A IS200EMIOH1A é uma placa de E/S principal do excitador projetada pela General Electric (GE) para seu sistema de controle de excitação EX2100™. Esta placa apresenta um formato estilo VME de slot único e altura dupla (6U) e é montada no rack de controle EX2100. O IS200EMIOH1A é a placa principal de processamento de E/S do sistema de controle de excitação EX2100, responsável pela troca de dados com múltiplas placas terminais, processando vários sinais de entrada de campo e enviando comandos de controle para atuadores.
A placa IS200EMIOH1A se comunica com diversas placas terminais de E/S, incluindo EPCT, ECTB, EXTB e EACF, através do backplane de controle (EBKP). Essas placas terminais lidam com tarefas como medição de tensão e corrente do gerador, saídas de relé, entradas de contato, controle de desexcitação, feedback CA e amplificação de pulso de porta. O IS200EMIOH1A integra esses sinais e envia simultaneamente sinais de pulso de porta de nível lógico para a placa ESEL através do backplane. A placa ESEL então transmite esses sinais para a placa EGPA no gabinete de conversão de energia para obter o controle de disparo do SCR.
Os principais recursos da placa IS200EMIOH1A incluem:
Processamento de E/S centralizado: Manipulação unificada de entradas e saídas analógicas e digitais de múltiplas placas de terminais.
Geração de pulso de porta: Envia sinais de pulso de porta de nível lógico para a placa ESEL através do backplane.
Suporte à Arquitetura Redundante: Suporta sistemas de controle simples e redundantes; suporta substituição on-line em sistemas redundantes.
Design sem jumper: A placa não possui jumpers de configuração; toda a configuração é obtida através de conectores de backplane.
Indicação de status: O painel frontal possui indicadores LED de energia e status.
A placa IS200EMIOH1A inclui dois conectores de backplane (P1 e P2). Ele se comunica com outros cartões de controle via P1 e faz interface via P2 com os cabos dos terminais de E/S conectados na parte inferior do EBKP. O design da placa atende aos padrões de nível industrial e é adequado para aplicações críticas de controle em sistemas de excitação de usinas de energia.
II. Principais Funções
As funções principais do IS200EMIOH1A incluem, mas não estão limitadas a, o seguinte:
1. Interface de medição de tensão e corrente do gerador
O IS200EMIOH1A recebe sinais de medição de tensão e corrente do gerador através da placa terminal EPCT:
Sinais do Transformador de Potencial (TP): 2 canais, para medição de tensão do gerador.
Sinais do Transformador de Corrente (TC): 2 canais, para medição de corrente do gerador.
Esses sinais são usados para controle de feedback do regulador de tensão e proteção do sistema.
2. Interface de feedback CA
O IS200EMIOH1A recebe sinais de feedback CA do excitador através da placa terminal EACF:
Sinal do transformador de potencial de potência (PPT): 1 canal, mede a tensão da excitatriz.
Sinais Air Core CT: 2 canais, medem a corrente do excitador.
3. Unidade de relé e interface de entrada de contato
O IS200EMIOH1A implementa as seguintes funções através da placa terminal ECTB:
Unidade de relé de disparo: 2 canais, aciona relés de bloqueio externos.
Unidade de relé de uso geral: 4 canais, saídas de contato Form-C.
Entradas de contato de uso geral: 6 canais, para monitorar o status do dispositivo externo.
Entradas de contato dedicadas: entradas de contato 52G (disjuntor do gerador) e 86G (relé de bloqueio).
4. Interface de controle de desexcitação e flashing
O IS200EMIOH1A implementa as seguintes funções através da placa terminal EXTB:
Controle intermitente: Aciona os relés piloto 53A e 53B.
Controle de fechamento: Aciona o relé piloto 41.
Controle de desarme: Aciona o relé piloto 41T.
Controle de Desexcitação: Aciona o relé piloto de desexcitação KDEP.
Feedback de status: Recebe feedback de status da placa de controle de desexcitação EDEX.
Feedback de status: recebe feedback de status do quadro Crowbar.
Feedback de contato auxiliar: Recebe status de contato auxiliar de 53A, 53B e 41.
