O IS400TCASH1A é um componente importante do PCAA (Core Analog I/O Pack) dentro do sistema de controle GE Mark VIe. Especificamente, pertence ao tipo de placa terminal TCAS. Como parte do módulo PCAA, esta placa terminal fornece terminais de cliente e roteamento de sinal, transmitindo sinais analógicos de forma precisa e confiável de dispositivos de campo para as placas de processamento analógico BCAA e BCAB.
O IS400TCASH1A desempenha um papel crítico em sistemas de controle de turbinas a gás. Ele lida com um grande número de tarefas de entrada/saída de sinal analógico, incluindo sinais de termopar, sinais de loop de corrente de 4-20 mA, sinais de excitação e feedback LVDT (Transformador Diferencial Variável Linear), sinais de acionamento de servo bobina, entradas de taxa de pulso e muito mais. Este terminal pode ser aplicado em sistemas simplex e TMR (Triple Modular Redundant), atendendo aos requisitos de confiabilidade, disponibilidade e segurança de diversas aplicações industriais.
Como parte do módulo PCAA, que é a unidade menos substituível (LRU), o IS400TCASH1A funciona em conjunto com a placa principal BCAA, a placa de interface BCAB e a placa do processador BPPx para formar o conjunto completo de E/S analógica do núcleo PCAA. O módulo recebe alimentação de controle de 28 V CC através do conector P5 e fornece alimentação de 28 V CC através do conector P4 para a placa terminal JGPA para terminação blindada do cabo de campo. Além disso, o IS400TCASH1A se conecta à placa terminal TCAT por meio de dois conectores de cabo de 68 pinos (P1 e P2) para obter a distribuição do sinal, distribuindo um único sinal de campo para um ou três módulos PCAA.
II. Recursos e estrutura de hardware
2.1 Estrutura Física e Conectores
Como placa terminal do módulo PCAA, o IS400TCASH1A integra múltiplas interfaces de conector para garantir conexões estáveis com dispositivos externos e outras placas:
Conector de alimentação P5 : interface de alimentação de 3 pinos para entrada de alimentação de 28 V CC para alimentar todo o módulo PCAA e placa terminal. Observe que o módulo recebe energia diretamente do conector P5, e não através do conector de alimentação normal na placa processadora.
Conector de saída de energia P4 : Fornece alimentação de 28 V CC à placa terminal JGPA para aterramento da blindagem do cabo de campo.
Conectores P1 e P2 : Ambos são conectores de cabo de 68 pinos para conexão à placa terminal TCAT. Esses dois conectores suportam fan-out de sinal, distribuindo sinais de dispositivos de campo para um ou três módulos PCAA, permitindo configurações de sistema simplex ou TMR.
Interfaces Ethernet ENET1 e ENET2 : Dois conectores Ethernet RJ-45, servindo como interface primária do sistema e interface redundante/secundária do sistema, respectivamente, para conexão à rede IONet, permitindo a comunicação de dados entre o controlador e o módulo.
Blocos terminais tipo caixa estilo Euro : O IS400TCASH1A é equipado com 120 terminais tipo caixa conectáveis estilo Euro para fiação de sinal de dispositivo de campo. Esses terminais suportam vários tipos de condutores e seções transversais, facilitando a instalação e manutenção em campo.
2.2 Características da Fiação do Terminal
Os terminais de caixa estilo Euro do IS400TCASH1A suportam as seguintes especificações de condutor:
Tipo de condutor |
Seção transversal mínima |
Seção transversal máxima |
Condutor sólido |
0,2mm² |
2,5mm² |
Condutor encalhado |
0,2mm² |
2,5mm² |
Condutor trançado com ponteira e luva plástica |
0,25mm² |
2,5mm² |
Condutor trançado com ponteira sem luva plástica |
0,25mm² |
2,0mm² |
Especificação AWG |
24 AWG |
12 AWG |
2.3 Filosofia de Design de Módulo
O módulo PCAA (incluindo a placa terminal IS400TCASH1A) consiste em quatro placas de circuito separadas em um único conjunto físico. Como é difícil isolar uma falha em uma única placa, o módulo inteiro é considerado a unidade menos substituível. Portanto, não é permitido o diagnóstico de campo ou a substituição de placas de circuito individuais dentro do módulo. Se o módulo falhar, todo o módulo PCAA deverá ser substituído.
