DS200SDCCG1A to karta sterowania napędem zaprojektowana przez General Electric (GE) Motors & Industrial Systems dla napędów i wzbudnic serii DIRECT-O-MATIC 2000. Należąca do serii SDCC (Drive Control Card) płyta ta jest częścią grupy G1 i reprezentuje wersję A. Służy jako podstawowy komponent sterujący dla systemów napędowych serii GE 2000, integrując trzy 16-bitowe mikroprocesory, które współpracują poprzez dwuportową pamięć RAM, aby zapewnić kompletne funkcje sterujące dla napędów silników prądu przemiennego i stałego.
Podstawową funkcją karty sterującej napędu SDCC jest zapewnienie podstawowego sterowania napędami i silnikami, przetwarzaniem sygnałów oraz interfejsami we/wy klienta. Płyta wykorzystuje architekturę trzech procesorów, w tym procesor sterujący napędem (DCP), procesor sterujący silnikiem (MCP) i procesor współsilnikowy (CMP), które obsługują odpowiednio interfejsy użytkownika i funkcje na poziomie systemu, regulację prądu w pętli wewnętrznej i funkcje specyficzne dla silnika oraz zadania przetwarzania wymagające intensywnych obliczeń matematycznych. Oprogramowanie pokładowe jest przechowywane w pięciu układach pamięci: czterech EPROM (zawierających fabrycznie zaprogramowane dane konfiguracyjne) i jednej EEPROM (zawierającej parametry, które można regulować w terenie).
Płyta DS200SDCCG1A ucieleśnia zaawansowaną technologię GE w sterowaniu napędami i charakteryzuje się następującymi cechami:
Architektura trójprocesorowa: integruje trzy 16-bitowe mikroprocesory obsługujące odpowiednio funkcje sterujące, aplikacyjne i we/wy.
Wbudowane diagnostyczne diody LED: 10 diod LED wyświetla kody błędów w trybie BCD lub binarnym, ułatwiając rozwiązywanie problemów na miejscu.
Wiele opcji resetowania: Obsługuje reset za pomocą wbudowanego przycisku, reset sygnału zewnętrznego, reset oprogramowania i ochronę watchdog.
Bogate interfejsy we/wy: zapewnia wiele interfejsów analogowych, cyfrowych, częstotliwościowych i komunikacyjnych.
Możliwość montażu płytki pomocniczej: Obsługuje karty komunikacyjne LAN, karty procesora sygnałowego i inne płytki pomocnicze.
Elastyczne opcje konfiguracji: Obsługuje różne zworki sprzętowe i parametry oprogramowania.
Produkt ten jest szeroko stosowany w układach napędowych prądu stałego, układach o zmiennej częstotliwości prądu przemiennego, układach wzbudzenia i różnych zastosowaniach związanych ze sterowaniem procesami przemysłowymi, szczególnie w zastosowaniach napędów przemysłowych wymagających sterowania o wysokiej wydajności.
II. Kluczowe funkcje
1. Architektura sterowania z trzema procesorami
Karta DS200SDCCG1A zawiera trzy 16-bitowe mikroprocesory, które działają w koordynacji za pośrednictwem dwuportowej pamięci RAM (DPR), a konfiguracja pamięci RAM może być niezależnie i jednocześnie dostępna dla dwóch mikroprocesorów:
| procesora |
lokalizacji |
Opis funkcji |
| Procesor sterujący dyskiem (DCP) |
U1 |
Mikrokontroler 80C186 z wieloma wbudowanymi funkcjami peryferyjnymi, w tym dekodowaniem adresu (w celu wyboru chipa), generatorami stanu oczekiwania, kontrolerem przerwań, timerem/licznikami i kontrolerem bezpośredniego dostępu do pamięci (DMA). Oprogramowanie DCP składa się z interfejsów użytkownika, zewnętrznych pętli regulacyjnych (takich jak prędkość i pozycja) oraz funkcji na poziomie systemu. |
| Procesor sterowania silnikiem (MCP) |
U21 |
Mikrokontroler 80C196 z szybkimi wejściami/wyjściami, konwencjonalnymi cyfrowymi wejściami/wyjściami, analogowymi wejściami/wyjściami, timerem/licznikami i timerem watchdog. Oprogramowanie MCP składa się z pętli wewnętrznych, takich jak regulatory prądu, oraz funkcji specyficznych dla silnika/technologii, takich jak kontrola fazy DC, kontrola ruchu AC i ogólnego przeznaczenia AC. |
| Procesor współsilnikowy (CMP) |
U35 |
Cyfrowy procesor sygnałowy TMS320 C25, który wykonuje funkcje intensywnie matematyczne dla algorytmów sterowania silnikiem, które są zbyt złożone dla MCP. Używany tylko w dyskach wymagających dodatkowej mocy obliczeniowej. CMP łączy się tylko z dwuportową pamięcią RAM EPROM i MCP/CMP. |
2. Oprogramowanie pokładowe i pamięć
Karta DS200SDCCG1A przechowuje oprogramowanie w pięciu układach pamięci:
EPROMy (U11, U12, U22, U23): Cztery EPROMy zawierające fabrycznie zaprogramowane dane konfiguracyjne.
