De IS400TCASH1A is een belangrijk onderdeel van het PCAA (Core Analog I/O Pack) binnen het GE Mark VIe-besturingssysteem. Concreet behoort het tot het TCAS-klemmenbordtype. Als onderdeel van de PCAA-module biedt dit klemmenbord klantterminals en signaalroutering, waarbij op nauwkeurige en betrouwbare wijze analoge signalen van veldapparaten naar de BCAA- en BCAB-analoge verwerkingskaarten worden verzonden.
De IS400TCASH1A speelt een cruciale rol in gasturbinebesturingssystemen. Het verwerkt een groot aantal analoge signaalinvoer-/uitvoertaken, waaronder thermokoppelsignalen, 4-20 mA stroomlussignalen, LVDT (Linear Variable Differential Transformer) excitatie- en feedbacksignalen, servospoelaandrijfsignalen, pulsfrequentie-ingangen en meer. Dit klemmenbord kan worden toegepast in simplex- en TMR-systemen (Triple Modular Redundant) en voldoet aan de betrouwbaarheids-, beschikbaarheid- en veiligheidseisen van diverse industriële toepassingen.
Als onderdeel van de PCAA-module, de minst vervangbare eenheid (LRU), werkt de IS400TCASH1A samen met het BCAA-hoofdbord, het BCAB-interfacebord en het BPPx-processorbord om de volledige PCAA-kern analoge I/O-assemblage te vormen. De module ontvangt 28 V DC-stuurstroom via de P5-connector en levert 28 V DC-stroom via de P4-connector aan het JGPA-klemmenbord voor afsluiting van de veldkabelafscherming. Bovendien kan de IS400TCASH1A worden aangesloten op het TCAT-klemmenbord via twee 68-pins kabelconnectoren (P1 en P2) om een signaaluitbreiding te bereiken, waarbij een enkel veldsignaal naar een of drie PCAA-modules wordt gedistribueerd.
II. Hardwarefuncties en structuur
2.1 Fysieke structuur en connectoren
Als klemmenbord van de PCAA-module integreert de IS400TCASH1A meerdere connectorinterfaces om stabiele verbindingen met externe apparaten en andere kaarten te garanderen:
P5-voedingsconnector : 3-pins voedingsinterface voor het invoeren van 28 V DC-voeding om de gehele PCAA-module en het klemmenbord van stroom te voorzien. Houd er rekening mee dat de module rechtstreeks van stroom wordt voorzien via de P5-connector, en niet via de normale voedingsconnector op het processorbord.
P4-voedingsuitgangsconnector : levert 28 V gelijkstroom aan het JGPA-klemmenbord voor aarding van de veldkabelafscherming.
P1- en P2-connectoren : beide zijn 68-pins kabelconnectoren voor aansluiting op het TCAT-klemmenbord. Deze twee connectoren ondersteunen signaaluitbreiding en distribueren signalen van veldapparatuur naar een of drie PCAA-modules, waardoor simplex- of TMR-systeemconfiguraties mogelijk zijn.
ENET1 en ENET2 Ethernet-interfaces : Twee RJ-45 Ethernet-connectoren, die respectievelijk dienen als de primaire systeeminterface en de redundante/secundaire systeeminterface, voor verbinding met het IONet-netwerk, waardoor datacommunicatie tussen de controller en de module mogelijk is.
Euro-stijl box-type aansluitblokken : De IS400TCASH1A is uitgerust met 120 insteekbare Euro-stijl box-type terminals voor signaalbedrading van veldapparatuur. Deze klemmen ondersteunen verschillende geleidertypen en -doorsneden, waardoor installatie en onderhoud ter plaatse worden vergemakkelijkt.
