IS400TCASH1A jest ważnym elementem PCAA (Core Analog I/O Pack) w systemie sterowania GE Mark VIe. W szczególności należy do typu listwy zaciskowej TCAS. Jako część modułu PCAA, ta listwa zaciskowa zapewnia terminale klienta i trasowanie sygnałów, dokładnie i niezawodnie przesyłając sygnały analogowe z urządzeń obiektowych do kart przetwarzania analogowego BCAA i BCAB.
IS400TCASH1A odgrywa kluczową rolę w systemach sterowania turbin gazowych. Obsługuje dużą liczbę zadań wejścia/wyjścia sygnałów analogowych, w tym sygnały termopary, sygnały pętli prądowej 4–20 mA, sygnały wzbudzenia i sprzężenia zwrotnego LVDT (liniowy transformator różnicowy), sygnały napędu cewek serwo, wejścia częstotliwości impulsów i inne. Ta listwa zaciskowa może być stosowana w systemach simplex i TMR (potrójnie modułowa redundantna), spełniając wymagania niezawodności, dostępności i bezpieczeństwa różnych zastosowań przemysłowych.
Jako część modułu PCAA, który jest jednostką najmniej wymienialną (LRU), IS400TCASH1A współpracuje z płytą główną BCAA, płytą interfejsu BCAB i płytą procesora BPPx, tworząc kompletny zespół analogowych wejść/wyjść z rdzeniem PCAA. Moduł odbiera zasilanie sterujące 28 V DC przez złącze P5 i dostarcza zasilanie 28 V DC przez złącze P4 do listwy zaciskowej JGPA w celu zakończenia ekranu kabla obiektowego. Dodatkowo IS400TCASH1A łączy się z listwą zaciskową TCAT za pomocą dwóch 68-pinowych złączy kablowych (P1 i P2), aby uzyskać rozproszenie sygnału i dystrybucję sygnału pojedynczego pola do jednego lub trzech modułów PCAA.
II. Funkcje i struktura sprzętu
2.1 Struktura fizyczna i złącza
Jako listwa zaciskowa modułu PCAA, IS400TCASH1A integruje wiele interfejsów złączy, aby zapewnić stabilne połączenia z urządzeniami zewnętrznymi i innymi płytkami:
Złącze zasilania P5 : 3-pinowy interfejs zasilania do wprowadzania zasilania 28 V prądu stałego w celu zasilania całego modułu PCAA i listwy zaciskowej. Należy pamiętać, że moduł pobiera zasilanie bezpośrednio ze złącza P5, a nie przez normalne złącze zasilania na płycie procesora.
Złącze wyjściowe zasilania P4 : Zapewnia zasilanie 28 V prądu stałego do listwy zaciskowej JGPA w celu uziemienia ekranu kabla obiektowego.
Złącza P1 i P2 : Oba są 68-pinowymi złączami kablowymi do podłączenia do listwy zaciskowej TCAT. Te dwa złącza obsługują rozdzielanie sygnału, dystrybuując sygnały z urządzeń obiektowych do jednego lub trzech modułów PCAA, umożliwiając konfiguracje systemów simplex lub TMR.
Interfejsy Ethernet ENET1 i ENET2 : Dwa złącza Ethernet RJ-45, służące odpowiednio jako podstawowy interfejs systemowy i redundantny/wtórny interfejs systemowy do podłączenia do sieci IONet, umożliwiające komunikację danych pomiędzy sterownikiem a modułem.
Listwy zaciskowe typu europejskiego typu skrzynkowego : IS400TCASH1A jest wyposażony w 120 wtykowych zacisków skrzynkowych typu europejskiego do okablowania sygnałowego urządzeń obiektowych. Zaciski te obsługują różne typy przewodów i przekroje, ułatwiając instalację i konserwację w terenie.
