GE DS200TCQAG1B(DS200TCQAG1BEC) Karta wejść/wyjść analogowych

Karta wejść/wyjść analogowych DS200TCQA (zwana dalej płytką TCQA) to podstawowy moduł przetwarzania sygnału w systemie sterowania turbiną gazową GE Speedtronic Mark V, zaprojektowany specjalnie do skalowania i kondycjonowania różnych sygnałów analogowych. Instalowany w rdzeniach we/wy systemu sterowania , , I , płyta ta służy jako krytyczny koncentrator do przetwarzania sygnałów analogowych, obsługujący wiele typów sygnałów wejściowych i wyjściowych, w tym sygnały położenia LVDT, wyjścia serwozaworów, sygnały temperatury termopary, sygnały analogowe 4-20 mA, sygnały wibracji, wyjścia napędu przekaźników, sygnały impulsowe, wejścia napięciowe, a także sygnały generatora i linii. Dzięki precyzyjnym obwodom kondycjonowania sygnałów i zaawansowanemu przetwarzaniu algorytmów płyta TCQA zapewnia dokładny i niezawodny odczyt tych krytycznych sygnałów oraz ich wykorzystanie przez system sterowania, zapewniając ważne gwarancje bezpiecznej i stabilnej pracy turbin gazowych.

Główne funkcje

1. Możliwość przetwarzania wielu sygnałów

Płyta TCQA posiada duże możliwości przetwarzania różnych sygnałów analogowych, w tym między innymi:

• Sygnały wejściowe czujnika położenia LVDT/LVDR

• Sygnały wyjściowe napędu serwozaworu

• Sygnały pomiaru temperatury termopary

• Wejścia i wyjścia sygnałów przemysłowych 4-20 mA

• Sygnały czujnika wibracji

• Sygnały wyjściowe napędu przekaźnikowego

• Sygnały zliczające impulsy

• Sygnały wejściowe napięcia

• Sygnały monitorujące generator i linię

2. Kondycjonowanie i skalowanie sygnału

Podstawową funkcją tej płytki jest precyzyjne skalowanie i kondycjonowanie surowych sygnałów analogowych, w tym:

• Wzmocnienie lub tłumienie sygnału do odpowiednich zakresów napięcia

• Filtrowanie szumów i tłumienie zakłóceń

• Przetwarzanie linearyzacji i kompensacji

• Izolacja i ochrona sygnału

3. Przesyłanie i wymiana danych

Płyta TCQA wymienia dane z innymi komponentami systemu poprzez różne interfejsy:

• Komunikacja magistrali danych z płytką STCA poprzez złącze 3PL

• Wymiana sygnałów generatora i linii z płytką TCQC poprzez złącze JE

• Akwizycja surowych sygnałów poprzez różne dedykowane interfejsy z listwami zaciskowymi

4. Funkcje integracji systemu

Jako ważny element systemu sterowania Mark V, płyta TCQA zapewnia:

• Kompatybilność z trzema rdzeniami sterującymi ( , , )

• Adaptacja interfejsu obsługująca różne typy listew zaciskowych

• Konfigurowalne ustawienia zworek sprzętowych

• Programowalne programowo parametry przetwarzania sygnału

Szczegółowe zasady działania

1. Przebieg przetwarzania sygnału

Zasada działania płytki TCQA opiera się na precyzyjnej technologii przetwarzania sygnału analogowego. Kiedy surowe sygnały generowane przez czujniki są przesyłane do płytki TCQA poprzez różne listwy zaciskowe, najpierw wchodzą one w etap kondycjonowania sygnału. Na tym etapie sygnały poddawane są procesowi dopasowywania, filtrowania i wzmacniania impedancji w celu wyeliminowania zakłóceń i dostosowania do odpowiednich zakresów poziomów. Przetworzone sygnały wchodzą następnie do etapu konwersji analogowo-cyfrowej, gdzie sygnały analogowe są konwertowane na sygnały cyfrowe w celu cyfrowego przetwarzania systemu. Wreszcie przetworzone sygnały cyfrowe są przesyłane do innych elementów systemu sterowania za pośrednictwem magistrali danych.

