De IS400TCASH1AEC is een cruciaal onderdeel van het PCAA (Core Analog I/O Pack) binnen het GE Mark VIe-besturingssysteem. Concreet behoort het tot het klemmenbord van de TCAS-serie . Als veldsignaalinterface van de PCAA-module biedt dit klemmenbord klantaansluitpunten en signaalroutering, waardoor op efficiënte en betrouwbare wijze een grote verscheidenheid aan analoge signalen wordt verzonden van veldapparaten zoals gasturbines, compressoren en andere industriële roterende machines naar de BCAA- en BCAB-analoge verwerkingsborden in de PCAA.
De IS400TCASH1AEC verwerkt een groot deel van de analoge signaal-I/O die nodig is om een gasturbine te laten werken. Het ondersteunt thermokoppelingangen, 4-20 mA stroomlus I/O, seismische ingangen, LVDT (Linear Variable Differential Transformer) excitatie en feedback, pulsfrequentie-ingangen en servospoeluitgangen. Het klemmenbord kan worden toegepast in zowel simplex- als TMR-systemen (Triple Modular Redundant) en voldoet aan strenge eisen voor hoge beschikbaarheid, hoge betrouwbaarheid en veiligheid in industriële besturingstoepassingen.
De IS400TCASH1AEC ontvangt 28 V DC-stuurstroom via de P5-connector en levert 28 V DC-stroom aan een JGPA-klemmenbord via de P4-connector voor afsluiting van de veldkabelafscherming. Bovendien kan hij worden aangesloten op een TCAT-klemmenbord via twee 68-pins kabelconnectoren (P1 en P2) om een signaaluitbreiding te bewerkstelligen, waarbij een enkel veldsignaal naar een of drie PCAA-modules wordt gedistribueerd. Een enkel TCAT-klemmenbord ventileert signaalingangen naar een of drie aangesloten PCAA-modules, en de afschermingsaarde samen met 24 V-veldvoedingsklemmen op een aangrenzend JGPA-bord vormen een aanvulling op de klemmen op de PCAA en TCAT.
Als onderdeel van de PCAA-module – die wordt beschouwd als de minst vervangbare eenheid (LRU) – werkt de IS400TCASH1AEC samen met het BCAA-hoofdbord, het BCAB-interfacebord en het BPPx-processorbord. De module is niet ontworpen voor het vervangen van individuele kaarten; bij elke storing moet de gehele PCAA-assemblage worden vervangen. De module maakt gebruik van opbouwtechnologie, die uitstekende weerstand biedt tegen trillingen, extreme temperaturen en elektromagnetische interferentie, en werkt betrouwbaar in zware industriële omgevingen.
II. Hardwarestructuur en interfaces
2.1 Fysieke afmetingen en montage
De fysieke afmetingen van de IS400TCASH1AEC zijn identiek aan die van andere modules uit de TCAS-serie:
Parameter |
Waarde |
Hoogte |
8,26 cm (3,25 inch) |
Breedte |
4,19 cm (1,65 inch) |
Diepte |
12,1 cm (4,78 inch) |
Montagemethode |
Veilig gemonteerd als onderdeel van de PCAA-montage; de PCAA-module wordt rechtstreeks op een paneel of rek gemonteerd. De module maakt gebruik van inplugbare Euro-stijl box-type klemmenblokken voor eenvoudige lokale bedrading. |
2.2 Hoofdconnectoren
De IS400TCASH1AEC is uitgerust met de volgende connectoren:
Connector |
Type |
Beschrijving |
P5 |
3-pins voedingsconnector |
Ingang voor 28 V DC-voeding voor de module en klemmenborden. Opmerking: De module werkt via een voedingsbron die rechtstreeks op de P5-connector is aangesloten, en niet via de normale voedingsconnector op de processorkaart. |
P4 |
Voedingsuitgangsconnector |
Levert 28 V DC-stroom aan een JGPA-kaart die is geplaatst voor draadafscherming. |
P1 / P2 |
68-pins connectoren met hoge dichtheid |
Aansluiten op het TCAT-klemmenbord voor signaaluitbreiding (waarbij één veldsignaal wordt gedistribueerd naar één of drie PCAA-modules in simplex of TMR). |
ENET1 / ENET2 |
RJ‑45 Ethernet-poorten |
Primaire (ENET1) en redundante/secundaire (ENET2) systeeminterfaces voor verbinding met het IONet-netwerk. |
120 Euroterminals |
Insteekbare kastklemmen |
Voor signaalbedrading van veldapparatuur, met ondersteuning voor verschillende soorten geleiders en doorsneden. |
2.3 Specificaties terminalbedrading
De Euro-stijl boxterminals op de IS400TCASH1AEC accepteren geleiders met de volgende kenmerken:
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 zonder kunststof huls |
0,25 mm² |
2,0 mm² |
Gevlochten geleider met adereindhuls met kunststof huls |
0,25 mm² |
2,5 mm² |
AWG-specificatie |
24 AWG |
12 AWG |
Twee geleiders met dezelfde doorsnede, massief |
0,2 mm² |
1,0 mm² |
Twee geleiders met dezelfde doorsnede, gevlochten |
0,2 mm² |
1,5 mm² |
Twee aders, soepel, adereindhulzen zonder kunststofhuls |
0,25 mm² |
1,0 mm² |
Twee aders, meeraderig, TWIN-adereindhulzen met kunststofhuls |
0,5 mm² |
1,5 mm² |
III. Signaaltypen en I/O-toewijzing
De IS400TCASH1AEC verwerkt een uitgebreide set analoge signalen. Gebaseerd op de signaalsplitsing tussen PCAA-terminals en TCAT-terminals, worden de signalen die rechtstreeks op dit klemmenbord zijn aangesloten en de signalen die via TCAT worden verspreid hieronder gedetailleerd.
