesturingsnetwerk voor het GE Mark VI-besturingssysteem. De IS200VCMIH2B gebruikt IONet om het volgende te bereiken:
Realtime gegevensuitwisseling met de hoofdcontroller.
Communicatie met meerdere externe I/O-racks.
Gegevenssynchronisatie tussen de drie besturingskanalen (R, S, T) in TMR-systemen.
Overdracht van systeemconfiguratie- en diagnosegegevens.
3. VME-busmaster
Als mastercontroller van de VME-bus is de VCMIH2B verantwoordelijk voor:
Beheer van VME-bustoegang voor alle I/O-kaarten in het rack.
Het bemiddelen van busaanvragen van diverse besturen.
Gegevensoverdracht via de VME-bus uitvoeren.
Detecteren en afhandelen van VME-busfouten.
4. Board-ID-beheer
De IS200VCMIH2B identificeert en beheert automatisch de ID-informatie van alle kaarten en hun klemmenborden in het rack:
Leest de ID-chip op elke kaart om informatie te verkrijgen zoals kaarttype, revisie en serienummer.
Vergelijkt deze informatie met de verwachte waarden in het configuratiebestand om hardwarecompatibiliteit te garanderen.
Detecteert ID-mismatches of leesfouten en genereert overeenkomstige foutalarmen.
5. Ondersteuning voor systeemconfiguratie
De IS200VCMIH2B ondersteunt verschillende systeemconfiguratiemethoden:
Simplex-systemen: één enkel besturingsrek, dat via IONet verbinding kan maken met lokale I/O of externe I/O-rekken.
TMR-systemen: Drie onafhankelijke besturingskanalen (R, S, T), elk met een eigen IONet, geschikt voor verbinding met lokale of externe I/O-racks.
Gemengde configuraties: Lokale en externe I/O kunnen flexibel worden gecombineerd op basis van daadwerkelijke vereisten.
6. Controle van de voeding
Het IS200VCMIH2B-bord bewaakt verschillende voedingsspanningen binnen het VME-rack, waaronder:
P5 (+5 V gelijkstroom)
P15 (+15 V gelijkstroom)
N15 (-15 V gelijkstroom)
P12 (+12 V gelijkstroom)
N12 (-12 V gelijkstroom)
P28A, P28B, P28C, P28D, P28E (meerdere +28 V DC-rails)
N28 (-28 V gelijkstroom)
Busspanning van 125 V en de spanning ervan naar aarde
Wanneer een spanning buiten de gespecificeerde bedrijfslimieten valt, genereert de kaart een bijbehorend foutalarm.
7. Diagnostiek en zelftest
De IS200VCMIH2B beschikt over uitgebreide diagnostische functies, waaronder:
Zelftest bij inschakelen (POST)
Periodieke runtime-zelftests
VME-busfoutdetectie
IONet-communicatiestatusbewaking
Consistentiecontroles van bord-ID's
Bewaking van de voedingsspanning
Controle van de communicatiestatus van de controller
Diagnostische resultaten worden geleverd via LED's op het voorpaneel en systeemsoftware (Toolbox).
III. Systeemtoepassingen
1. Toepassing in het Mark VI-besturingssysteem
De IS200VCMIH2B is het kernbord voor controller-naar-I/O-communicatie binnen het Mark VI-besturingssysteem. De rollen binnen het systeem omvatten:
Communicatiehub: fungeert als gegevensuitwisselingscentrum tussen de controller en I/O-kaarten en zorgt voor realtime overdracht van procesgegevens en besturingsopdrachten.
Netwerkinterface: Verbindt de controller en externe I/O-racks via IONet, waardoor een gedistribueerd besturingssysteem wordt opgebouwd.
Bus Master: beheert als mastercontroller van de VME-bus de communicatie voor alle I/O-kaarten in het rack.
Systeembeheer: Beheert kaart-ID's, bewaakt de status van de stroomvoorziening en voert diagnostische taken uit om een goede werking van het systeem te garanderen.
2. Simplex-systeemconfiguratie
In simplexsystemen biedt de IS200VCMIH2B flexibele configuratieopties:
Lokale I/O-configuratie: Alle I/O-kaarten zijn geïnstalleerd in het besturingsrek. De VCMI communiceert rechtstreeks met de I/O via de VME-bus.