2.2 Charakterystyka okablowania zacisków
Zaciski skrzynkowe typu Euro modelu IS400TCASH1A obsługują następujące specyfikacje przewodów:
Typ przewodnika |
Minimalny przekrój |
Maksymalny przekrój |
Solidny przewodnik |
0,2 mm² |
2,5 mm² |
Skręcony dyrygent |
0,2 mm² |
2,5 mm² |
Przewód linkowy z tulejką i tuleją z tworzywa sztucznego |
0,25 mm² |
2,5 mm² |
Przewód linkowy z tulejką bez tulejki z tworzywa sztucznego |
0,25 mm² |
2,0 mm² |
Specyfikacja AWG |
24AWG |
12 AWG |
2.3 Filozofia projektowania modułów
Moduł PCAA (w tym tablica zaciskowa IS400TCASH1A) składa się z czterech oddzielnych płytek drukowanych w jednym fizycznym zespole. Ponieważ trudno jest wyodrębnić awarię pojedynczej płytki, cały moduł jest uważany za moduł, którego najmniej można wymienić. Dlatego diagnostyka w terenie lub wymiana poszczególnych płytek drukowanych w module jest niedozwolona. W przypadku awarii modułu należy wymienić cały moduł PCAA.
III. Typy sygnałów i alokacja wejść/wyjść
Płyta zaciskowa IS400TCASH1A zapewnia szerokie możliwości dostępu do sygnału, obejmujące różne typy sygnałów analogowych wymaganych do sterowania turbiną gazową. W oparciu o podział sygnałów pomiędzy terminalami PCAA i terminalami TCAT, IS400TCASH1A jest przede wszystkim odpowiedzialny za następujące sygnały:
3.1 Sygnały terminala PCAA (podłączone bezpośrednio do IS400TCASH1A)
Liczba sygnałów |
Typ sygnału |
Śruby na sygnał |
25 |
Wejścia termopary |
2 |
10 |
Wejścia analogowe 4-20 mA |
2 |
2 |
Wejścia analogowe 4-20 mA lub ±10 V |
2 |
2 |
Wyjścia analogowe 4-20 mA |
2 |
1 |
Moc wyjściowa ±12 V |
2 |
6 |
Wyjścia wzbudzenia LVDT |
2 |
6 |
Wyjścia sterownika cewki serwa |
2 |
3 |
Wspólne połączenia |
1 |
2 |
Wejścia impulsowe TTL |
2 (z mocą) |
3.2 Sygnały terminala TCAT (przesyłane do IS400TCASH1A przez TCAT)
Liczba sygnałów |
Typ sygnału |
Śruby na sygnał |
12 |
Wachlowane wejścia sejsmiczne |
2 |
24 |
Wentylowane wejścia analogowe 4-20 mA |
2 |
12 |
Moc wyjściowa 24 V przy 25 mA |
2 |
3 |
Głosowanie na wyjściach 4-20 mA |
2 |
12 |
Wachlowane opinie LVDT |
2 |
2 |
Wejścia częstotliwości impulsów magnetycznych z wentylatorem (przepływomierz serwo) |
2 |
1 |
Wejście przekaźnika samobójstwa serwa |
2 |
V. Konfiguracja i obsługa
4.1 Konfiguracja wejścia analogowego
IS400TCASH1A obsługuje interfejsy do różnych typów przetworników 4-20 mA. Obok każdego zacisku wejścia analogowego znajduje się zworka umożliwiająca wybór, czy zacisk powrotny jest uziemiony, czy bezpotencjałowy (pozycja domyślna to bezpotencjałowy/otwarty). Dla wejść analogowych 11 i 12 dostępna jest dodatkowa zworka do usuwania rezystora obciążającego 250 Ω, umożliwiając zastosowanie napięcia wejściowego ±10 V DC.
Powiązana płytka JGPA zapewnia dwanaście zacisków wyjściowych 24 V prądu stałego, po jednym dla każdego wejścia przetwornika 4–20 mA.
4.2 Konfiguracja wyjścia serwa
IS400TCASH1A obsługuje sześć wyjść serwo, każde konfigurowalne za pomocą zworek dla trybu TMR (serwo 3-cewkowe) lub trybu simplex (serwo 2-cewkowe). Pierwsze dwa wyjścia serwo są również wyposażone w zewnętrzną funkcję samobójczą poprzez zaciski SVRL1 i SVRL2. Kiedy zewnętrzny styk zamyka się na tych zaciskach, wyjście serwa jest izolowane od cyfrowego regulatora sterującego, zapewniając bezpośrednie połączenie poprzez rezystor ograniczający prąd (stałe wyjście 15 mA) w celu zabezpieczenia układu sterowania.
