O IS200EBKPG1C é um backplane de excitador projetado pela General Electric (GE) para seu sistema de controle de excitação EX2100™. Esta placa é um componente central do módulo de controle EX2100, fornecendo a base de montagem e conexões elétricas para diversas placas de controle, bem como interfaces para cabos da placa terminal de E/S. A placa IS200EBKPG1C é dividida em três seções de controlador independentes: M1, M2 e C. Cada seção possui sua própria fonte de alimentação independente, garantindo isolamento elétrico e operação redundante entre controladores.
Em um sistema EX2100 típico, as seções M1 e M2 hospedam placas de controle como ACLO ou ACLE, DSPX, EISB, EMIO e ESEL, enquanto a seção C hospeda placas DSPX, EISB e EMIO. O backplane EBKPG1C é montado em um rack que contém essas placas de controle, com dois ventiladores de resfriamento na parte superior para garantir uma operação confiável das placas dentro da faixa de temperatura nominal.
A parte superior do backplane IS200EBKPG1C contém 24 conectores DIN para conectar várias placas de controle; a parte inferior contém 27 conectores D-SUB, três conectores DIN circulares, três plugues de alimentação de 12 pinos, três plugues de alimentação para ventiladores e 30 pontos de teste. Todos os conectores são claramente identificados para facilitar a fiação e manutenção no local. O design da placa atende aos padrões de nível industrial e é adequado para aplicações críticas em sistemas de excitação de usinas de energia.
II. Principais Funções
As funções principais do IS200EBKPG1C incluem, mas não estão limitadas a, o seguinte:
1. Montagem e Interconexão da Placa de Controle
O backplane IS200EBKPG1C fornece locais de montagem física e conexões elétricas para várias placas de controle no sistema de controle de excitação EX2100, incluindo:
ACLO/ACLE: Placa de Feedback AC
DSPX: Placa Processadora de Sinal Digital
EISB: Placa de interface do excitador
EMIO: Placa multifuncional de entrada/saída do excitador
ESEL: Placa de seleção de excitadores
Através dos conectores DIN no backplane, essas placas podem alcançar interconexão de sinais de alta velocidade, formando o núcleo do sistema de controle de excitação.
2. Interfaces da placa terminal de E/S
A parte inferior do backplane possui vários conectores D-SUB para conectar várias placas terminais de E/S, incluindo:
EGPA/EHPA: Amplificador de pulso Exciter Gate (suporta até 6 placas)
ECTB: Placa terminal de contato do excitador
EXTB/EXHS: Placa terminal do excitador/placa de interface de alta velocidade do excitador
Essas interfaces conectam as placas de controle aos sinais de campo (como tensão, corrente, E/S de contato, disparo de pulso, etc.), possibilitando o monitoramento e controle do sistema de excitação.
3. Seções de energia independentes
O backplane IS200EBKPG1C fornece conexões de alimentação independentes para as três seções do controlador M1, M2 e C. A alimentação para cada seção vem do módulo de potência EPSM correspondente e é fornecida através dos conectores de alimentação de 12 pinos no backplane (J602T, J610, J612). As fontes de alimentação incluem:
+24 V CC
+15 V CC
+5 V CC
-15 V CC
Comum Digital
Analógico Comum
As seções de alimentação independentes garantem o isolamento elétrico entre os controladores, aumentando a confiabilidade e a redundância do sistema.
4. Fonte de alimentação do ventilador de resfriamento
O backplane possui três conectores de alimentação de ventilador Mini-Mate-N-Lock de 4 pinos (J502, J510, J512), fornecendo energia para os ventiladores de resfriamento para as seções M1, M2 e C, respectivamente. A alimentação do ventilador é de +24 V DC, garantindo dissipação de calor adequada para as placas dentro do rack.
5. Pontos de teste e saídas de sinal
O backplane IS200EBKPG1C fornece um conjunto de sete pontos de teste para cada seção do controlador para fins de diagnóstico e depuração. Os pontos de teste incluem:
A função desses pontos de teste pode ser configurada usando o software Toolbox, permitindo o monitoramento dos principais sinais. Nas placas Rev C e posteriores, as quatro saídas DAC das seções M1 e C também estão disponíveis através dos conectores J604 e J614, que podem ser conectados a módulos de isolamento de saída analógica montados em trilho DIN para aplicações de medição e monitoramento.