EEPROM (U9): Jedna pamięć EEPROM zawierająca parametry, które można regulować w terenie.
Ważna uwaga: Karta DS200SDCCG1A (wersja bez układów pamięci) posiada puste gniazda. Zamawiając kartę zamienną, należy wybrać kartę DS215SDCCG1A, aby mieć pewność, że w zestawie znajduje się pięć układów pamięci.
3. Wyświetlacz diagnostyczny LED
Karta DS200SDCCG1A posiada 10 diagnostycznych diod LED, które w trybie migania wyświetlają kody usterek:
| zakresu kodów usterek |
Tryb wyświetlania |
| 1-399 |
Wzór BCD z powolnym miganiem (2 diody LED po lewej stronie kodują cyfrę setek, kolejne 4 diody LED kodują cyfrę dziesiątek, dioda znajdująca się po prawej stronie koduje cyfrę jedności) |
| 400-1023 |
Szybszy wzór binarny częstotliwości migania (najbardziej lewa dioda LED to 2^9=512, druga dioda LED to 2^8=256 itd.) |
| Nie ma żadnego błędu ani napęd nie działa |
Miganie sekwencyjne, dwa na raz, mruganie od zewnętrznych pozycji do wewnątrz, do środka i z powrotem |
Te same diody LED można ustawić za pomocą zworki programowej tak, aby podczas pracy wyświetlały zmienne napędu zgrubnie (np. w trybie wykresu słupkowego bezwzględnego lub ze znakiem). To ustawienie nie blokuje wyświetlania błędów za pomocą diod LED.
4. Zresetuj obwody
DS200SDCCG1A udostępnia cztery metody resetowania, w tym przycisk RESET:
| metody resetowania |
Opis |
| Przycisk na pokładzie |
Naciśnij przycisk RESET na SDCC. |
| Sygnał zewnętrzny |
Doprowadzić napięcie prądu stałego od +5 do +24 V do punktów interfejsu klienta na płytach STBA lub NTB/3TB (połączonych z SDCC poprzez 6PL). |
| Kontrola oprogramowania |
SDCC generuje reset poprzez zaprogramowane sterowanie oprogramowaniem. |
| Ochrona psa stróżującego |
SDCC generuje reset poprzez automatyczne wewnętrzne zabezpieczenie sprzętowe. |
Przestroga: twardy reset powoduje awarię systemu; system nie powinien być zwykle resetowany podczas pracy.
III. Architektura sprzętowa
1. Grupy kart
Obecnie dostępne są trzy numery grup SDCC (wersje G2 nigdy nie były produkowane):
| grupowa |
Aplikacja |
| DS200SDCCG1A_ |
Używany w zastosowaniach przemienników AC2000, DC2000 i EX2000 |
| DS200SDCCG3A_ |
Wersja o obniżonej funkcjonalności stosowana w napędach DC1000 |
| DS200SDCCG4A_ |
Używany w aplikacjach turbinowych TC2000 (tak samo jak G1A, z wyjątkiem powiększonego obszaru przechowywania parametrów EE i innego oprogramowania sprzętowego) |
2. Złącza kart
SDCC łączy się z innymi płytami kontrolerów i sygnałami zewnętrznymi za pośrednictwem ośmiu złączy (oznaczonych jako _PL):
| złącza |
Interfejs |
| 1PL |
We/wy pomiędzy zasilaczem/płytą interfejsu (DS200IMCP, DCI, SDCI lub DCFB) a SDCC |
| 2PL |
Wejścia ±5, 15 i 24 V prądu stałego z zasilacza/płytki interfejsu do SDCC |
| 3PL |
Wyjścia SDCC do karty komunikacyjnej LAN (DS215SLCC) |
| 6PL |
We/Wy między listwą zaciskową przemiennika (531X305NTB) lub prostą listwą zaciskową przemiennika (DS200STBA) a SDCC |
| 7PL |
We/wy między kartą procesora sygnału (531X309SPC) lub kartą wielomostkowego przetwarzania sygnału (DS200SPCB) a SDCC (nieobecne w SDCCG3) |
| 8PL |
We/Wy między listwą zaciskową przemiennika (531X305NTB) lub prostą listwą zaciskową przemiennika (DS200STBA) a SDCC |
| 9PL |
Nieużywany (nieobecny w SDCCG3) |
| 11PL |
Wyjścia SDCC do liczników (nieobecne w SDCCG3) |
3. Montaż tablicy pomocniczej
