DS200SDCCG4A to karta sterowania napędem zaprojektowana przez General Electric (GE) Motors & Industrial Systems dla systemów sterowania serii DIRECT-O-MATIC 2000. Należąca do serii SDCC (Drive Control Card) płyta ta jest częścią grupy G4 i reprezentuje wersję A. Została opracowana specjalnie do zastosowań związanych ze sterowaniem turbiną TC2000 i służy jako podstawowy komponent systemów sterowania serii GE 2000 w dziedzinie sterowania turbinami.
Podstawową funkcją karty sterującej przemiennika DS200SDCCG4A jest zapewnienie podstawowego sterowania napędami i silnikami, przetwarzaniem sygnałów oraz interfejsami we/wy klienta. Wersja G4 jest zasadniczo identyczna z wersją G1A, a głównymi różnicami jest większy obszar przechowywania parametrów EE i oprogramowanie sprzętowe zoptymalizowane specjalnie pod kątem zastosowań turbinowych. 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 DS200SDCCG4A ucieleśnia zaawansowaną technologię GE w sterowaniu turbinami i charakteryzuje się następującymi cechami:
Architektura trójprocesorowa: integruje trzy 16-bitowe mikroprocesory obsługujące odpowiednio funkcje sterujące, aplikacyjne i we/wy.
Rozszerzona pamięć parametrów EE: Charakteryzuje się większą pojemnością przechowywania parametrów w porównaniu z wersją G1A, umożliwiając obsługę rozbudowanych parametrów konfiguracyjnych wymaganych w zastosowaniach związanych ze sterowaniem turbiną.
Oprogramowanie sprzętowe specyficzne dla turbiny: zoptymalizowane pod kątem specyficznych potrzeb systemów sterowania turbiną TC2000.
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.
Ten produkt został specjalnie zaprojektowany do systemów sterowania turbinami TC2000, odpowiedni dla krytycznych urządzeń wirujących, takich jak turbiny gazowe i turbiny parowe. Jest szeroko stosowany w elektrowniach, zakładach petrochemicznych, transporcie gazu ziemnego i innych sektorach przemysłu.
II. Kluczowe funkcje
1. Architektura sterowania z trzema procesorami
Karta DS200SDCCG4A zawiera trzy 16-bitowe mikroprocesory, które działają w koordynacji za pośrednictwem dwuportowej pamięci RAM (DPR), przy czym 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. W zastosowaniach turbinowych DCP obsługuje podstawową logikę sterowania turbiną. |
| 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 i funkcje specyficzne dla silnika/technologii. W zastosowaniach turbinowych MCP steruje serwozaworem i regulacją siłownika. |
| 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 DS200SDCCG4A przechowuje oprogramowanie w pięciu układach pamięci:
EPROMy (U11, U12, U22, U23): Cztery pamięci EPROM zawierające fabrycznie zaprogramowane dane konfiguracyjne, w tym algorytmy i parametry specyficzne dla aplikacji sterującej turbiną.
EEPROM (U9): Jedna pamięć EEPROM zawierająca parametry, które można regulować w terenie. Wersja G4 posiada większy obszar przechowywania parametrów EE w porównaniu do G1A, zdolny do przechowywania rozbudowanych parametrów konfiguracyjnych wymaganych do sterowania turbiną.
Ważna uwaga: Karta DS200SDCC (wersja bez układów pamięci) ma puste gniazda. Zamawiając kartę zamienną, należy wybrać kartę DS215SDCC, aby upewnić się, że w zestawie znajduje się pięć układów pamięci. W przypadku wersji G4 należy zastosować układy pamięci skonfigurowane specjalnie do zastosowań turbinowych.
3. Wyświetlacz diagnostyczny LED
Karta DS200SDCCG4A 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. W zastosowaniach turbinowych diody te można wykorzystać do szybkiej diagnostyki stanu systemu zabezpieczającego turbinę.
4. Zresetuj obwody
DS200SDCCG4A 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. W zastosowaniach związanych ze sterowaniem turbiną operacje resetowania należy wykonywać ze szczególną ostrożnością, aby nie wpłynąć na normalne działanie turbiny.