III. Tipos de sinal e alocação de E/S
A placa terminal IS400TCASH1A fornece amplos recursos de acesso a sinais, cobrindo vários tipos de sinais analógicos necessários para o controle de turbinas a gás. Com base na divisão de sinais entre terminais PCAA e terminais TCAT, o IS400TCASH1A é o principal responsável pelos seguintes sinais:
3.1 Sinais terminais PCAA (conectados diretamente ao IS400TCASH1A)
Número de sinais |
Tipo de sinal |
Parafusos por sinal |
25 |
Entradas de termopar |
2 |
10 |
Entradas analógicas 4-20 mA |
2 |
2 |
Entradas analógicas de 4-20 mA ou ±10 V |
2 |
2 |
Saídas analógicas 4-20 mA |
2 |
1 |
Saída de energia de ±12 V |
2 |
6 |
Saídas de excitação LVDT |
2 |
6 |
Saídas do driver da servo bobina |
2 |
3 |
Conexões comuns |
1 |
2 |
Entradas de pulso TTL |
2 (com poder) |
3.2 Sinais do Terminal TCAT (Vanilizados para IS400TCASH1A via TCAT)
Número de sinais |
Tipo de sinal |
Parafusos por sinal |
12 |
Entradas sísmicas ventiladas |
2 |
24 |
Entradas analógicas ventiladas de 4-20 mA |
2 |
12 |
Potência de saída de 24 V a 25 mA |
2 |
3 |
Votação de saídas de 4-20 mA |
2 |
12 |
Feedback LVDT ventilado |
2 |
2 |
Entradas de taxa de pulso magnético ventiladas (servo medidor de vazão) |
2 |
1 |
Entrada de relé servo suicida |
2 |
V. Configuração e Operação
4.1 Configuração de Entrada Analógica
O IS400TCASH1A suporta interfaces para vários tipos de transmissores de 4 a 20 mA. Cada terminal de entrada analógica possui um jumper próximo a ele para selecionar se o terminal de retorno está aterrado ou flutuante (a posição padrão é flutuante/aberto). Para as entradas analógicas 11 e 12, é fornecido um jumper adicional para remover o resistor de carga de 250 Ω, permitindo a aplicação de entrada de tensão de ±10 V CC.
A placa JGPA associada fornece doze terminais de saída de 24 Vcc, um para cada entrada do transmissor de 4-20 mA.
4.2 Configuração de Saída Servo
O IS400TCASH1A suporta seis saídas servo, cada uma configurável através de jumpers para modo TMR (servo de 3 bobinas) ou modo simplex (servo de 2 bobinas). As duas primeiras saídas servo também estão equipadas com uma função suicida externa através dos terminais SVRL1 e SVRL2. Quando um contato externo é fechado nesses terminais, a saída servo é isolada do controle do regulador digital, fornecendo uma conexão direta através de um resistor limitador de corrente (saída fixa de 15 mA) para resposta protetora do controle.
4.3 Servo Sistema de Posição LVDT
O IS400TCASH1A recebe sinais do lado secundário dos sensores LVDT através da placa terminal TCAT. Esses sinais são condicionados pela placa de aquisição de BCAA, convertidos em um sinal CC equivalente e lidos pelo processador através de conversores A/D. O firmware PCAA pode executar até seis servo reguladores digitais independentes, cada loop operando a uma taxa de amostragem de 100 Hz. A saída do regulador é escrita em um conversor D/A, que então fornece o comando de corrente para o regulador de corrente analógico.
4.4 Função de Calibração
Quando uma nova placa terminal é usada em um sistema, é necessária a calibração dos LVDTs associados aos servos PSVO, PSVP, PCAA ou PMVE (MVRA ou MVRF). O controlador salva o código de barras da placa terminal e o compara com a placa terminal atual durante o tempo de carregamento da reconfiguração. Cada vez que uma calibração é salva, o nome do código de barras é atualizado para a placa atual.
V. Diagnósticos e Alarmes
Como parte do módulo PCAA, o IS400TCASH1A fornece funções abrangentes de autodiagnóstico. Quando um diagnóstico detecta uma anomalia, o sistema gera os alarmes correspondentes. A seguir estão os alarmes comuns relacionados ao IS400TCASH1A:
Código de alarme |
Descrição |
Possível causa |
Solução |
33-67 |
Termopar insalubre |
A entrada em milivolts excede a faixa do termopar; tipo de TC errado configurado; fio aberto; tensão parasita ou ruído fazendo com que a entrada exceda -63 mV |
Verifique a fiação e blindagem de campo; verifique o TC quanto a circuito aberto; medir sinal em milivolts; verificar se o tipo de TC corresponde à configuração |
68 |
Cold Junction insalubre, usando backup |
Sinal de junta fria local da placa terminal TCAS fora da faixa (normal: -50 a 85°C) |
Se o hardware estiver dentro da faixa normal de temperatura, possível falha no sensor de junta fria; substitua o módulo PCAA |
69-80 |
Entrada analógica do TCAS não íntegra |
Excitação errada ou ausente para o transdutor; transdutor defeituoso; configuração de incompatibilidade de configurações de jumper; entrada fora do intervalo; circuito aberto ou em curto |
Verifique a fiação de campo; verificar dispositivo de campo; verifique o jumper de seleção de solo; verifique a entrada dentro da faixa de 3,0-21,5 mA, ±5,25 V, ±10,5 V |
