A placa ISBus do excitador IS200EISBH1A (EISB) é uma placa de interface de comunicação dedicada projetada pela General Electric (GE) para o sistema de excitação EX2100. É aplicável aos controladores M1, M2 e C. A principal função desta placa é facilitar a comunicação entre os controladores e os dispositivos de campo via fibra óptica e trocar dados com o controlador DSPX através do backplane de controle. Além disso, o EISB fornece interfaces de comunicação RS-232C para portas de ferramentas externas e portas de teclado, facilitando o comissionamento e monitoramento no local.
Em sistemas de excitatrizes redundantes, o EISB também integra componentes eletrônicos de interface ISBus. ISBus é um protocolo de comunicação proprietário da GE usado aqui para transferência de dados entre os controladores M1, M2 e C, garantindo alta confiabilidade do sistema e capacidade de comutação de redundância sem interrupções.
O EISB apresenta um design modular de slot único e 3U de altura e é instalado no rack de controle abaixo do controlador DSPX. Seu painel frontal é equipado com múltiplos conectores de fibra óptica para receber sinais de tensão e corrente do campo do gerador (e opcionalmente de uma excitatriz de fonte de potencial), ao mesmo tempo que interage com o módulo de detecção de terra.
II. Principais recursos
Interface de comunicação de fibra óptica: Recebe e transmite sinais de frequência variável através de fibra óptica, fornecendo isolamento elétrico de placas de medição de alta tensão (EDCF) para garantir a segurança do sistema.
Protocolo de comunicação ISBus: Suporta troca de dados em alta velocidade entre controladores em sistemas de excitadores redundantes.
Interface de comunicação RS-232C: Fornece comunicação serial com o teclado e um computador externo (porta de ferramenta), suportando taxas de transmissão de 1200 a 38,4 kbps.
Sem LEDs, jumpers ou fusíveis: simplifica o projeto de hardware e reduz possíveis pontos de falha; toda a configuração é feita via software.
Interruptor de reinicialização do painel frontal: O design embutido evita a operação acidental.
Fonte de alimentação de 24 Vcc: Fornece energia para o teclado e a porta da ferramenta por meio do backplane.
Suporta Substituição Online (Hot Swapping): Em sistemas redundantes, uma placa EISB defeituosa pode ser substituída enquanto a excitatriz está funcionando, sem necessidade de desligamento.
III. Integração e aplicação de sistemas
O IS200EISBH1A é usado principalmente em Sistemas de Controle de Excitação EX2100, atuando como uma ponte de comunicação entre os controladores e os dispositivos de medição de campo. Ele funciona em conjunto com o controlador DSPX, placas de medição EDCF, módulos de detecção de solo, etc., para formar um sistema completo de regulação e monitoramento de excitação.
Integração com controlador DSPX: O EISB é montado abaixo do DSPX e se comunica com ele através do conector backplane.
Coordenação com Placas EDCF: Recebe sinais de tensão e corrente de campo do gerador, bem como sinais opcionais de tensão e corrente de excitatrizes, via fibra óptica.
Comunicação com Módulo de Detecção de Terra: Recebe e transmite sinais de detecção de terra para implementar funções de proteção de terra do rotor.
Aplicação em Sistemas Redundantes: Compartilha dados entre controladores M1, M2 e C através do protocolo ISBus, permitindo transferência sem problemas.
4. Detalhes da interface do painel frontal
O painel frontal do IS200EISBH1A apresenta um design limpo, mas poderoso, incluindo principalmente:
1. Receptores de fibra óptica (quatro unidades)
Entrada de tensão CC do campo do gerador: Recebe o sinal de tensão CC do campo do gerador da placa EDCF.
Entrada de corrente CC do campo do gerador: Recebe o sinal de corrente CC do campo do gerador da placa EDCF.
Entrada de tensão da excitatriz (opcional): Opcionalmente recebe sinal de tensão da excitatriz da placa EDCF.
Entrada de corrente da excitatriz (opcional): Opcionalmente recebe sinal de corrente da excitatriz da placa EDCF.