3.1 Signalen rechtstreeks bedraad naar de IS400TCASH1AEC (PCAA-terminals)
Aantal signalen |
Signaaltype |
Schroeven per signaal |
25 |
Thermokoppelingangen (types E, J, K, S, T ondersteund) |
2 |
10 |
Analoge 4‑20 mA-ingangen |
2 |
2 |
Analoge 4‑20 mA of ±10 V configureerbare ingangen |
2 |
2 |
Analoge 4‑20 mA-uitgangen |
2 |
1 |
±12 V DC-uitgangsvermogen (50 mA-waarde) |
2 |
6 |
LVDT-excitatie-uitgangen (7 Vrms, 3,2 kHz, 60 mA aandrijving) |
2 |
6 |
Uitgangen servospoeldriver (±10 mA) |
2 |
3 |
Gemeenschappelijke aansluitingen (COM) |
1 |
2 |
TTL-pulsfrequentie-ingangen (met sensorvermogen) |
2 (inclusief stroom) |
3.2 Signalen verspreid via TCAT (verwerkt via de IS400TCASH1AEC)
Aantal signalen |
Signaaltype |
Schroeven per signaal |
12 |
Geventileerde seismische ingangen (snelheidssensoren) |
2 |
24 |
Geventileerde analoge 4‑20 mA-ingangen |
2 |
12 |
24 V uitgangsvermogen bij elk 25 mA (voor zenders) |
2 |
3 |
Stemmende 4‑20 mA-uitgangen (voor TMR-configuraties) |
2 |
12 |
Gewaaide LVDT-feedbacksignalen |
2 |
2 |
Geventileerde magnetische pulsfrequentie-ingangen (servoflowmeter) |
2 |
1 |
Ingang voor servo-zelfmoordrelais (voor de eerste twee servo-uitgangen) |
2 |
IV. Specificaties signaalnauwkeurigheid
De volgende tabel vermeldt de gespecificeerde en typische nauwkeurigheid voor elk signaaltype dat door de IS400TCASH1AEC wordt ondersteund.
Signaaltype |
Gespecificeerde nauwkeurigheid (inclusief alle fouten) |
Typische nauwkeurigheid (bij 25°C) |
Thermokoppelingangen (types E, J, K, S, T) |
±0,10% van volledige schaal (bereik -13,8 tot +45,5 mV) |
±0,06% |
Analoge 4‑20 mA-ingangen (PCAA en TCAT) |
±0,25% |
±0,10% |
Analoge 0‑10 V DC-ingangen |
±0,50% |
±0,20% |
Pulsfrequentie-ingangen |
±0,05% van meetwaarde |
— |
Ingangen voor debiet |
±0,05% van meetwaarde |
— |
Seismische ingangen (±1,5 V piek) |
±2,00% |
±0,90% |
LVDT-ingangen (0‑7,07 Vrms) |
±1,00% |
±0,25% |
LVDT-ingangen voor excitatiemonitor |
±1,00% |
±0,55% |
LVDT-excitatie-uitgang |
7 V ac RMS ±5,00% |
±3,00% (bij 25°C) |
Uitgang servodriver (±10 mA) |
±3,50% |
±0,70% |
Analoge 4‑20 mA-uitgang (PCAA en TCAT) |
±0,75% |
±0,43% |
24 V-uitgangsvermogen (JGPA en TCAT) |
24 V DC ±0,5% over een bereik van 0‑25 mA |
— |
V. Configuratie en bediening
Elk analoog ingangskanaal op de IS400TCASH1AEC heeft een jumper (JP1 tot en met JP12) naast de klemmen om te selecteren of de retourterminal geaard (GND) of zwevend (OPEN) is . De standaard jumperpositie is zwevend/open. Voor analoge ingangen 11 en 12 kunnen extra jumpers (JP13, JP14) kiezen tussen MA (4-20 mA-modus met 250 Ω belastingsweerstand) en VOLT (±10 V spanningsmodus, belastingsweerstand verwijderd). De bijbehorende JGPA-kaart biedt twaalf 24 V DC-klemmen, één voor elke 4-20 mA zenderingang.