117-122 |
Falha na excitação LVDT |
Falta à terra de excitação; problema na fiação de campo ou falha no sensor LVDT; falha de hardware interno |
Verifique a fiação e blindagem de campo quanto à excitação LVDT; verifique o sensor LVDT; se houver falha de hardware, substitua o PCAA |
123-134 |
Tensão de excitação LVDT fora da faixa |
A excitação real do LVDT excede ±10% do ExcitMonCal; possível falha na placa terminal |
Meça a tensão de excitação e compare com o parâmetro de configuração; verifique o sensor LVDT; recalibrar servo; substituir PCAA |
135-146 |
Posição LVDT fora do limite |
Problema de excitação LVDT; transdutor defeituoso; circuito aberto ou em curto; entrada fora do intervalo; não calibrado |
Verifique a fiação e excitação de campo; verifique o sensor LVDT; calibrar servo regulador; verificar limites de MinVrms e MaxVrms; verifique se o ExcitSelect corresponde à fiação |
155-160 |
Servo desativado: erro de configuração |
Entrada de posição servo conectada ao LVDT não utilizado; entrada de fluxo para PR não utilizado; entrada de pressão para entrada analógica não utilizada; parâmetros de configuração incorretos |
Verificar e corrigir parâmetros de configuração; verificar as entradas do regulador conectadas aos sensores habilitados; use o diagnóstico avançado do ToolboxST para lista de erros |
161-166 |
Suicídio de Saída Servo Ativo |
Feedback fora do alcance; incompatibilidade do feedback atual com o comando; conexões de entrada incorretas |
Verifique a configuração; verificar entradas conectadas aos sensores utilizados; verifique as conexões do sensor de posição e a integridade mecânica; verifique a fiação do circuito de saída do servo quanto a abertura ou curto |
217 |
Configuração TCAT e incompatibilidade de hardware |
TCAT configurado no ToolboxST mas não conectado; TCAT não configurado, mas conectado |
Verifique se a seleção do ToolboxST TCAT corresponde ao hardware real; verificar se os cabos P1 e P2 não foram trocados; garantir que os cabos estejam apertados e as placas terminais aterradas; executar reinicialização de desligamento |
218 |
Incompatibilidade dos tipos P1 e P2 do conector TCAT |
Os tipos de conexão P1 e P2 (R/R, S/S, T/T) não correspondem |
Verifique a configuração do ToolboxST e as conexões dos cabos P1/P2 entre TCAS e TCAT para garantir a correspondência de tipo |
VI. Pontos-chave de instalação e operação
6.1 Etapas de instalação
Monte com segurança o módulo PCAA.
Conecte a conexão de alimentação JGPA ao conector P4 no PCAA.
Conecte o módulo PCAA a uma placa terminal TCAT opcional associada usando dois cabos de 68 pinos nos conectores P1 e P2. Aperte com os dedos apenas os parafusos de montagem do cabo no PCAA e TCAT para garantir o aterramento adequado do cabo. A falha na fixação dos cabos pode resultar na incapacidade do PCAA de ler a identificação eletrônica no TCAT e pode reduzir a qualidade do sinal.
Conecte um ou dois cabos Ethernet dependendo da configuração do sistema. Quando uma única conexão IONet é usada, o módulo opera corretamente em qualquer uma das portas. Se forem utilizadas conexões duplas, a prática padrão é conectar o ENET1 à rede associada ao controlador R.
Verifique o aterramento dos terminais do fio blindado JGPA. Na maioria das aplicações, os terminais de aterramento blindados JGPA são eletricamente ligados à chapa metálica na qual a placa está montada. Em algumas aplicações que exigem aterramento de blindagem independente, forneça um fio terra adequado entre um ou mais terminais JGPA e o potencial de aterramento de blindagem necessário.
Aplique energia ao módulo através do conector P5 e verifique as luzes indicadoras de energia e de status da Ethernet.
Use o aplicativo ToolboxST para configurar o PCAA conforme necessário.
6.2 Notas Importantes
Nota sobre alimentação : O módulo opera a partir de uma fonte de alimentação aplicada diretamente ao conector P5 do módulo, e não através do conector de alimentação normal localizado na placa do processador.
Nota sobre remoção de cabos : Ao remover cabos de 68 pinos, certifique-se de que os pinos sextavados nos conectores montados na placa não girem ao retirar os parafusos de aperto manual do cabo.
Nota sobre aterramento : Os cabos de 68 pinos devem estar devidamente aterrados; caso contrário, a leitura da identificação eletrônica e a qualidade do sinal poderão ser afetadas.
Nota de configuração : Não altere o parâmetro ThermCplUnit no ToolboxST arbitrariamente, pois isso afeta as unidades de engenharia vistas pelo código da aplicação e pode afetar dispositivos externos como IHMs e Historiadores.