III. Architektura sprzętowa
1. Grupy kart
Karta DS200SDCCG4A ma dostępne trzy numery grupowe (wersje G2 nigdy nie były produkowane). Wersja G4 została specjalnie zaprojektowana do zastosowań w turbinach TC2000:
| grupowej |
aplikacji |
Kluczowe funkcje |
| DS200SDCCG1A_ |
Zastosowania napędowe AC2000, DC2000, EX2000 |
Wersja standardowa do ogólnych zastosowań w napędach i wzbudnicach |
| DS200SDCCG3A_ |
Napędy DC1000 |
Wersja o obniżonej funkcjonalności |
| DS200SDCCG4A_ |
Zastosowania turbin TC2000 |
Taki sam jak G1A, ale z większą pamięcią parametrów EE i oprogramowaniem zoptymalizowanym do sterowania turbiną |
2. Złącza kart
DS200SDCCG4A łączy się z innymi płytami kontrolerów i sygnałami zewnętrznymi za pośrednictwem ośmiu złączy (oznaczonych jako _PL):
| złącza Cel |
Interfejs |
w aplikacjach TC2000 |
| 1PL |
We/wy pomiędzy zasilaczem/płytą interfejsu (DS200IMCP, DCI, SDCI lub DCFB) a SDCC |
Łączy sygnały monitorowania mocy i sygnały zabezpieczające |
| 2PL |
Wejścia ±5, 15 i 24 V prądu stałego z zasilacza/płytki interfejsu do SDCC |
Zapewnia moc roboczą płyty sterującej |
| 3PL |
Wyjścia SDCC do karty komunikacyjnej LAN (DS215SLCC) |
Wymienia dane z kartą komunikacyjną LAN |
| 6PL |
We/Wy między listwą zaciskową przemiennika (531X305NTB) lub prostą listwą zaciskową przemiennika (DS200STBA) a SDCC |
Łączy zewnętrzne sygnały we/wy do sterowania turbiną |
| 7PL |
We/wy pomiędzy kartą procesora sygnału (531X309SPC) lub kartą przetwarzania sygnału wielomostkowego (DS200SPCB) i SDCC |
Przetwarza sygnały z enkodera i sprzężenia zwrotnego położenia |
| 8PL |
We/Wy między listwą zaciskową przemiennika (531X305NTB) lub prostą listwą zaciskową przemiennika (DS200STBA) a SDCC |
Łączy wejścia cyfrowe i sygnały enkodera |
| 9PL |
Nie używany |
— |
| 11PL |
Wyjścia SDCC do liczników |
Napędy wyświetlają liczniki |
3. Montaż tablicy pomocniczej
DS200SDCCG4A posiada elementy montażowe dla innych płytek i modułów pomocniczych. W SDCC można zamontować następujące płytki:
Karta komunikacyjna LAN DS215SLCC lub 531X306LCC
Karta procesora sygnałowego 531X309SPC
Wielomostkowa karta przetwarzania sygnału DS200SPCB
W zastosowaniach turbinowych TC2000 do komunikacji z innymi komponentami systemu sterowania turbiną wymagana jest zazwyczaj karta komunikacyjna LAN.
4. Punkty testowe
DS200SDCCG4A 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. Kluczowe różnice w stosunku do wersji G1A
| Funkcja |
Wersja G1A |
Wersja G4A |
| Aplikacja podstawowa |
Układy napędowe i wzbudnicy AC2000, DC2000, EX2000 |
Układ sterowania turbiną TC2000 |
| Przechowywanie parametrów EE |
Pojemność standardowa |
Rozszerzona pojemność |
| Oprogramowanie sprzętowe |
Ogólne oprogramowanie sprzętowe napędu/wzbudnicy |
Oprogramowanie sprzętowe specyficzne dla sterowania turbiną TC2000 |
| Konfiguracja parametrów |
Parametry napędu/wzbudnicy |
Parametry sterowania turbiną (ustawienia nadmiernych obrotów, zabezpieczenie temperaturowe itp.) |
| Funkcjonalne skupienie |
Sterowanie silnikiem, regulacja prędkości, regulacja prądu |
Ochrona turbiny, kontrola paliwa, monitorowanie przekroczeń prędkości obrotowej |
| Zworki programowe |
Niektóre zworki do konfiguracji funkcji napędu |
Niektóre zworki do konfiguracji funkcji specyficznej dla turbiny |
V. Konfiguracja i ustawienia
1. Konfiguracja zworek sprzętowych
SDCC zawiera różne konfigurowalne zworki sprzętowe, z których większość jest ustawiona fabrycznie. Wersja G4 ma zasadniczo takie same ustawienia zworek jak wersja G1A, ale z konfiguracjami dostosowanymi do wymagań aplikacji turbinowej:
| zworki Opis |
Funkcja |
pozycji domyślnej |
w aplikacjach TC2000 |
| JP1 |
Ochrona zapisu EEPROM |
2.3 (zapis z możliwością zapisu) |