5.2 Configuratie servo-uitgang
De zes servo-uitgangen kunnen elk als volgt via jumpers (JP15 t/m JP20) worden geconfigureerd:
Trui |
Positie 1‑2 (TMR) |
Positie 2‑3 (simplex) |
JP15 |
Servo 1-uitgang selecteren (3-spoelen TMR) |
Servo 1-uitgang selecteren (2-spoelen simplex) |
JP16 |
Servo 2-uitgangsselectie (3-spoelen TMR) |
Selectie servo-uitgang 2 (2-spoelen simplex) |
JP17 |
Servo 3-uitgangsselectie (3-spoelen TMR) |
Selectie servo 3 uitgangen (2-spoelen simplex) |
JP18 |
Servo 4-uitgangsselectie (3-spoelen TMR) |
Selectie servo 4 uitgangen (2-spoelen simplex) |
JP19 |
Servo 5-uitgangsselectie (3-spoelen TMR) |
Selectie servo 5 uitgangen (2-spoelen simplex) |
JP20 |
Servo 6-uitgangsselectie (3-spoelen TMR) |
Servo 6 uitgangsselectie (2-spoelen simplex) |
De eerste twee servo-uitgangen (Servo 1 en Servo 2) bieden externe zelfmoordfunctie . via de klemmen 107 en 108 (SVRL1, SVRL2) ook een Wanneer een extern contact over deze aansluitingen sluit, wordt de servoaansturing losgekoppeld van de uitgangsaansluitingen en zorgt een passief circuit ervoor dat de servo gesloten wordt. Deze functie wordt gebruikt wanneer het nodig is servo-actie op te nemen in een beveiligingsreactie van de besturing. Als beschermende maatregelen niet nodig zijn, laat u de klemmen 107 en 108 open.
5.3 LVDT Positieservosysteem
De IS400TCASH1AEC ontvangt signalen aan de secundaire zijde van LVDT-sensoren via het TCAT-klemmenbord. Deze signalen worden geconditioneerd door de BCAA-acquisitiekaart, die de RMS-spanning omzet in een gelijkstroom-equivalent signaal dat door de processor wordt gelezen via A/D-converters. De PCAA-firmware kan maximaal zes onafhankelijke digitale servoregelaars aansturen, waarbij elke lus wordt uitgevoerd met een van 100 Hz . bemonsteringsfrequentie De uitvoer van de digitale regelaar wordt naar een D/A-omzetter geschreven en de uitvoer van de D/A is het huidige commando voor de analoge stroomregelaar.
LVDT-kalibratie wordt uitgevoerd met behulp van ToolboxST-software. De gebruiker selecteert de LVDT-kalibratiemodus en stelt de controlleruitgang CalibEnab# in op TRUE. In de kalibratiemodus kan de gebruiker de servo-uitgang in de open-lusmodus gebruiken om de klep naar de volledig gesloten en volledig open posities te forceren. Tijdens de kalibratie wijst de PCAA de RMS-spanning die de open en gesloten posities vertegenwoordigt toe aan de configuratieparameters MinVrms en MaxVrms. De gebruiker selecteert vervolgens Kalibreren en opslaan om de LVDT-excitatie-uitgangsspanning op te slaan in de configureerbare parameter ExcitMonCal.
5.4 Thermokoppelconfiguratie
De PCAA (inclusief de IS400TCASH1AEC) ondersteunt de thermokoppeltypen en temperatuurbereiken vermeld in de specificatietabel. Bij elke PCAA-module wordt één koude las geleverd. De module accepteert een back-up koude-junctiewaarde van de controller (CIBackup) voor het geval er een probleem wordt gedetecteerd met de lokale sensor. De PCAA kan worden geconfigureerd om een door de controller geleverde externe koude-junctiewaarde (CJRemote) te gebruiken. Alle thermokoppelingangen zijn voorzien van een gelijkspanning die het temperatuursignaal volledig negatief maakt als er een open draad optreedt.