5. Controle de pulso do portão e interface de feedback
O IS200EMIOH1A comunica com a placa ESEL através do backplane, controlando assim a placa EGPA:
Saída de pulso de porta: Envia sinais de pulso de porta de nível lógico para ESEL através do backplane. A ESEL distribui-os em quadros EGPA para até 6 pontes de potência, com 6 sinais de disparo por ponte.
Recepção de Feedback de Condução: Recebe feedback de condução de corrente trifásica da EGPA para as pontes de energia via ESEL.
Recepção de Feedback de Temperatura: Recebe falha de temperatura da ponte de energia e status de alarme da EGPA via ESEL.
6. Indicação de status
O painel frontal possui dois indicadores LED:
LED de alimentação (verde): Indica se a alimentação de +5 V CC da placa está normal.
LED de status (verde): Indica o status do sinal IMOK emitido pelo FPGA, significando operação normal da placa.
III. Aplicativos do sistema
1. Aplicação no Sistema de Controle de Excitação EX2100
O IS200EMIOH1A é a placa principal para processamento centralizado de sinais de E/S dentro do Sistema de Controle de Excitação EX2100. Suas funções dentro do sistema incluem:
Concentração de dados de E/S: Comunica-se com múltiplas placas terminais de E/S através do backplane, concentrando vários sinais, como tensão/corrente do gerador, tensão/corrente do excitador, entradas de contato e feedback do relé.
Saída de Comando de Controle: Com base em cálculos do controlador DSPX, envia comandos de pulso de porta para a placa ESEL através do backplane e aciona relés piloto e relés de disparo via EXTB e ECTB.
Monitoramento do status do sistema: Recebe feedback de condução e status de temperatura das pontes de energia, bem como feedback de status dos circuitos de desexcitação e pé-de-cabra, para monitoramento e proteção pelo sistema de controle.
Núcleo da arquitetura redundante: Em sistemas redundantes, M1, M2 e C possuem, cada um, uma placa EMIO, processando sinais de E/S para suas respectivas seções. Se alguma placa falhar, ela poderá ser substituída online sem afetar a operação do sistema.
2. Cenários típicos de aplicação
Medição de tensão e corrente para sistemas de excitação de geradores síncronos
Controle de relé e monitoramento de status de contato para sistemas de excitação
Desexcitação do gerador e controle de flashing
Geração de pulso de disparo SCR para pontes de energia
Status de condução e monitoramento de temperatura para pontes de energia
4. Descrição detalhada da interface
1. Conectores do backplane P1 e P2
A placa IS200EMIOH1A se conecta a outras partes do sistema de controle através de dois conectores de backplane:
| do conector |
Descrição da função |
| P1 |
Comunica-se com outras placas de controle no mesmo rack (por exemplo, DSPX, EISB), trocando dados de controle e informações de status. |
| P2 |
Conecta-se às interfaces de cabo da placa terminal de E/S localizadas na parte inferior do backplane EBKP, permitindo a troca de sinais com placas como EPCT, ECTB, EXTB e EACF. |
2. Placas e sinais terminais de E/S suportados
As seguintes placas terminais de E/S são conectadas via P2 e EBKP, juntamente com os sinais que elas transportam:
| Placa de E/S |
Função EMIO |
Sinais de entrada/saída |
| EPCT |
Mede a tensão e a corrente do gerador |
2 PT, 2 CT |
| ECTB |
Aciona relés, aceita entradas de contato |
2 unidades de relé de desarme, 4 saídas de contato Form-C, 6 entradas de contato de uso geral, entradas de contato 52G/86G |
| EXTB |
Controla relés intermitentes e de desexcitação |
Unidades de relé piloto 53A/53B/41/41T/KDEP, feedback de status EDEX, feedback de status do pé de cabra, feedback de contato auxiliar 53A/53B/41 |
| EACF |
Recebe tensão e corrente CA do excitador |
1 PPT, 2 CTs de núcleo de ar |
| GEPA |
Controlado indiretamente via ESEL e backplane |
Até 6 pontes de energia × 6 sinais de disparo, feedback de condução trifásica por ponte, falha/alarme de temperatura |
V. Indicadores e Status
1. Indicadores do painel frontal
O painel frontal do IS200EMIOH1A possui dois indicadores LED verdes (consulte a Figura 1 no documento para obter as localizações):
| LED |
da etiqueta |
da cor |
Descrição |
| Superior |
PODER |
Verde |
Acende quando a alimentação de +5 V CC da placa está normal. |
| Mais baixo |
STATUS |
Verde |
Acende quando o sinal IMOK do FPGA está ativo, indicando operação normal da placa. |
Durante a operação normal, ambos os LEDs devem estar acesos continuamente. Se o LED STATUS estiver apagado, indica uma falha interna na placa e a substituição pode ser necessária.