2.2 Kenmerken van de terminalbedrading
De Euro-stijl boxterminals van de IS400TCASH1A ondersteunen de volgende geleiderspecificaties:
Dirigenttype |
Minimale doorsnede |
Maximale doorsnede |
Stevige geleider |
0,2 mm² |
2,5 mm² |
Gestrande dirigent |
0,2 mm² |
2,5 mm² |
Gevlochten geleider met adereindhuls en kunststof huls |
0,25 mm² |
2,5 mm² |
Gevlochten geleider met adereindhuls zonder kunststof huls |
0,25 mm² |
2,0 mm² |
AWG-specificatie |
24 AWG |
12 AWG |
2.3 Moduleontwerpfilosofie
De PCAA-module (inclusief het IS400TCASH1A-klemmenbord) bestaat uit vier afzonderlijke printplaten in één fysieke montage. Omdat het moeilijk is om een storing op één bord te isoleren, wordt de hele module als de minst vervangbare eenheid beschouwd. Daarom is velddiagnose of vervanging van individuele printplaten binnen de module niet toegestaan. Als de module defect raakt, moet de gehele PCAA-module worden vervangen.
III. Signaaltypen en I/O-toewijzing
Het IS400TCASH1A-klemmenbord biedt uitgebreide signaaltoegangsmogelijkheden, waaronder verschillende analoge signaaltypen die nodig zijn voor gasturbineregeling. Op basis van de signaalverdeling tussen PCAA-terminals en TCAT-terminals is de IS400TCASH1A primair verantwoordelijk voor de volgende signalen:
3.1 PCAA-terminalsignalen (rechtstreeks aangesloten op IS400TCASH1A)
Aantal signalen |
Signaaltype |
Schroeven per signaal |
25 |
Thermokoppel-ingangen |
2 |
10 |
Analoge 4-20 mA-ingangen |
2 |
2 |
Analoge 4-20 mA of ±10 V ingangen |
2 |
2 |
Analoge 4-20 mA-uitgangen |
2 |
1 |
±12 V uitgangsvermogen |
2 |
6 |
LVDT-excitatie-uitgangen |
2 |
6 |
Uitgangen voor servospoeldrivers |
2 |
3 |
Gemeenschappelijke verbindingen |
1 |
2 |
TTL-pulsingangen |
2 (met stroom) |
3.2 TCAT-terminalsignalen (via TCAT naar IS400TCASH1A uitgeblazen)
Aantal signalen |
Signaaltype |
Schroeven per signaal |
12 |
Aangewakkerde seismische input |
2 |
24 |
Geventileerde analoge 4-20 mA-ingangen |
2 |
12 |
24 V uitgangsvermogen bij 25 mA |
2 |
3 |
Stemmende 4-20 mA-uitgangen |
2 |
12 |
Gevulde LVDT-feedback |
2 |
2 |
Geventileerde magnetische pulsfrequentie-ingangen (servoflowmeter) |
2 |
1 |
Ingang voor servo-zelfmoordrelais |
2 |
V. Configuratie en bediening
4.1 Configuratie analoge ingang
De IS400TCASH1A ondersteunt interfaces naar verschillende typen 4-20 mA-zenders. Elke analoge ingangsterminal heeft een jumper ernaast om te selecteren of de retourterminal geaard of zwevend is (standaardpositie is zwevend/open). Voor analoge ingangen 11 en 12 is een extra jumper aanwezig om de belastingsweerstand van 250 Ω te verwijderen, waardoor ingangsspanning van ±10 V DC mogelijk is.
De bijbehorende JGPA-kaart biedt twaalf 24 V DC-uitgangsklemmen, één voor elke 4-20 mA zenderingang.
4.2 Configuratie servo-uitgang
De IS400TCASH1A ondersteunt zes servo-uitgangen, elk configureerbaar via jumpers voor TMR-modus (servo met 3 spoelen) of simplex-modus (servo met 2 spoelen). De eerste twee servo-uitgangen zijn tevens voorzien van een externe zelfmoordfunctie via de SVRL1- en SVRL2-klemmen. Wanneer een extern contact over deze klemmen sluit, wordt de servo-uitgang geïsoleerd van de besturing van de digitale regelaar, waardoor een directe verbinding ontstaat via een stroombegrenzende weerstand (15 mA vaste uitgang) voor een beschermende reactie op de besturing.