5.5 Belangrijke configuratie-opmerking – ThermCplUnit-parameter
De parameter ThermCplUnit heeft invloed op de oorspronkelijke eenheden van de applicatievariabele van de controller. Het houdt slechts indirect verband met het systeemvakpictogram en de bijbehorende eenheidsschakelmogelijkheid van de HMI. Wijzig de parameter ThermCplUnit in ToolboxST niet, omdat deze wijzigingen overeenkomstige wijzigingen in de applicatiecode en de formaatspecificatie of eenheden van de verbonden variabele vereisen. Deze parameter wijzigt de werkelijke waarde die naar de controller wordt verzonden, zoals gezien door de applicatiecode. Applicatiecode die is geschreven om graden Fahrenheit te verwachten, zal niet correct werken als deze instelling wordt gewijzigd. Externe apparaten zoals HMI's en historici kunnen ook getroffen worden.
VI. Diagnostiek en alarmen
De IS400TCASH1AEC voert, als onderdeel van de PCAA-module, uitgebreide zelfdiagnosetests uit. Deze omvatten:
Zelftest bij opstarten (RAM, flashgeheugen, Ethernet-poorten en de meeste processorkaarthardware)
Continue monitoring van de interne voedingen
Elektronische ID-controle van het klemmenbord, het acquisitiebord en het processorbord om de hardwarematch te bevestigen, gevolgd door een controle of de applicatiecode geladen vanuit Flash correct is voor de hardware
Groepsgebaseerde controles op hoog/laag bereik voor 4-20 mA analoge ingangen; als een signaal buiten het gespecificeerde bereik valt, wordt de signaalgezondheid slecht verklaard
Precisiereferentiespanningen bij elke scan; gemeten waarden vergeleken met verwachte waarden om de gezondheid van de A/D-converter te bevestigen
Analoge uitgangsstroom gemeten op het klemmenbord met behulp van een kleine belastingsweerstand; het pakket conditioneert dit signaal en vergelijkt het met de opgedragen stroom om de gezondheid van de D/A-converter te bevestigen
Zelfmoordrelais met analoge uitgang wordt voortdurend gecontroleerd op overeenstemming tussen de commandostatus en de feedbackindicatie
Thermokoppelcircuits voorgespannen met een kleine gelijkstroom; als een thermokoppel opent, gaat het temperatuursignaal naar een volledige negatieve waarde
Seismische ingangscircuits voorgespannen met een kleine gelijkstroom; als een seismisch sensorcircuit opent, wordt er een alarm gegenereerd en wordt de signaalstatus ingesteld om een probleem aan te geven
Hieronder volgen typische alarmen die specifiek zijn voor het PCAA I/O-pakket en die relevant zijn voor de IS400TCASH1AEC:
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 thermokoppel op open circuit; binnenkomend 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 ligt buiten bereik (-50 tot 85°C) |
Als de hardware zich in het normale temperatuurbereik bevindt, is er mogelijk een storing in de koude-junctiesensor; vervang de PCAA-module |
69-80 |
Analoge invoer (TCAS) [] Ongezond |
Excitatie naar transducer verkeerd of ontbreekt; defecte transducer; jumperinstellingen komen niet overeen met configuratie; invoer buiten gespecificeerd bereik; open of kortsluiting |
Controleer lokale bedrading en aansluitingen; controleer veldapparaat; controleer de PCAA-aardselectiejumper; verifieer ingangen binnen het werkbereik (3,0-21,5 mA, ±5,25 V, ±10,5 V) |
81‑104 |
Analoge ingang (TCAT) [] Ongezond |
Hetzelfde als hierboven, plus TCAT-PCAA-kabels zitten niet goed op hun plaats |
Controleer lokale bedrading; controleer of de TCAT-PCAA-kabels volledig in de connectoren zitten; verifieer ingangen binnen het werkbereik (3,0-21,5 mA) |
117-122 |
LVDT-excitatie [] Mislukt |
Excitatie aardfout; probleem met de veldbedrading of LVDT-sensorfout; interne hardwarefout |
Controleer de veldbedrading inclusief afschermingen voor LVDT-excitatie-uitgang; controleer LVDT-sensor; Als er een hardwarefout optreedt, vervang dan PCAA |
123-134 |
LVDT [] Excitatiespanning buiten bereik |
Werkelijke LVDT-excitatie valt buiten bereik (±10% van ExcitMonCal); mogelijke storing op het klemmenbord |
Meet de excitatiespanning en verifieer deze aan de hand van de configuratieparameter; controleer LVDT-sensor; servo opnieuw kalibreren; PCAA vervangen |