2. Indicação Coordenada com Outras Diretorias
O IS200EMIOH1A não possui outros indicadores. Seu status operacional pode ser determinado indiretamente por:
Visualização do status do sinal de E/S por meio do software de diagnóstico Toolbox.
Observar o status dos indicadores em outras placas da mesma seção (por exemplo, DSPX, EISB).
Observando o funcionamento dos relés acionados.
VI. Instalação e Substituição
1. Local de montagem
A placa IS200EMIOH1A é inserida em um slot designado no rack de controle EX2100. Os sistemas simplex usam um slot (normalmente correspondente a M1). Os sistemas redundantes usam três slots (M1, M2, C). Durante a instalação, certifique-se de que a placa esteja inserida no slot correto; a inserção incorreta pode danificar os componentes eletrônicos da placa.
2. Procedimento de substituição offline (sistema desenergizado)
Avisos de segurança:
AVISO: Para evitar choque elétrico, desligue a energia do sistema de excitação e siga os procedimentos completos de desenergização descritos no Guia de Instalação e Inicialização (GEH-6631). Siga todas as práticas locais de bloqueio/sinalização. Dê tempo para os capacitores descarregarem.
CUIDADO: 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 e guarde as placas em sacos antiestáticos.
Etapas de substituição:
Verifique o desligamento: Certifique-se de que o sistema de excitação esteja completamente desenergizado. Teste os circuitos antes de abrir a porta do gabinete de controle.
Remover placa antiga:
Afrouxe os parafusos na parte superior e inferior do painel próximo às abas do ejetor (os parafusos são prisioneiros).
Desencaixe a placa levantando ambas as abas do ejetor.
Puxe suavemente a placa para fora do rack usando as duas mãos.
Instale a nova placa:
Alinhe a nova placa com o slot correto e empurre-a ao longo das guias.
Usando os polegares, pressione firmemente a parte superior e inferior do painel frontal simultaneamente para assentar inicialmente a placa.
Aperte alternadamente os parafusos superior e inferior do painel frontal uniformemente para garantir que a placa esteja encaixada corretamente.
Restaurar a energia: Feche a porta do gabinete, restaure a energia do sistema de excitação seguindo os procedimentos e teste a operação.
3. Procedimento de Substituição Online (Sistema Redundante)
Em um sistema de controle redundante, uma placa EMIO com falha pode ser substituída enquanto o sistema de excitação estiver em execução.
Aviso de risco: Durante a substituição on-line, outros controladores, fontes de alimentação e placas de terminais permanecem energizados e ativos. Deve-se tomar extremo cuidado para evitar tocar outras partes energizadas ou causar curto-circuitos.
Etapas de substituição:
Identifique a placa com falha: confirme a seção (M1, M2 ou C) que contém a placa EMIO com falha usando o software de diagnóstico Toolbox e os indicadores nas placas controladoras adjacentes.
Seção de desenergização: Abra a porta do gabinete de controle. No EPDM (Módulo de Distribuição de Energia do Excitador), desligue a chave liga/desliga da seção correspondente à placa com falha, desenergizando essa seção.
Verifique se está desenergizado: Antes de tocar na placa EMIO, verifique se o indicador LED da seção EPDM correspondente está apagado, os indicadores EPSM estão apagados e todos os indicadores de energia nas placas dessa seção estão apagados.
Remover placa com falha: igual ao procedimento off-line, mas observe que todos os cabos permanecem no lugar.
Instalar nova placa: igual ao procedimento offline.
Restaurar energia: Aplique novamente energia à seção do EPDM. Verifique se o LED de alimentação da placa EMIO acende, o LED de status verde acende e os LEDs de alimentação verdes nas placas controladoras adjacentes acendem.
Teste Funcional: Verifique a funcionalidade da placa EMIO substituída transferindo o controle do mestre ativo para o mestre inativo e observando a operação correta do sistema.