Remote I/O-configuratie: Verbindt een of meer externe I/O-racks via IONet. Elk extern rack heeft ook zijn eigen VCMI-bord.
Gemengde configuratie: gebruikt gelijktijdig zowel lokale als externe I/O om de I/O-capaciteit van het systeem uit te breiden.
3. TMR-systeemconfiguratie
In drievoudige modulaire redundante systemen speelt de drievoudige netwerkpoortversie van de IS200VCMIH2B een sleutelrol:
Kleinschalig TMR-systeem: Alle I/O is in het besturingsrek gemonteerd. Elk kanaal (R, S, T) heeft zijn eigen IONet. De drie poorten van de VCMI zijn respectievelijk op de drie kanalen aangesloten.
Grootschalig TMR-systeem: Elke IONet ondersteunt meerdere externe I/O-racks. De I/O-configuraties voor de drie kanalen zijn identiek (dezelfde kaarttypen en punten), waardoor een drievoudige redundantie wordt bereikt.
4. I/O-uitbreiding op afstand
Via IONet kan de IS200VCMIH2B verbinding maken met meerdere externe I/O-racks, die zich allemaal mogelijk ver van het controle-rack bevinden. De voordelen van deze architectuur zijn onder meer:
Minder veldbedrading: Er is slechts één glasvezelkabel of twisted pair-kabel nodig om het externe rack aan te sluiten.
Sterke geluidsimmuniteit: Glasvezelcommunicatie is immuun voor elektromagnetische interferentie.
Flexibele uitbreiding: Indien nodig kunnen externe racks worden toegevoegd om de I/O-capaciteit uit te breiden.
5. Typische toepassingsscenario's
Gasturbinebesturing: fungeert als de communicatiekern van het besturingssysteem en verbindt verschillende I/O-kaarten om parameters zoals snelheid, temperatuur en druk te verwerven en te controleren.
Stoomturbineregeling: Beheert I/O-signalen voor regeling van de regelklep, bewaking van de stoomdruk/temperatuur, enz.
Generator-excitatiecontrole: Werkt samen met het EX2100-excitatiesysteem om excitatiecontrole te bereiken.
Externe I/O-stations: Verzamelt in grote energiecentrales verspreide veldsignalen via externe I/O-rekken.
IV. Gedetailleerde interfacebeschrijving
1. Interface op voorpaneel
Het IS200VCMIH2B-voorpaneel beschikt doorgaans over:
IONet-poorten: versies met één of drie poorten voor IONet-netwerkverbinding.
LED-indicatoren: geven de voedingsstatus, bedrijfsstatus, netwerkstatus en foutstatus aan.
Resetknop: Voor het handmatig resetten van het bord.
2. Backplane-connectoren
Het bord kan via VME-backplane-connectoren worden aangesloten op andere kaarten in het rack, waaronder:
3. Terminalkaartinterfaces
De IS200VCMIH2B kan via kabels op meerdere klemmenborden worden aangesloten, waaronder:
J3, J4, J5, J6: Standaard I/O-klemmenbordconnectoren.
J3A, J4A: Extra I/O-klemmenbordconnectoren.
Elke connector is uitgerust met een ID-chip die het type, de revisie en het serienummer van het klemmenbord opslaat.