SDCC posiada elementy montażowe dla innych płytek pomocniczych i modułów. W SDCC można zamontować następujące płytki:
Karta komunikacyjna LAN DS215SLCC lub 531X306LCC
Karta procesora sygnałowego 531X309SPC
Wielomostkowa karta przetwarzania sygnału DS200SPCB
4. Punkty testowe
SDCC zapewnia wiele wbudowanych punktów testowych do testowania i rozwiązywania problemów:
| punktu testowego |
Nazwa |
Opis |
| DCOM1/DCOM2 |
Wspólne odniesienie |
Wspólny punkt odniesienia 0 V |
| P5 |
Zasilanie +5 V |
Zasilanie regulowane +5 V (±5%) |
| TP4 |
Flaga taktowania pierwszego planu DCP |
720 Hz |
| TP5 |
Flaga taktowania oprogramowania blokowego DCP |
720 Hz |
| TP6 |
Flaga wolnego taktowania tła DCP |
90 Hz |
| RTS |
Punkt testowy ogólnego przeznaczenia |
Wyjście punktu testowego ogólnego przeznaczenia z DCP |
| TP8 |
Prąd fazowy |
Analogowe przedstawienie prądu silnika fazy A, z nominalnym offsetem DC wynoszącym +2,5 V |
| FCLK |
Wyjście oscylatora |
„Żyję” Wyjście oscylatora 8 MHz z MCP |
| NMI |
Test deski |
Rozpoczyna test płytki (test 13) po chwilowym podłączeniu do +5 V. Tylko do testu płytki. |
| DACS |
Wybór karty rozszerzeń D/A |
Wybór płyty głównej przetwornika D/A do diagnostyki |
| N15 |
Zasilanie -15 V |
Zasilanie regulowane -15 V (±5%) |
| P15 |
Zasilanie +15 V |
Zasilanie regulowane +15 V (±5%) |
| TP29 |
Częstotliwość linii wejściowej |
Punkt testowy częstotliwości linii wejściowej |
| TP37 |
Napięcie stałe |
Punkt testowy napięcia stałego (nieużywany w napędach prądu przemiennego) |
IV. Szczegółowy opis interfejsu
1. Złącze 1PL (tylko przemienniki AC2000)
Złącze 1PL zapewnia wejścia/wyjścia między SDCC a płytą zasilacza, przesyłając stan zasilania napędu, sygnały IGBT, sprzężenie zwrotne prądu fazowego, sprzężenie zwrotne napięcia, sygnały synchronizacji linii i nie tylko.
2. Złącze 2PL
Złącze 2PL zapewnia wejście zasilania z płyty zasilacza do SDCC, w tym:
3. Złącze 3PL
Złącze 3PL zapewnia wyjścia SDCC do SLCC (karta komunikacyjna LAN), w tym:
Linie magistrali danych buforowanych (BD0-BD7)
Buforowane linie adresowe (BA0-BA12)
Reset systemu, przerwanie, wybór chipa, sygnały sterujące odczytem/zapisem
4. Złącze 6PL
Złącze 6PL to podstawowy interfejs pomiędzy SDCC a płytką zaciskową przemiennika (NTB/3TB lub STBA), obejmujący:
Linie sterujące: CTLN1/CTLN2 (obwód sterujący stycznika MA)
Wejścia cyfrowe: RUN (praca), JOG (jog), POL (biegunowość), XSTP (zatrzymanie pomocnicze)
Wejścia analogowe: P1B-P4B, ASPO, VC3NB/VC3PB, VC4NB/VC4PB
Wyjścia analogowe: DA1/DA2 (8-bitowy lub 12-bitowy przetwornik cyfrowo-analogowy), MET1-MET3 (8-bitowy przetwornik cyfrowo-analogowy)
Interfejs komunikacyjny: TDB/RDB/RTSB/CTSB (RS-232C)
Wejście resetowania: RESET (+5 do +24 V DC)
Wejścia częstotliwościowe: MSSY, TOIN
5. Złącze 7PL
Złącze 7PL zapewnia wejścia/wyjścia pomiędzy SDCC a płytą SPC lub SPCB, przesyłając:
Sygnały enkodera (E1UP/E1DN, E2UP/E2DN, E1Z/E2Z)
Kanały analogowe SPC (SPA1, SPA2)
Sygnały synchronizacji (SPSYN, SPSYNO)
Komunikacja szeregowa (SPTX, SPRX)
6. Złącze 8PL
Złącze 8PL zapewnia wejścia/wyjścia pomiędzy SDCC a listwą zaciskową przemiennika, w tym:
Komunikacja RS-422 (FA, FB)
Interfejs enkodera (EOAB, EOBB, EOMB i ich wejścia odwrócone)
Wejścia sterujące ogólnego przeznaczenia (CI1-CI8)
7. Złącze 11PL
Złącze 11PL zapewnia wyjścia SDCC do mierników, w tym wyjścia czterech mierników (MTR1-MTR4) sterowane przez 8-bitowy przetwornik cyfrowo-analogowy.