2. Przetwarzanie sygnału wejściowego 4-20 mA

W przypadku sygnałów wejściowych 4–20 mA płytka TCQA wykorzystuje precyzyjne rezystory jako rezystory obciążające do przekształcania sygnałów prądowych na sygnały napięciowe do celów pomiarowych. Prąd przetwornika wytwarza spadek napięcia na rezystorze obciążającym, który jest odczytywany przez płytkę TCQA i zapisywany w silniku we/wy poprzez złącze 3PL. Zworki sprzętowe na listwie zaciskowej TBQC służą do wyboru zakresu prądowego sygnałów wejściowych, zapewniając dokładny pomiar sygnałów w różnych zakresach.

3. Generowanie sygnału wyjściowego 4-20 mA

Po stronie wyjściowej płytka TCQA generuje sygnały wyjściowe 4-20 mA poprzez precyzyjne obwody źródła prądu, sterujące urządzeniami sterującymi podłączonymi do listwy zaciskowej TBQC za pośrednictwem złącza JB. Te sygnały wyjściowe są zwykle wykorzystywane do sterowania różnymi siłownikami i urządzeniami sterującymi, takimi jak zawory sterujące i przetwornice częstotliwości.

4. Przetwarzanie sygnału termopary

Przetwarzanie sygnału termopary jest jedną z ważnych funkcji płytki TCQA. Termopary są podłączone do listwy zaciskowej TBQA, a obwody na listwie zaciskowej TBQA zapewniają odniesienia zimnego złącza termopary, które są wykorzystywane przez płytkę TCQA do obliczenia kompensacji zimnego złącza. Płyta wykorzystuje wejścia termopary i wartości kompensacji do obliczenia rzeczywistej temperatury odczytanej przez termoparę, ostatecznie odczytanej przez moduł we/wy poprzez złącze 3PL. Użytkownicy mogą wybierać typy termopar i krzywe charakterystyczne poprzez stałe konfiguracyjne we/wy, zapewniając dokładny pomiar różnych modeli termopar.

5. Przetwarzanie sygnału położenia LVDT/R

Do wykrywania położenia siłownika stosuje się liniowe zmiennoprądowe transformatory różnicowe (LVDT) lub liniowe zmiennoprądowe dławiki różnicowe (LVDR). Sygnały położenia odczytywane są z listwy zaciskowej TBQC poprzez złącze JF, przy czym sygnały skalowane i kondycjonowane są wykorzystywane przez program sekwencji sterowania (CSP). Sygnały wzbudzenia dla LVDT/R są zapisywane na listwie zaciskowej QTBA poprzez płytkę TCQC. Czujniki te są zwykle używane do regulacji wyjść serwozaworów, zapewniając precyzyjną kontrolę pozycji siłownika.

6. Przetwarzanie sygnału wibracyjnego

Sygnały czujników drgań są zakończone na listwie zaciskowej TBQB w żyłach I i odczytywane przez tablice rdzeni TCQA I odpowiednio. Sygnały te są skalowane i kondycjonowane przed zapisaniem do silnika sterującego w celu wykorzystania przez CSP do funkcji monitorowania i zabezpieczeń. Użytkownicy mogą wybrać wartości skalowania w konfiguratorze we/wy w interfejsie operatora, aby dostosować się do różnych wymagań dotyczących pomiaru drgań.

7. Przetwarzanie sygnału tętna

Płytka TCQA zawiera obwody skalowania i kondycjonowania sygnałów wejściowych częstości impulsów, które są odczytywane z płytki TCQC poprzez złącze JE. Sygnały te pochodzą z TTL (logika tranzystorowo-tranzystorowa) i wejść przetwornika magnetycznego, wprowadzanych przez listwy zaciskowe QTBA i/lub PTBA. Rdzeń odbiera sygnały wejściowe dotyczące prędkości wału pod wysokim ciśnieniem, natomiast obwody wejściowe częstotliwości impulsów na rdzeniach I można wykorzystać do innego przetwarzania sygnału.