4.3 Układ serwo pozycjonowania LVDT
IS400TCASH1A odbiera sygnały strony wtórnej z czujników LVDT poprzez listwę zaciskową TCAT. Sygnały te są kondycjonowane przez płytkę akwizycyjną BCAA, konwertowane na sygnał równoważny prądowi stałemu i odczytywane przez procesor za pomocą przetworników A/D. Oprogramowanie sprzętowe PCAA może obsługiwać do sześciu niezależnych cyfrowych regulatorów serwo, każda pętla działa z częstotliwością próbkowania 100 Hz. Sygnał wyjściowy regulatora jest zapisywany do przetwornika cyfrowo-analogowego, który następnie dostarcza polecenie prądowe dla analogowego regulatora prądu.
4.4 Funkcja kalibracji
Gdy w systemie używana jest nowa listwa zaciskowa, wymagana jest kalibracja LVDT powiązanych z serwomechanizmami PSVO, PSVP, PCAA lub PMVE (MVRA lub MVRF). Sterownik zapisuje kod kreskowy listwy zaciskowej i porównuje go z aktualną listwą zaciskową podczas ładowania rekonfiguracji. Za każdym razem, gdy zapisana jest kalibracja, aktualizuje ona nazwę kodu kreskowego na bieżącej tablicy.
V. Diagnostyka i alarmy
Jako część modułu PCAA, IS400TCASH1A zapewnia kompleksowe funkcje autodiagnostyki. Kiedy diagnostyka wykryje anomalię, system generuje odpowiednie alarmy. Poniżej znajdują się typowe alarmy związane z IS400TCASH1A:
Kod alarmowy |
Opis |
Możliwa przyczyna |
Rozwiązanie |
33-67 |
Termopara niezdrowa |
Wejście miliwoltowe przekracza zakres termopary; skonfigurowano nieprawidłowy typ TC; otwarty drut; napięcie błądzące lub szum powodujący, że sygnał wejściowy przekracza -63 mV |
Sprawdź okablowanie i ekranowanie; sprawdź TC pod kątem przerwy w obwodzie; zmierzyć sygnał miliwoltowy; sprawdź, czy typ TC jest zgodny z konfiguracją |
68 |
Zimne złącze jest niezdrowe, korzystanie z kopii zapasowej |
Lokalny sygnał zimnego złącza z listwy zaciskowej TCAS poza zakresem (normalnie: -50 do 85°C) |
Jeśli temperatura sprzętu mieści się w normalnym zakresie, możliwa jest awaria czujnika zimnego złącza; wymienić moduł PCAA |
69-80 |
Wejście analogowe TCAS jest w złym stanie |
Nieprawidłowe lub brakujące wzbudzenie przetwornika; uszkodzony przetwornik; konfiguracja zworek niezgodna z konfiguracją; wejście poza zakresem; przerwa lub zwarcie |
Sprawdź okablowanie; sprawdź urządzenie polowe; sprawdź zworkę wyboru masy; sprawdź wejście w zakresie 3,0–21,5 mA, ±5,25 V, ±10,5 V |
117-122 |
Wzbudzenie LVDT nie powiodło się |
Zwarcie doziemne wzbudzenia; problem z okablowaniem obiektowym lub awaria czujnika LVDT; wewnętrzna awaria sprzętu |
Sprawdź okablowanie obiektowe i ekranowanie pod kątem wzbudzenia LVDT; sprawdź czujnik LVDT; w przypadku awarii sprzętu wymienić PCAA |
123-134 |
Napięcie wzbudzenia LVDT poza zakresem |
Rzeczywiste wzbudzenie LVDT przekracza ±10% ExcitMonCal; możliwa awaria listwy zaciskowej |
Zmierzyć napięcie wzbudzenia i porównać z parametrem konfiguracyjnym; sprawdź czujnik LVDT; ponownie skalibrować serwo; zastąpić PCAA |
135-146 |
Pozycja LVDT poza limitem |
Problem ze wzbudzeniem LVDT; uszkodzony przetwornik; przerwa lub zwarcie; wejście poza zakresem; nie skalibrowany |
Sprawdź okablowanie i wzbudzenie; sprawdź czujnik LVDT; skalibrować regulator serwo; sprawdź limity MinVrms i MaxVrms; sprawdź, czy ExcitSelect pasuje do okablowania |
155-160 |
Serwo wyłączone: Błąd konfiguracji |
Wejście pozycji serwa podłączone do nieużywanego LVDT; przepływ wejściowy do niewykorzystanego PR; wejście ciśnienia na nieużywane wejście analogowe; nieprawidłowe parametry konfiguracyjne |