V. Konfiguracja i ustawienia
1. Konfiguracja zworek sprzętowych
DS200SDCCG1A zawiera różne konfigurowalne zworki sprzętowe, z których większość jest ustawiona fabrycznie. Tabela 2 zawiera listę wszystkich definicji zworek, z ustawieniami domyślnymi wymienionymi jako pierwsze.
| zworki |
Funkcja |
Pozycja domyślna |
Opis |
| JP1 |
Ochrona zapisu EEPROM |
2.3 (zapis z możliwością zapisu) |
1.2 = zapis zablokowany (tryb awaryjny) |
| JP7 |
Wzmocnienie VCO sprzężenia zwrotnego |
1,2 (normalne wzmocnienie) |
2,3 = zwiększyć wzmocnienie 6:1 |
| JP8 |
Obwód wartości bezwzględnej sprzężenia zwrotnego VCO |
1.2 (tryb bipolarny) |
2.3 = tryb bezwzględny (dla tachometrów analogowych AC) |
| JP15 |
Włącz kryształ DCP |
1.2 (włączone) |
0 = tylko test produkcyjny |
| JP16 |
Tryb programu FLASH |
1.2 (normalny tryb odczytu) |
2.3 = Tryb przeprogramowania FLASH |
| JP22 |
Włącz kryształ MCP |
1.2 (włączone) |
0 = tylko test produkcyjny |
| JP23 |
Źródło sygnału kanału DCP DMA |
1.2 (z analogowego sprzężenia zwrotnego NTB/3TB) |
2.3 = z wejścia znacznika enkodera |
| JP33 |
Włącz kryształ CMP |
1.2 (włączone) |
0 = tylko test produkcyjny |
2. Konfiguracja zworek przewodów
| zworki |
Funkcja |
Pozycja domyślna |
Opis |
| WJ1 |
Mapuj MET3 D/A na DAC1 |
0 (SDCCG1, zworka pominięta) |
1.2 (SDCCG3, zworka zainstalowana) |
| WJ2 |
Mapuj MET4 D/A na DAC2 |
0 (SDCCG1, zworka pominięta) |
1.2 (SDCCG3, zworka zainstalowana) |
| WJ3 |
Pełnowymiarowe odniesienie 10 V dla wyjść D/A |
0 (SDCCG1, zworka pominięta) |
1.2 (SDCCG3, zworka zainstalowana) |
| WJ4 |
Zidentyfikuj grupę kart w oprogramowaniu sprzętowym |
0 (zworka pominięta, identyfikuje G1) |
1.2 (założona zworka, identyfikuje G3) |
| WJ5 |
Skonfiguruj rozmiar tablicy komórek logicznych |
0 (zworka SDCCG3 pominięta) |
1.2 (zamontowana zworka SDCCG1) |
| WJ7-WJ10 |
Skonfiguruj rozmiar EEPROM |
Zgodnie z tabelą 2 |
Specjalna konfiguracja dla wszystkich obecnych zastosowań napędowych |
3. Narzędzia konfiguracyjne oprogramowania
Jakakolwiek modyfikacja, pobranie lub wymiana oprogramowania SDCC wymaga użycia jednego z następujących narzędzi:
ST2000: Zestaw narzędzi programowych działających w systemie DOS do konfiguracji urządzeń sterujących GE DIRECT-O-MATIC® 2000.