6. Interface e comunicação homem-máquina
O backplane fornece o seguinte para cada seção do controlador:
Conectores do teclado (J303A, J310A, J313A): Conecte-se ao teclado na porta do gabinete para operação local e exibição.
Conectores de ferramenta (J303B, J310B, J313B): Fornecem uma interface de comunicação RS-232C para depuração e diagnóstico entre um computador externo e a placa DSPX.
III. Aplicativos do sistema
1. Aplicação no Sistema de Controle de Excitação EX2100
O IS200EBKPG1C é o transportador e hub de interconexão para todas as placas de controle do Sistema de Controle de Excitação EX2100. Suas funções dentro do sistema incluem:
Suporte Mecânico: Fornece um local de montagem estável para placas de controle como DSPX, EISB, EMIO e ESEL.
Interconexão Elétrica: Facilita a distribuição de energia e transmissão de sinais entre placas de controle através dos traços impressos no backplane.
Expansão de E/S: Conecta as placas de controle às placas terminais de campo (por exemplo, ECTB, EXTB, EGPA) através dos vários conectores inferiores, permitindo monitoramento e controle abrangentes do sistema de excitação.
Isolamento Redundante: Fontes de alimentação independentes para as três seções do controlador garantem que uma falha em uma seção não afete a operação normal das outras.
2. Cenários típicos de aplicação
Sistemas de excitação de gerador síncrono
Controle de excitação do gerador de turbina a vapor
Controle de excitação do gerador de turbina hidráulica
Sistemas de excitação de turbinas a gás
Excitação de motor síncrono industrial
4. Descrição detalhada da interface
1. Conectores EGPA (J306, J307, J406, J407, J506, J507)
Esses conectores de 37 pinos são usados para conectar placas amplificadoras de pulso EGPA ou EHPA Gate, suportando até 6 módulos de conversão de energia (PCMs). Os sinais transmitidos por cada conector incluem:
6 sinais positivos/negativos do Gate Drive (para EGPA)
Sinais do Sensor de Condução Trifásico (para M1 e M2)
Sinal de alarme (para M1 e M2)
Sinal de disparo (para M1 e M2)
Chão
2. Conectores ECTB (J405, J408, J415)
Esses conectores D-SUB de 25 pinos são usados para conectar a placa terminal de contato do excitador ECTB, fornecendo a interface entre o EMIO e os contatos de relé do cliente. Os principais sinais incluem:
Entradas de contato auxiliar (8)
Comandos do driver de relé (do EMIO)
Feedback de status do relé (para EMIO)
Potência e retorno de +24 V
3. Conectores EXTB (J505, J508, J515)
Esses conectores D-SUB de 25 pinos são usados para conectar a placa terminal do excitador EXTB ou EXHS, fornecendo a interface entre o EMIO e os relés piloto. O conector J515 para a seção C não inclui sinais de desexcitação e pé-de-cabra. Os principais sinais incluem:
Sinal de retorno do pé de cabra
Sinal de retorno de desexcitação
Acionamento da bobina K41, K53A, K53B e feedback de status
Entradas de contato
Potência +24 V e Comum
4. Conectores do teclado (J303A, J310A, J313A)
Conectores circulares de 8 pinos para conexão do teclado na porta do gabinete. Os sinais incluem:
5. Conectores de ferramenta (J303B, J310B, J313B)
Conectores D-SUB de 9 pinos para conectar um computador externo para depuração. Os sinais incluem:
6. Conectores de alimentação (J602T, J610, J612)
Conectores de alimentação de 12 pinos dos módulos de alimentação EPSM. Atribuições de pinos:
Pino 1: Analógico Comum
Pinos 2, 3: alimentação comum de 24 V
Pino 4: Alimentação de -15 V
Pino 5: Comum Digital
Pinos 6, 9: Alimentação de +24 V
Pino 7: Analógico Comum
Pinos 8, 11: Alimentação de +5 V
Pino 10: Alimentação de +15 V
Pino 12: Comum Digital
7. Conectores de alimentação do ventilador (J502, J510, J512)
Conectores Mini-Mate-N-Lock de 4 pinos que fornecem energia para as ventoinhas de resfriamento. Atribuições de pinos:
8. Pontos de teste
Cada grupo de pontos de teste (M1 mostrado como exemplo) inclui:
TP1_M1: Saída DAC1
