O IS420UCECH1B é um componente chave do sistema de controle Mark* VIe da GE. É uma variante específica do módulo UCEC, que integra um controlador UCSCH1x de alto desempenho com uma placa de expansão de E/S de 7 portas em uma única e poderosa unidade de controle. Projetado para aplicações complexas de automação industrial que exigem inúmeras conexões de E/S, como sistemas de controle de excitação, controle de turbinas eólicas e controle de turbinas a gás/vapor, ele oferece confiabilidade excepcional, capacidade de processamento em tempo real e configuração de rede flexível.
O módulo IS420UCECH1B é compatível a partir do ControlST V07.03 e foi projetado especificamente para aplicações de controle de excitação.
Composição e Arquitetura de Hardware
O módulo IS420UCECH1B consiste em dois componentes principais de hardware:
Controlador UCSCH1x:
Apresenta um processador AMD G-Series quad-core rodando a 1,2 GHz, fornecendo poderosa capacidade de computação em tempo real.
Equipado com 4 GB de SDRAM DDR3-1333 para acesso de dados em alta velocidade.
Funciona no sistema operacional em tempo real (RTOS) QNX Neutrino, adequado para ambientes industriais de alta confiabilidade.
Placa de expansão de E/S de sete portas:
Fornece 7 portas Ethernet RJ-45 adicionais para conectar módulos de E/S distribuídos.
Suporta protocolos de comunicação como IONet (Rede de E/S), PROFINET, EtherCAT ou High-Speed Serial Link (HSSL).
Combinado com as 3 portas de E/S nativas do controlador, oferece até 10 interfaces de rede de E/S, melhorando significativamente a conectividade do sistema.
O IS420UCECH1B apresenta um design modular, sem ventoinha e sem bateria, oferecendo boa resistência a vibrações, poeira e interferências, tornando-o adequado para ambientes industriais agressivos.
Principais recursos e funcionalidades
1. Processamento multinúcleo de alto desempenho
O processador quad-core suporta processamento paralelo de múltiplas tarefas de controle, garantindo operação estável mesmo em altas taxas de varredura (por exemplo, 10 ms).
Suporta configurações Simplex, Dupla Redundante e Tripla Modular Redundante (TMR) para atender a diversos requisitos de confiabilidade.
2. Interfaces de comunicação flexíveis
IONet: Uma rede Ethernet privada dedicada aos controles Mark, garantindo comunicação sincronizada e de alta velocidade entre os módulos de E/S e o controlador.
Protocolos PROFINET ou EtherCAT opcionais para integração mais fácil com dispositivos de terceiros.
O HSSL suporta comunicação síncrona ponto a ponto para módulos de E/S com altas demandas em tempo real.
3. Suporte ao Agente de Campo Incorporado (EFA)
Inclui um Embedded Field Agent para conectividade segura com a plataforma de nuvem Predix, permitindo upload de dados, computação de ponta e monitoramento remoto.
Fornece recursos locais de hospedagem de aplicativos da Web para análise e diagnóstico de dados personalizados.
4. Rede Virtual e Suporte a Máquina Virtual
Baseado na tecnologia de hipervisor, ele suporta a execução de múltiplas máquinas virtuais (VMs) em uma única plataforma de hardware (por exemplo, VM de controle Mark VIe e VM EFA).
A troca de dados entre VMs ocorre por meio de uma rede virtual interna, eliminando a necessidade de um switch físico externo e melhorando a integração e a segurança do sistema.
5. Sincronização de tempo de alta precisão
Utiliza o protocolo IEEE 1588 (PTP) para sincronizar relógios entre o controlador e os módulos de E/S com uma precisão de ±100 microssegundos.
Garante consistência de tempo para aquisição de dados e saídas de controle, essenciais para controle de processos em alta velocidade.
Princípio Operacional e Fluxo de Dados
Como núcleo do sistema de controle, o IS420UCECH1B opera da seguinte forma:
Inicialização e inicialização do sistema:
Ao ser ligado, o controlador carrega o firmware e o aplicativo armazenado na memória Flash.
Detecta módulos de E/S conectados por meio das interfaces IONet e executa configuração automática (se a reconfiguração automática estiver habilitada).
Aquisição e Processamento de Dados:
Os módulos de E/S transmitem dados do sensor de campo e do atuador para o UCECH1B via IONet.
O controlador executa cálculos em tempo real com base em lógica de controle predefinida (por exemplo, loops PID, sequenciamento, intertravamentos de proteção).
Saída de controle e comunicação:
Os resultados dos cálculos são enviados via IONet para os módulos de saída apropriados para acionar os atuadores.
Simultaneamente, o controlador troca dados com IHMs, historiadores ou outros sistemas de controle através da Unit Data Highway (UDH).
Redundância e tolerância a falhas:
Colaboração Cloud-Edge:
Resumo das especificações técnicas
| do item |
Especificação |
| Processador |
AMD Série G Quad-Core 1,2 GHz |
| Memória |
SDRAM DDR3-1333 de 4 GB |
| Armazenar |
Flash NAND de 2GB |
| Portas de E/S |
3 portas de controlador nativas + 7 portas de expansão (RJ-45) |
| Protocolos de comunicação |
IONet, PROFINET, EtherCAT, HSSL, Modbus TCP, OPC UA |
| Entrada de energia |
24/28 V CC (Faixa: 18 – 30 V CC) |
| Consumo de energia |
Nominal 28 W, Máximo 42 W |
| Temperatura operacional |
-40°C a +70°C |
| Montagem |
Montagem vertical, espaço de ar mínimo de 100 mm acima/abaixo necessário |
| Peso |
2.060g |
| Certificações |
Marcação, ATEX, UL, CSA, RoHS, FCC |
Aplicações Típicas
Sistemas de Controle de Excitação: Para regulação de tensão e compensação de potência reativa de geradores síncronos.
Sistemas de controle de turbinas eólicas: Controlador principal ou controle de inclinação, suportando vários sensores e atuadores.
Controle de turbina a gás/vapor: gerenciamento de funções críticas como válvulas de combustível, palhetas guia de entrada e ignição.
Usinas de Ciclo Combinado (CCPP): Atuando como controlador de equilíbrio da planta (BOP) para coordenar sistemas auxiliares.
Controle de Processos Industriais: Adequado para estações de controle distribuídas em indústrias como química, tratamento de água e mineração.