4. Analoge ingangsbewaking
De IS200VCMIH2B bewaakt de volgende analoge ingangssignalen (via backplane-connector P3):
| Signaalnaam |
Beschrijving |
Verbindingspunten |
| N125_Grd |
N125 ten opzichte van aarde |
P3 – 26 tot 27 |
| Reserve01 |
Analoog reserveonderdeel 01 |
P3 – 07 tot 08 |
| Reserve02 |
Analoog reserveonderdeel 02 |
P3 – 05 tot 06 |
5. LED-indicatoren op het voorpaneel
| LED- |
kleur |
Normale toestand |
Abnormale toestand |
| STROOM |
Groente |
Continu aan |
Uit duidt op een stroomstoring |
| LOOP |
Groente |
Knipperend |
Uit of continu aan geeft aan dat de kaart niet werkt |
| IONET1 |
Groen/Geel |
Knippert (communicatieactiviteit) |
Uit geeft aan dat er geen communicatie is |
| IONET2 (versie met drie poorten) |
Groen/Geel |
Knippert (communicatieactiviteit) |
Uit geeft aan dat er geen communicatie is |
| IONET3 (versie met drie poorten) |
Groen/Geel |
Knippert (communicatieactiviteit) |
Uit geeft aan dat er geen communicatie is |
| SCHULD |
Rood |
Uit |
Continu branden duidt op een kaartfout |
V. Diagnose en onderhoud
1. Lijst met foutcodes
De IS200VCMIH2B kan verschillende foutcodes genereren die zichtbaar zijn via Toolbox-software. De belangrijkste foutcodes en beschrijvingen zijn als volgt:
| Foutcode |
Beschrijving |
Mogelijke oorzaak |
| 1 |
SOE-overschrijding |
IONet-communicatieprobleem |
| 2 |
Flash-geheugen CRC-fout |
Firmware-programmeerfout (bord gaat niet online) |
| 3 |
CRC-foutoverschrijving is actief |
Firmwarefout, maar bord is online toegestaan |
| 4 |
Watchdog-circuits zijn niet ingeschakeld |
Firmware-programmeerfout (bord toegestaan online) |
| 16 |
Controle van systeemlimieten is uitgeschakeld |
Systeemcontrole uitgeschakeld door configuratie |
| 17 |
Bord-ID mislukt |
Defecte ID-chip op VME I/O-kaart |
| 18 |
J3 ID-fout |
J3-kabel of klemmenbord-ID-chipprobleem |
| 19 |
J4 ID-fout |
J4-kabel of klemmenbord-ID-chipprobleem |
| 20 |
J5 ID-fout |
J5-kabel of klemmenbord-ID-chipprobleem |
| 21 |
J6 ID-fout |
J6-kabel of klemmenbord-ID-chipprobleem |
| 22 |
J3A ID-fout |
J3A-kabel- of klemmenbord-ID-chipprobleem |
| 23 |
J4A ID-fout |
J4A-kabel of klemmenbord-ID-chipprobleem |
| 24 |
Firmware/hardware-incompatibiliteit |
Type aangesloten klemmenbord wordt niet ondersteund |
| 25 |
De input van het bestuur is het niet eens met de gestemde waarde |
Probleem met ingangssignaal (sensor, bedrading, kaart of kabel) |
| 30 |
ConfigCompatCode komt niet overeen; Firmware: #, Tre: # |
tre-bestand incompatibel met firmware |
| 31 |
IOCompatCode komt niet overeen; Firmware: #; Tre: # |
tre-bestand incompatibel met firmware |
| 32 |
P5-spanning buiten de limieten |
Probleem met VME-backplane of voeding |
| 33 |
P15-spanning buiten de grenzen |
Als 'Afstandsbediening', diagnose uitschakelen; anders problemen met de backplane of de voeding |
| 34 |
N15-spanning buiten de limieten |
Als 'Afstandsbediening', diagnose uitschakelen; anders problemen met de backplane of de voeding |
| 35 |
P12-spanning buiten de grenzen |
Als 'Remote I/O', diagnose uitschakelen; anders problemen met de backplane of de voeding |
| 36 |
N12-spanning buiten de limieten |
Als 'Remote I/O', diagnose uitschakelen; anders problemen met de backplane of de voeding |
| 37 |
P28A-spanning buiten de limieten |
Als 'Afstandsbediening', diagnose uitschakelen; anders problemen met de backplane of de voeding |
| 38 |
P28B-spanning buiten de limieten |
Als 'Afstandsbediening', diagnose uitschakelen; anders problemen met de backplane of de voeding |
| 39-42 |
P28C-E/N28-spanning buiten de limieten |