1.2 = zapis zablokowany (tryb awaryjny). W zastosowaniach turbinowych zalecane jest zezwolenie na zapis, aby umożliwić modyfikację parametrów. |
| JP7 |
Wzmocnienie VCO sprzężenia zwrotnego |
1,2 (normalne wzmocnienie) |
2,3 = zwiększenie wzmocnienia 6:1; wybrać w oparciu o typ sygnału sprzężenia zwrotnego turbiny. |
| JP8 |
Obwód wartości bezwzględnej sprzężenia zwrotnego VCO |
1.2 (tryb bipolarny) |
2.3 = tryb bezwzględny dla zastosowań tachometrów prądu przemiennego. |
| JP15 |
Włącz kryształ DCP |
1.2 (włączone) |
Musi pozostać włączony, aby zapewnić prawidłowe działanie DCP. |
| JP16 |
Tryb programu FLASH |
1.2 (normalny tryb odczytu) |
2.3 = tryb przeprogramowania FLASH; używany tylko podczas aktualizacji oprogramowania sprzętowego. |
| JP22 |
Włącz kryształ MCP |
1.2 (włączone) |
Musi pozostać włączony, aby zapewnić prawidłowe działanie MCP. |
| JP23 |
Źródło sygnału kanału DCP DMA |
1.2 (z analogowego sprzężenia zwrotnego NTB/3TB) |
2.3 = z wejścia znacznika enkodera; wybrać w oparciu o typ sygnału sprzężenia zwrotnego turbiny. |
| JP33 |
Włącz kryształ CMP |
1.2 (włączone) |
Musi pozostać włączony, aby zapewnić prawidłowe działanie CMP. |
2. Konfiguracja zworek przewodów
| zworki |
Funkcja |
G4A Pozycja |
Opis |
| WJ1 |
Mapuj MET3 D/A na DAC1 |
0 (zworka pominięta) |
Charakterystyka SDCCG1 |
| WJ2 |
Mapuj MET4 D/A na DAC2 |
0 (zworka pominięta) |
Charakterystyka SDCCG1 |
| WJ3 |
Pełnowymiarowe odniesienie 10 V dla wyjść D/A |
0 (zworka pominięta) |
SDCCG1 wykorzystuje wewnętrzne odniesienie z 12-bitowego przetwornika cyfrowo-analogowego |
| WJ4 |
Zidentyfikuj grupę kart w oprogramowaniu sprzętowym |
0 (zworka pominięta, identyfikuje G1) |
Oprogramowanie sprzętowe wykorzystuje tę zworkę do identyfikacji grupy kart |
| WJ5 |
Skonfiguruj rozmiar tablicy komórek logicznych |
1.2 (zamontowana zworka) |
SDCCG1 wykorzystuje urządzenie 3064 |
| 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.
W przypadku zastosowań turbinowych TC2000 należy także zapoznać się z instrukcjami konfiguracji TC2000.
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.
Ważna uwaga: Ponieważ wersja G4 posiada większą pamięć parametrów EE, podczas aktualizacji z wersji G1A należy użyć pamięci EEPROM specjalnie skonfigurowanej dla wersji G4.
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.
Kopia zapasowa parametrów: Regularnie twórz kopie zapasowe parametrów sterowania turbiny przechowywanych w pamięci EEPROM, aby zapobiec przypadkowej utracie.
Zarządzanie częściami zamiennymi: Zaleca się trzymanie na miejscu co najmniej jednej identycznej karty SDCC jako zapasowej, aby zminimalizować przestoje.
Aktualizacje oprogramowania sprzętowego: Podczas aktualizacji oprogramowania sprzętowego należy ściśle przestrzegać oficjalnych procedur firmy GE, aby uniknąć przerw w zasilaniu podczas tego procesu.
VII. Aplikacje
Karta sterowania napędem DS200SDCCG4A została specjalnie zaprojektowana do następujących zastosowań przemysłowych:
System sterowania turbiną TC2000: Jako główny element sterowania systemu TC2000, zapewniający kompletne funkcje sterowania turbinami gazowymi i parowymi.
Sterowanie turbiną gazową: Wykonuje kontrolę paliwa, kontrolę prędkości, monitorowanie temperatury, monitorowanie spalania i inne funkcje sterowania turbiną.
Sterowanie turbiną parową: Wykonuje regulację prędkości turbiny, zabezpieczenie i kontrolę obciążenia.
Systemy ochrony generatorów: Interfejsy z urządzeniami zabezpieczającymi generatory w celu regulacji napięcia i mocy biernej.
Elektrownie o cyklu kombinowanym: koordynują pracę turbin gazowych i parowych w konfiguracjach wielowałowych lub jednowałowych.
Przemysłowe napędy turbinowe: Zapewnia funkcje sterujące w układach napędowych turbin dla sprężarek, pomp i innych urządzeń przemysłowych.