2. Receptor e transmissor de fibra óptica (uma unidade)
3. Redefinir interruptor
V. Funções de comunicação detalhadas
1. Comunicação de fibra óptica
A tecnologia de transmissão de fibra óptica garante o isolamento elétrico entre o EISB e as placas de medição de alta tensão (EDCF), aumentando a imunidade e a segurança contra ruídos do sistema. Todos os conectores de fibra óptica usam interfaces industriais padrão, suportando transmissão confiável de sinais de frequência variável de alta frequência.
2. Comunicação ISBus
ISBus é um protocolo de comunicação de alta velocidade proprietário da GE, usado para transmissão de dados em tempo real entre controladores M1, M2 e C em sistemas de excitatrizes redundantes. O protocolo suporta uma arquitetura multimestre, garantindo uma transferência perfeita do sistema e uma regulação contínua da excitação no caso de falha de um único controlador.
3. Comunicação RS-232C
O EISB incorpora dois circuitos de driver RS-232C:
Porta do teclado: Usada para conectar um teclado local para configuração de parâmetros, monitoramento de status e controle manual.
Porta de ferramentas: Usada para conectar um computador externo para diagnóstico do sistema, atualizações de firmware e aquisição de dados por meio de software de comissionamento dedicado da GE.
As interfaces RS-232C suportam diversas taxas de transmissão (1200 a 38,4 kbps) para acomodar diferentes necessidades de comissionamento.
VI. Guia de instalação e substituição
1. Precauções de manuseio
Aviso de dispositivo sensível à estática:
Para evitar danos aos componentes causados pela eletricidade estática, trate todas as placas com técnicas de manuseio sensíveis à estática. Use uma pulseira de aterramento ao manusear placas ou componentes, mas somente depois que as placas ou componentes tiverem sido removidos de equipamentos potencialmente energizados e estiverem em uma estação de trabalho normalmente aterrada.
Requisitos de armazenamento:
As placas de fiação impressa podem conter componentes sensíveis à estática. Portanto, a GE envia todas as placas de reposição em embalagens antiestáticas. Use as seguintes diretrizes ao manusear placas:
2. Procedimento de substituição offline (para sistemas não redundantes)
Aviso de risco de choque elétrico:
Para evitar choque elétrico, desligue a energia do excitador e teste para verificar se não existe energia na placa antes de tocá-la ou em qualquer circuito conectado.
Aviso sobre danos ao equipamento:
Para evitar danos ao equipamento, não remova, insira ou ajuste as conexões da placa enquanto o equipamento estiver energizado.
Certifique-se de que a excitatriz tenha sido desenergizada: Consulte o Guia de instalação e inicialização do EX2100 (GEH-6631) para obter os procedimentos completos de desenergização e siga todas as práticas locais de bloqueio/etiquetagem.
Abra a porta do gabinete de controle: Verifique se os indicadores de energia nas fontes de alimentação EPDM e EPSM estão apagados e os LEDs do controlador estão apagados.
Desconecte os cabos de fibra óptica: Desconecte todos os cabos de fibra óptica da parte frontal da placa EISB. Certifique-se de que eles estejam rotulados para remontagem correta.
Remova cuidadosamente as placas DSPX e EISB:
a. Afrouxe os parafusos na parte superior do painel frontal DSPX e na parte inferior do painel frontal EISB, próximo às abas do ejetor. (Os parafusos ficam presos no painel frontal e não devem ser removidos.)
b. Desencaixe o DSPX e o EISB levantando as abas do ejetor.
c. Usando as duas mãos, puxe suavemente ambas as placas do rack.
Separe DSPX e EISB: Remova o DSPX da parte superior do EISB e conecte-o à placa EISB substituta.
Insira as placas de reposição: Deslize as placas DSPX e EISB de reposição no slot correto do rack.
Assento inicial: Comece a assentar as placas pressionando firmemente a parte superior e inferior das placas frontais ao mesmo tempo com os polegares.
Assentamento final: Conclua o assentamento das placas no slot começando e apertando alternadamente os parafusos na parte superior e inferior do conjunto do painel frontal. Aperte os parafusos uniformemente para garantir que as placas estejam assentadas corretamente.
Reconectar cabos: Reconecte todos os cabos de comunicação que foram desconectados.