Als 'Afstandsbediening', diagnose uitschakelen; anders problemen met de backplane of de voeding |
| 43 |
125V Busspanning buiten de limieten |
Probleem met bronspanning of bekabeling |
| 44 |
125V Bus Aardspanning buiten de limieten |
Lekkage of aardfout op 125V-bus |
| 45-47 |
IONet-1/2/3 Communicatiefout |
Losse kabel, rackvoeding of VCMI-probleem |
| 48 |
VME-busfout gedetecteerd |
Geaccumuleerde VME-busfouten |
| 49-51 |
Standaardinvoergegevens gebruiken, Rack R/S/T |
IONet-communicatiefout |
| 52 |
Gemiste tijdwedstrijdonderbreking |
Mogelijke VCMI-hardwarefout |
| 53 |
VCMI Scheduler-taakoverschrijding |
Mogelijk te veel I/O |
| 54 |
Automatische sleuf-ID mislukt |
Probleem met I/O-kaart of backplane |
| 55 |
Kaart-ID/automatische sleuf-ID komt niet overeen |
Board ID-chip mislukt |
| 56 |
Topologie Bestand/bord-ID komt niet overeen |
ID-chip komt niet overeen met configuratie |
| 57 |
Controllersequentieoverschrijding |
Te veel applicatiecode in de controller |
| 58 |
Controller PCODE-versie komt niet overeen |
Verschillende softwareversies in drie controllers |
| 59 |
IONet-communicatiefout (slave VCMI) |
Communicatieprobleem met slave-VCMI |
| 60 |
VME-foutbit # |
VME-backplane-fouten |
| 61 |
Controllerbord is offline |
Controller defect of uitgeschakeld |
| 68- |
I/O-kaart in sleuf # is offline |
I/O-kaart defect of verwijderd |
2. Onderhoudsaanbevelingen
Periodieke inspectie: Controleer het foutenlogboek via Toolbox-software om afwijkingen onmiddellijk te identificeren en aan te pakken.
Stroombewaking: let op voedingsspanningsalarmen en los stroomproblemen snel op.
Communicatiecontrole: Controleer regelmatig de IONet-communicatiestatus om betrouwbare netwerkconnectiviteit te garanderen.
Beheer van reserveonderdelen: Zorg voor een reserve IS200VCMIH2B-kaart om de uitvaltijd in geval van een storing te verminderen.
Firmware-upgrades: Zorg ervoor dat de firmwareversies overeenkomen met de configuratiebestanden tijdens systeemupgrades.
VI. Configuratie en compatibiliteit
1. Configuratiemethode
De configuratie van de IS200VCMIH2B wordt uitgevoerd via Toolbox-software en omvat voornamelijk:
Systeemtopologieconfiguratie: definieert het aantal en het type controlerekken en externe I/O-rekken.
I/O-kaartconfiguratie: Specificeert het type en de parameters van I/O-kaarten in elk slot.
Netwerkconfiguratie: Stelt IONet-communicatieparameters in.
Diagnostische configuratie: schakelt specifieke diagnostische items in/uit en stelt alarmdrempels in.
2. Compatibiliteit van configuratiebestanden
Configuratie-informatie wordt opgeslagen in een tre-bestand. Tijdens het opstarten vergelijkt de IS200VCMIH2B:
ConfigCompatCode: de configuratiecompatibiliteitscode die door de firmware wordt verwacht versus de waarde in het tre-bestand.
IOCompatCode: De I/O-compatibiliteitscode die door de firmware wordt verwacht versus de waarde in het tre-bestand.
Als er een mismatch wordt gedetecteerd (foutcodes 30-31), is het tre-bestand incompatibel met de firmwareversie; een ervan moet worden bijgewerkt.
3. Compatibiliteit kaart-ID
De IS200VCMIH2B leest de ID-chips op elke connector en vergelijkt deze met de verwachte waarden. Als er een mismatch wordt gedetecteerd (foutcodes 17-23), geeft dit aan dat het aangesloten klemmenbordtype of de revisie niet overeenkomt met de configuratie, of dat de ID-chip beschadigd is.
4. Configuratie van stroombewaking
Voor afstandsbedienings- of I/O-toepassingen op afstand is bepaalde bewaking van de voedingsspanning mogelijk niet van toepassing. Deze diagnostische items kunnen via Toolbox-software worden uitgeschakeld om vals alarm te voorkomen.