GE Control System Toolbox: oparty na systemie Windows zestaw narzędzi programowych do konfiguracji sprzętu sterującego GE DIRECT-O-MATIC® 2000.
LynxOS Drive Configurator: Zestaw narzędzi programowych zaprojektowanych do działania na komputerze osobistym pracującym z systemem operacyjnym LynxOS.
VI. Instalacja i konserwacja
1. Kroki instalacji
Wyłączenie zasilania: Wyłącz zasilanie przemiennika, odczekaj kilka minut, aż kondensatory zasilacza się rozładują, a następnie sprawdź, czy nie ma zasilania.
Otwórz drzwi szafki: Uzyskaj dostęp do obszaru drukowanej płytki okablowania.
Odłącz kable: Ostrożnie odłącz wszystkie kable; sprawdź, czy kable są oznaczone w celu ułatwienia ponownego podłączenia.
Usuń płyty pomocnicze: Jeśli zamontowane są jakiekolwiek płyty pomocnicze, wykręć śruby mocujące i zdejmij deski pomocnicze.
Zwolnij zatrzaski: Odepchnij plastikowe zatrzaski, aby wyjąć starą kartę.
Przenieś dystanse: Przenieś dystanse ze starej karty na nową kartę.
Skonfiguruj nową kartę: Ustaw wszystkie konfigurowalne komponenty nowej karty w tych samych pozycjach, co na wymienianej karcie.
Zainstaluj nową kartę: Zainstaluj nową kartę SDCC, upewniając się, że wszystkie zatrzaski zatrzasnęły się na swoim miejscu.
Podłącz ponownie kable: Podłącz ponownie wszystkie kable zgodnie z oznaczeniami, upewniając się, że są prawidłowo osadzone na obu końcach.
Zainstaluj płytki pomocnicze: Zainstaluj ponownie wszystkie płyty pomocnicze i podłącz kable.
Zainstaluj moduł programatora: Jeśli ma to zastosowanie, podłącz klawiaturę do złącza KPPL i zatrzaśnij pokrywę.
2. Wymiana/wkładanie oprogramowania
Podczas wymiany SDCC:
Przenieś cztery EPROMy (U11, U12, U22, U23) ze starej karty na nową.
Przenieś pamięć EEPROM (U9) ze starej karty na nową.
Jeśli objawy awarii nadal występują, zainstaluj nowe pamięci EPROM i pustą pamięć EEPROM (dostarczoną z nową kartą, jeśli jest to DS215SDCC) i zaprogramuj pamięć EEPROM za pomocą narzędzi programowych.
W przypadku wymiany DCC na SDCC:
Użyj pamięci EEPROM DCC, aby przesłać konfigurację do pliku.
Zainstaluj nową pamięć EEPROM w SDCC i pobierz plik konfiguracyjny.
Zgodnie z Tabelą 10 ustaw zworki programowe na SDCC tak, aby odpowiadały ustawieniom zworek sprzętowych DCC.
3. Zalecenia dotyczące konserwacji
Środki ostrożności ESD: Podczas przenoszenia płyt należy zawsze nosić pasek uziemiający. Przechowuj deski w workach antystatycznych.
Kontrola okresowa: Sprawdź złącza pod kątem luzów i plastikowych zatrzasków pod kątem bezpiecznego zamocowania.
Zarządzanie częściami zamiennymi: Zaleca się trzymanie na miejscu co najmniej jednej identycznej karty SDCC jako zapasowej, aby zminimalizować przestoje.
Korekty sprzętowe: Po wymianie karty w aplikacji z krytycznymi analogowymi funkcjami we/wy wzmocnienia i przesunięcia mogą wymagać dostrojenia w celu skompensowania różnic w tolerancji podzespołów.
VII. Aplikacje
Karta sterowania napędem DS200SDCCG1A jest szeroko stosowana w następujących zastosowaniach przemysłowych:
Systemy napędowe DC2000 DC: Zapewniają kompletne funkcje sterujące dla napędów silników prądu stałego.
Systemy zmiennej częstotliwości AC2000 AC: Zapewniają funkcje sterujące dla napędów silników prądu przemiennego.
Systemy wzbudzenia EX2000: Stosowane do sterowania wzbudzeniem generatora.
Systemy sterowania turbinami TC2000: Używane do zastosowań związanych ze sterowaniem turbinami.
Systemy napędowe z wieloma mostkami: Obsługują duże aplikacje z napędami wielomostowymi.
Aktualizacje systemu: Może zastąpić kartę sterującą napędem 531X301DCC.