4.3 LVDT Positieservosysteem
De IS400TCASH1A ontvangt signalen aan de secundaire zijde van LVDT-sensoren via het TCAT-klemmenbord. Deze signalen worden geconditioneerd door het BCAA-acquisitiebord, omgezet in een gelijkstroom-equivalent signaal en door de processor gelezen via A/D-converters. De PCAA-firmware kan maximaal zes onafhankelijke digitale servoregelaars aansturen, waarbij elke lus werkt met een bemonsteringsfrequentie van 100 Hz. De uitgang van de regelaar wordt naar een D/A-omzetter geschreven, die vervolgens het stroomcommando voor de analoge stroomregelaar levert.
4.4 Kalibratiefunctie
Wanneer een nieuw klemmenbord op een systeem wordt gebruikt, is kalibratie van LVDT's geassocieerd met PSVO-, PSVP-, PCAA- of PMVE-servo's (MVRA of MVRF) vereist. De controller slaat de barcode van het klemmenbord op en vergelijkt deze met het huidige klemmenbord tijdens de herconfiguratielaadtijd. Elke keer dat een kalibratie wordt opgeslagen, wordt de streepjescodenaam bijgewerkt naar het huidige bord.
V. Diagnostiek en alarmen
Als onderdeel van de PCAA-module biedt de IS400TCASH1A uitgebreide zelfdiagnosefuncties. Wanneer een diagnose een afwijking detecteert, genereert het systeem overeenkomstige alarmen. Hieronder volgen algemene alarmen die verband houden met de IS400TCASH1A:
Alarmcode |
Beschrijving |
Mogelijke oorzaak |
Oplossing |
33-67 |
Thermokoppel ongezond |
Millivolt-invoer overschrijdt het thermokoppelbereik; verkeerd TC-type geconfigureerd; open draad; zwerfspanning of ruis waardoor de invoer hoger wordt dan -63 mV |
Controleer lokale bedrading en afscherming; controleer TC op open circuit; millivoltsignaal meten; controleer of het TC-type overeenkomt met de configuratie |
68 |
Cold Junction ongezond, back-up wordt gebruikt |
Lokaal koude-junctiesignaal van TCAS-klemmenbord buiten bereik (normaal: -50 tot 85°C) |
Als de hardware zich binnen het normale temperatuurbereik bevindt, is er mogelijk een storing in de koude-junctiesensor; vervang de PCAA-module |
69-80 |
TCAS analoge ingang ongezond |
Verkeerde of ontbrekende excitatie naar transducer; defecte transducer; jumperinstellingen komen niet overeen met configuratie; invoer buiten bereik; open of kortsluiting |
Controleer lokale bedrading; controleer veldapparaat; controleer de grondselectiejumper; controleer de ingang binnen het bereik van 3,0-21,5 mA, ±5,25 V, ±10,5 V |
117-122 |
LVDT-excitatie mislukt |
Excitatie aardfout; probleem met de veldbedrading of LVDT-sensorfout; interne hardwarefout |
Controleer de veldbedrading en afscherming op LVDT-excitatie; controleer LVDT-sensor; Als er een hardwarefout optreedt, vervang dan PCAA |
123-134 |
LVDT-excitatiespanning buiten bereik |
De werkelijke LVDT-excitatie overschrijdt ±10% van ExcitMonCal; mogelijke storing op het klemmenbord |
Meet de excitatiespanning en vergelijk met de configuratieparameter; controleer LVDT-sensor; servo opnieuw kalibreren; PCAA vervangen |
135-146 |
LVDT-positie buiten limiet |
LVDT-excitatieprobleem; defecte transducer; open of kortsluiting; invoer buiten bereik; niet gekalibreerd |
Controleer lokale bedrading en bekrachtiging; controleer LVDT-sensor; kalibreren servoregelaar; verifieer de MinVrms- en MaxVrms-limieten; controleer of ExcitSelect overeenkomt met de bedrading |
155-160 |
Servo uitgeschakeld: configuratiefout |
Servopositie-ingang aangesloten op ongebruikte LVDT; stroominvoer naar ongebruikte PR; drukingang naar ongebruikte analoge ingang; onjuiste configuratieparameters |