TP2_M1: Saída DAC2
TP3_M1: Saída DAC3
TP4_M1: Saída DAC4
TP5N_M1/TP5P_M1: Entrada Diferencial ADC1 Negativa/Positiva
TP6N_M1/TP6P_M1: Entrada diferencial ADC2 negativa/positiva
TP7_M1/TP8_M1: Analógico Comum
9. Conectores de saída do condicionador de sinal (J604/J614, Rev C+)
Conectores de 12 pinos para conectar módulos de isolamento de saída analógica. Atribuições de pinos:
Pinos 1-4: Analógico Comum para sinais DAC1-4
Pinos 5, 6: Fonte de alimentação de +24 V para condicionadores de sinal (carga máxima de 0,2 A por pino)
Pinos 7, 8: Retorno Comum para alimentação de +24V
Pinos 9-12: Saídas DAC1-4 para condicionadores de sinal
V. Instruções de instalação e configuração
1. Local de montagem
O backplane IS200EBKPG1C é pré-instalado no rack de controle EX2100, que é montado dentro do gabinete de controle de excitação. Os ventiladores de resfriamento estão localizados na parte superior do rack. Recomenda-se que os clientes armazenem um rack de controle completo (incluindo backplane e ventiladores) ou apenas o próprio backplane EBKP.
2. Instalação da placa
As placas de controle (por exemplo, DSPX, EISB, EMIO, etc.) são inseridas nos conectores DIN na parte superior do backplane e fixadas com parafusos. As placas DSPX e EISB normalmente são unidas.
3. Conexões de cabos
Todos os conectores na parte inferior do backplane estão claramente identificados. Os cabos devem ser conectados de acordo com estas etiquetas. Recomenda-se etiquetar os cabos antes da desconexão para simplificar a reconexão.
4. Usando pontos de teste
A função dos pontos de teste pode ser configurada usando o software Toolbox. Os principais sinais podem ser medidos nos pontos de teste usando um osciloscópio ou multímetro.
VI. Substituição e manutenção da placa
1. Preparação antes da substituição
Desenergizar e Descarregar: A alimentação do sistema de excitação deve ser desligada antes de substituir a placa. Siga os procedimentos completos de desenergização descritos no Guia de instalação e inicialização (GEH-6631) e siga todas as práticas locais de bloqueio/etiquetagem. Dê tempo para os capacitores descarregarem.
Precauções contra ESD: O backplane EBKP pode conter componentes sensíveis à estática. Os procedimentos de manuseio de ESD devem ser seguidos: armazene as placas em sacos antiestáticos e use uma pulseira de aterramento durante o manuseio.
2. Procedimento de Substituição
Verifique o desligamento: Antes de abrir a porta do gabinete de controle de excitação, teste os circuitos elétricos para garantir que a energia esteja desligada.
Etiquete os cabos: verifique se todos os cabos estão etiquetados corretamente para facilitar a reconexão.
Desconecte os cabos:
Desconecte todos os cabos da parte inferior do backplane.
Desconecte os cabos de fibra óptica do EISB.
Desconecte o cabo Ethernet do ACLx.
Remover placas de controle: Remova todas as placas de controle da parte superior do backplane (observe que DSPX e EISB estão unidos).
Remover o rack: Remova os parafusos de montagem do rack e retire todo o rack do gabinete.
Substitua o painel traseiro:
Se um rack completo (com backplane e ventiladores) estiver em estoque, insira o novo rack diretamente no gabinete.
Se apenas o backplane EBKP estiver em estoque, primeiro remova o backplane antigo do rack, instale o novo backplane e, em seguida, insira o rack no gabinete.
Rack seguro: Recoloque os parafusos de montagem e aperte.
Reinstale as placas de controle: Insira todas as placas de controle em seus slots corretos e aperte os parafusos de montagem.
Reconecte os cabos:
Reconecte todos os cabos aos conectores correspondentes no painel traseiro inferior de acordo com as etiquetas e aperte.
Reconecte o cabo Ethernet ao ACLx.
Reconecte os cabos de fibra óptica ao EISB.
Reconecte os plugues de alimentação do ventilador.
Fechar Porta: Feche a porta do gabinete de controle de excitação após concluir a substituição.