Sprawdź i popraw parametry konfiguracyjne; sprawdzić wejścia regulatora podłączone do włączonych czujników; użyj zaawansowanej diagnostyki ToolboxST, aby uzyskać listę błędów |
161-166 |
Aktywne samobójstwo wyjścia serwa |
Sprzężenie zwrotne poza zakresem; bieżąca niezgodność informacji zwrotnej z poleceniem; nieprawidłowe połączenia wejściowe |
Sprawdź konfigurację; sprawdzić wejścia podłączone do używanych czujników; sprawdzić połączenia czujnika położenia i integralność mechaniczną; sprawdź okablowanie pętli wyjściowej serwa pod kątem przerwy lub zwarcia |
217 |
Niezgodność konfiguracji i sprzętu TCAT |
TCAT skonfigurowany w ToolboxST, ale nie podłączony; TCAT nie skonfigurowany, ale podłączony |
Sprawdź, czy wybór TCAT ToolboxST jest zgodny z rzeczywistym sprzętem; sprawdź, czy kable P1 i P2 nie zostały zamienione miejscami; upewnić się, że kable są dokręcone, a listwy zaciskowe uziemione; wykonaj reset po wyłączeniu zasilania |
218 |
Niezgodność typów złącza TCAT P1 i P2 |
Typy połączeń P1 i P2 (R/R, S/S, T/T) nie są zgodne |
Sprawdź konfigurację ToolboxST i połączenia kablowe P1/P2 pomiędzy TCAS i TCAT, aby zapewnić zgodność typów |
VI. Kluczowe punkty dotyczące instalacji i obsługi
6.1 Kroki instalacji
Bezpiecznie zamontuj moduł PCAA.
Podłącz złącze zasilania JGPA do złącza P4 na PCAA.
Podłącz moduł PCAA do opcjonalnej powiązanej listwy zaciskowej TCAT za pomocą dwóch 68-pinowych kabli na złączach P1 i P2. Dokręcić ręcznie śruby mocujące kabel do PCAA i TCAT, aby zapewnić prawidłowe uziemienie kabla. Niezabezpieczenie kabli może spowodować, że jednostka PCAA nie będzie w stanie odczytać elektronicznego identyfikatora na TCAT i może obniżyć jakość sygnału.
Podłącz jeden lub dwa kable Ethernet w zależności od konfiguracji systemu. Gdy używane jest pojedyncze połączenie IONet, moduł działa poprawnie na każdym porcie. Jeśli używane są połączenia podwójne, standardową praktyką jest podłączenie ENET1 do sieci powiązanej ze sterownikiem R.
Sprawdź uziemienie zacisków przewodu ekranującego JGPA. W większości zastosowań zaciski uziemienia ekranu JGPA są elektrycznie połączone z blachą, na której zamontowana jest płytka. W niektórych zastosowaniach wymagających niezależnego uziemienia ekranu należy zapewnić odpowiedni przewód uziemiający pomiędzy jednym lub większą liczbą zacisków JGPA a wymaganym potencjałem uziemienia ekranu.
Podłącz zasilanie modułu poprzez złącze P5 i sprawdź kontrolki zasilania i stanu Ethernetu.
W razie potrzeby skonfiguruj PCAA za pomocą aplikacji ToolboxST.
6.2 Ważne uwagi
Uwaga dotycząca zasilania : Moduł działa ze źródła zasilania podłączonego bezpośrednio do złącza P5 modułu, a nie poprzez normalne złącze zasilania znajdujące się na płycie procesora.
Uwaga dotycząca demontażu kabla : Podczas odłączania kabli 68-pinowych należy upewnić się, że sześciokątne słupki w złączach montowanych na płycie nie obracają się podczas wykręcania śrub skrzydełkowych kabla.
Uwaga dotycząca uziemienia : Kable 68-pinowe muszą być odpowiednio uziemione; w przeciwnym razie może to mieć wpływ na odczyt elektronicznego identyfikatora i jakość sygnału.
Uwaga dotycząca konfiguracji : Nie zmieniaj arbitralnie parametru ThermCplUnit w ToolboxST, ponieważ wpływa to na jednostki inżynieryjne widoczne w kodzie aplikacji i może mieć wpływ na urządzenia zewnętrzne, takie jak HMI i Historiany.