Configuratieparameters controleren en corrigeren; controleer de ingangen van de regelaar die zijn aangesloten op ingeschakelde sensoren; gebruik ToolboxST geavanceerde diagnostiek voor de foutenlijst |
161-166 |
Servo-uitgang Zelfmoord actief |
Feedback buiten bereik; huidige feedback komt niet overeen met commando; onjuiste ingangsaansluitingen |
Controleer configuratie; verifieer ingangen die zijn aangesloten op gebruikte sensoren; controleer de aansluitingen van de positiesensor en de mechanische integriteit; controleer de bedrading van de servo-uitgangslus op breuk of kortsluiting |
217 |
TCAT-configuratie en hardware-mismatch |
TCAT geconfigureerd in ToolboxST maar niet verbonden; TCAT niet geconfigureerd maar verbonden |
Controleer of de ToolboxST TCAT-selectie overeenkomt met de daadwerkelijke hardware; controleer of de P1- en P2-kabels niet zijn verwisseld; zorg ervoor dat de kabels goed vastzitten en dat de klemmenborden geaard zijn; voer een uitschakelreset uit |
218 |
Typen TCAT-connector P1 en P2 komen niet overeen |
P1- en P2-verbindingstypen (R/R, S/S, T/T) komen niet overeen |
Controleer de ToolboxST-configuratie en P1/P2-kabelverbindingen tussen TCAS en TCAT om ervoor te zorgen dat het type overeenkomt |
VI. Belangrijke punten voor installatie en bediening
6.1 Installatiestappen
Monteer de PCAA-module veilig.
Sluit de JGPA-voedingsaansluiting aan op de P4-connector op de PCAA.
Sluit de PCAA-module aan op een optioneel bijbehorend TCAT-klemmenbord met behulp van twee 68-pins kabels op connectoren P1 en P2. Draai alleen de kabelmontageschroeven in de PCAA en TCAT handvast aan om een goede kabelaarding te garanderen. Het niet goed vastzetten van de kabels kan ertoe leiden dat de PCAA de elektronische ID op de TCAT niet kan lezen en de signaalkwaliteit kan verminderen.
Sluit één of twee Ethernet-kabels aan, afhankelijk van de systeemconfiguratie. Wanneer één enkele IONet-verbinding wordt gebruikt, werkt de module correct via beide poorten. Als dubbele verbindingen worden gebruikt, is het de standaardpraktijk om ENET1 aan te sluiten op het netwerk dat is gekoppeld aan de R-controller.
Controleer de aarding van de JGPA-afschermingsdraadterminals. In de meeste toepassingen zijn JGPA-aardingsterminals elektrisch verbonden met het plaatmetaal waarop het bord is gemonteerd. In sommige toepassingen die een onafhankelijke aarding van de afscherming vereisen, dient u een geschikte aardedraad aan te brengen tussen een of meer JGPA-terminals en het vereiste aardepotentieel van de afscherming.
Schakel de module van stroom via de P5-connector en controleer de indicatielampjes voor de stroom- en Ethernet-status.
Gebruik de ToolboxST-applicatie om de PCAA indien nodig te configureren.
6.2 Belangrijke opmerkingen
Voeding Opmerking : De module werkt via een voedingsbron die rechtstreeks op de P5-connector van de module is aangesloten, en niet via de normale voedingsconnector op het processorbord.
Opmerking over het verwijderen van kabels : Wanneer u 68-pins kabels verwijdert, zorg er dan voor dat de zeskantige pinnen in de op het bord gemonteerde connectoren niet draaien wanneer u de kabelschroeven eruit draait.
Aarding Opmerking : De 68-pins kabels moeten goed geaard zijn; anders kan de elektronische ID-lezing en de signaalkwaliteit worden beïnvloed.
Configuratie-opmerking : Wijzig de ThermCplUnit-parameter in ToolboxST niet willekeurig, omdat dit van invloed is op de technische eenheden die worden gezien door de applicatiecode en van invloed kan zijn op externe apparaten zoals HMI's en historici.