3. Procedimento de substituição on-line (para sistemas redundantes)
Para um sistema de controle redundante, é possível substituir o EISB com falha enquanto a excitatriz estiver funcionando. Você tem a opção de deixar o EISB com falha no lugar e deixar o excitador funcionar no(s) controlador(es) restante(s). Entretanto, no caso improvável de uma segunda falha da placa em outra seção, o excitador será desligado. Caso decida alterar a placa EISB, siga o procedimento abaixo:
Confirme o EISB com falha: Abra a porta do gabinete de controle e confirme o EISB com falha nos indicadores na frente dos controladores.
Desenergize a seção de controle relevante: Desenergize a seção do rack de controle que contém o EISB a ser substituído (M1, M2 ou C) desligando a seção apropriada do módulo de distribuição de energia da excitatriz (EPDM). Verifique se os indicadores LED nas seções apropriadas do EPDM e EPSM estão apagados.
Confirmar transferência de controle: Verifique o controlador desenergizado e os LEDs ESEL para confirmar que o controle foi transferido para o outro mestre. Verifique se todos os indicadores de energia nas placas da seção relevante estão desligados antes de tocar no EISB ou em qualquer circuito conectado.
Desconecte os cabos de fibra óptica: Desconecte até seis cabos de comunicação de fibra óptica do painel frontal do EISB. Certifique-se de que eles estejam rotulados.
Remova cuidadosamente as placas DSPX e EISB:
a. Afrouxe os parafusos na parte superior do painel frontal DSPX e na parte inferior do painel frontal EISB, próximo às abas do ejetor.
b. Desencaixe o DSPX e o EISB conectado levantando as abas do ejetor.
c. Usando as duas mãos, puxe suavemente ambos do rack.
Separe DSPX e EISB: Remova o DSPX da parte superior do EISB e conecte-o ao EISB substituto.
Insira as placas de reposição: Deslize a placa EISB de reposição e a placa DSPX anexada no slot correto no rack.
Assento inicial: Comece a assentar a prancha pressionando firmemente a parte superior e inferior das placas frontais ao mesmo tempo com os polegares.
Assentamento final: Conclua o assentamento do módulo no slot começando e apertando alternadamente os parafusos na parte superior e inferior do conjunto do painel frontal. Aperte os parafusos uniformemente para garantir que o módulo esteja encaixado corretamente.
Reconectar cabos: Reconecte todos os cabos de comunicação que foram desconectados.
Restaure a energia: Ligue a seção apropriada do rack de controle do EPDM e verifique se os LEDs indicadores de energia no EPDM e no EPSM acendem. Verifique se os LEDs verdes de alimentação nas placas controladoras adjacentes acendem.
VII. Diagnóstico e monitoramento de status
Embora o IS200EISBH1A em si não possua indicadores LED, seu status operacional e informações de falha podem ser obtidos através dos seguintes métodos:
Através do Controlador DSPX: O EISB se comunica com o DSPX através do backplane; todos os dados de diagnóstico (incluindo qualidade do sinal de fibra óptica, status de comunicação, status de energia, etc.) podem ser lidos através do software de monitoramento do DSPX.
Através da Porta de Ferramentas: Conecte um computador externo e use o software de comissionamento dedicado da GE para visualizar os parâmetros operacionais e registros de falhas do EISB em tempo real.
Alarmes do Sistema: Quando o EISB detecta falhas de comunicação ou anomalias de sinal, envia informações de alarme para o sistema de controle via ISBus ou RS-232C, que podem ser visualizadas pelo operador na Interface Homem-Máquina (HMI).
VIII. Aplicações Típicas
Sistema de excitação EX2100: Serve como interface de comunicação para controladores M1, M2 e C, permitindo a troca de dados com placas de medição EDCF e módulos de detecção de solo.
Sistemas de excitação redundantes: Em configurações redundantes modulares duplas ou triplas (TMR), facilita a sincronização de dados e failover entre controladores através do protocolo ISBus.
Regulação de excitação de usinas de energia: Usada em sistemas de regulação de excitação para geradores de turbina a vapor, geradores hidrelétricos e geradores de turbina a gás.
Excitação de Motor Síncrono Industrial: Adequado para controle de excitação de grandes motores síncronos industriais.
Comissionamento e manutenção do sistema de excitação: Conecta-se a um laptop através da porta da ferramenta para comissionamento no local, ajuste de parâmetros e diagnóstico de falhas.