135-146 |
LVDT [] Positie buiten limiet |
Opwindingsprobleem; defecte transducer; open of kortsluiting; invoer buiten bereik; LVDT niet gekalibreerd |
Controleer de veldbedrading en LVDT-excitatie; controleer LVDT-sensor; kalibreren servoregelaar; verifieer de MinVrms- en MaxVrms-limieten; verifiëren dat ExcitSelect overeenkomt met de excitatiebron; controleer de PositionMargin-instelling |
155‑160 |
Servo [] uitgeschakeld: configuratiefout |
Servopositie-ingang aangesloten op ongebruikte LVDT; stroominvoer naar ongebruikte PR; drukingang naar ongebruikte analoge ingang; onjuiste configuratie |
Configuratieparameters controleren en corrigeren; controleer of de ingangen van de regelaar zijn aangesloten op de INGESCHAKELDe sensoringangen; gebruik ToolboxST Advanced Diagnostics om configuratiefouten te bekijken |
161‑166 |
Servo [] Uitgang Zelfmoord Actief |
Problemen met servopositie/stroom/drukinvoer; feedback van de regelaar buiten bereik; servostroomfeedback verschilt van commando |
Controleer configuratie; verifieer ingangen die zijn aangesloten op gebruikte sensoringangen; controleer de aansluitingen van de positiesensor en de mechanische integriteit; controleer de bedrading van de servo-uitgangslus op open circuit of kortsluiting; controleer op een korte of open servospoel |
217 |
TCAT-configuratie en hardware-mismatch |
TCAT geconfigureerd in ToolboxST maar niet verbonden; TCAT niet geconfigureerd maar verbonden |
Controleer of de TCAT-selectie in ToolboxST overeenkomt met de daadwerkelijke hardware; controleer of de P1- en P2-kabelverbindingen niet zijn verwisseld; controleer of de kabels zijn vastgeschroefd en de klemmenborden goed zijn geaard; voer een reset uit om te wissen |
218 |
Typen TCAT-connector P1 en P2 komen niet overeen |
Type (R/R, S/S, T/T) van P1- en P2-verbindingen tussen TCAT en TCAS komen niet overeen |
Controleer de ToolboxST-configuratie en de kabelaansluitingen van het TCAT-klemmenbord P1 en P2; Zorg ervoor dat er geen type-mismatch is |
VII. Installatie-instructies
Om de PCAA-module met het IS400TCASH1AEC-klemmenbord te installeren:
Monteer de PCAA-module veilig op de aangewezen paneel- of reklocatie.
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. Connectoren op TCAT zijn gekoppeld via een netwerkverbinding: PR1/PR2 gaan naar een PCAA die is aangesloten op het R-controllernetwerk, PS1/PS2 gaan naar een PCAA die is aangesloten op de S-controller, en PT1/PT2 gaan naar een PCAA die is aangesloten op de T-controller. Plaats de kabelmontageschroeven, alleen handvast , volledig in de PCAA en TCAT 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. De PCAA is echter niet gevoelig voor Ethernet-verbindingen en zorgt voor een goede werking via beide poorten. Voor TMR PCAA-modules moet de netwerkverbinding overeenkomen met de verbinding gemaakt met TCAT (de PCAA met R IONet-verbinding moet bijvoorbeeld kabels hebben die naar de TCAT PR1- en PR2-connectoren gaan).
Controleer de aarding van de JGPA-afschermingsdraadaansluitingen . In de meeste toepassingen zijn JGPA-aardingsterminals elektrisch verbonden met het plaatmetaal waarop het bord is gemonteerd. In sommige toepassingen waarbij een aarding van de afscherming vereist is, onafhankelijk van het montageplaatmetaal, dient u een geschikte aarddraad aan te brengen tussen een of meer JGPA-aansluitingen 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.
VIII. Bestelling en compatibiliteit
De IS400TCASH1AEC is een ter plekke vervangbaar klemmenbord dat deel uitmaakt van het PCAA Core Analog I/O Pack. Zorg er bij het bestellen voor dat u compatibel bent met het volgende:
Versies processorkaart: PCAAH1A (BPPB) of PCAAH1B (BPPC met ControlST V04.04+)
Redundantieconfiguratie: Simplex of TMR
Bijbehorende klemmenborden: TCAT (optioneel voor simplex, vereist voor TMR), JGPA voor schermafsluiting en 24 V veldvoeding
Controleer altijd of de elektronische ID-gegevens van het klemmenbord, het acquisitiebord en het processorbord overeenkomen. Als er een mismatch wordt gedetecteerd, genereert de module een diagnose en werkt deze mogelijk niet correct.