Konfiguracja sprzętu i ustawienia zworek

Płyta TCQA zapewnia elastyczne opcje konfiguracji sprzętu, które można dostosować do różnych potrzeb aplikacji poprzez ustawienie zworek:

Zworki J1 i J2: Używane do wyboru trybu pracy obwodów wyjściowych mA, skonfigurowanych zgodnie z różnymi wymaganiami wyjściowymi.

Zworki J5 i J6: Używane do konfiguracji zakresu prądowego wyjść mA, do wyboru pomiędzy maksymalnie 20 mA a maksymalnie 200 mA w celu dostosowania do różnych wymagań obciążenia.

Zworka J7: Używana do portu RS232, głównie do testowania płytki i funkcji diagnostycznych.

Zworka J8: Służy do włączania oscylatora, dostarczającego sygnały zegara w określonych scenariuszach aplikacji.

Użytkownicy mogą przeglądać i konfigurować te ustawienia zworek za pomocą ekranu zworek sprzętowych w interfejsie operatora, zapewniając, że płyta może spełnić określone wymagania aplikacji. Szczegółowe informacje dotyczące ustawień zworek sprzętowych znajdują się w dodatku A w celach technicznych.

Konfiguracja oprogramowania i ustawienia parametrów

Oprócz konfiguracji sprzętowej, płyta TCQA obsługuje bogate opcje konfiguracji oprogramowania:

Konfiguracja termopary: Użytkownicy mogą wybierać typy termopar i krzywe charakterystyczne, aby zapewnić dokładny pomiar temperatury.

Ustawienia częstości impulsów: Konfigurowalne zakresy sygnałów impulsowych i parametry przetwarzania w celu dostosowania do sygnałów impulsowych o różnych zakresach częstotliwości.

Konfiguracja sygnału wibracyjnego: Ustawianie współczynników skalowania sygnału wibracyjnego i parametrów filtrowania w celu optymalizacji wydajności monitorowania wibracji.

Sygnały położenia LVDT: Konfigurowanie parametrów linearyzacji sygnału położenia i ustawień zakresu w celu zapewnienia dokładnego pomiaru położenia.

Przetwarzanie sygnału 4-20 mA: Ustawianie zakresów sygnałów wejściowych i wyjściowych, czasów filtrowania, progów alarmowych i innych parametrów.

Te parametry konfiguracyjne można ustawiać i modyfikować za pomocą konfiguratora we/wy w interfejsie operatora, zapewniając użytkownikom dużą elastyczność i wygodę.

Pola aplikacji i integracja systemu

Karta wejść/wyjść analogowych DS200TCQA jest stosowana głównie w systemie sterowania turbiną gazową GE Speedtronic Mark V, odgrywając ważną rolę w następujących obszarach:

Systemy sterowania elektrownią: Stosowane do monitorowania i sterowania turbin gazowych, zapewniając stabilność i niezawodność procesu wytwarzania energii.

Przemysłowe systemy napędowe: zapewniają precyzyjne funkcje przetwarzania sygnału w dużych przemysłowych urządzeniach napędowych.

Systemy sterowania procesami: Odgrywają kluczową rolę w procesach przemysłowych wymagających precyzyjnego przetwarzania sygnałów analogowych.

Systemy ochrony sprzętu: Zapewniają ochronę krytycznego sprzętu poprzez funkcje monitorowania wibracji i monitorowania temperatury.

Płyta TCQA jest ściśle zintegrowana z innymi komponentami systemu sterowania Mark V, w tym płytkami STCA, płytkami TCQC, różnymi tablicami zaciskowymi i interfejsami operatora, tworząc razem kompletne i niezawodne rozwiązanie systemu sterowania.