Плата управления процессором цифровых сигналов GE IS200DSPXH2CAA представляет собой сложный и высокопроизводительный модуль первичного контроллера, разработанный для критически важных приложений промышленной автоматизации. Эта усовершенствованная плата управления служит краеугольным камнем приводов Innovation Series™, обеспечивая комплексные функции моста и регулятора двигателя, а также точное управление воротами. Кроме того, IS200DSPXH2CAA полностью совместим с системами управления возбуждением EX2100™, где он управляет функциями управления полем генератора с исключительной надежностью и точностью.
IS200DSPXH2CAA объединяет мощный процессор цифровых сигналов, обширные ресурсы памяти и специализированную интегральную логику для конкретных приложений, обеспечивающую надежные возможности обработки, взаимодействия и управления. Эта плата предназначена для работы в сложных промышленных условиях и обеспечивает гибкость и производительность, необходимые как для управления приводом, так и для управления возбуждением. IS200DSPXH2CAA — это особая вариация в семействе плат DSPX, имеющая конформное покрытие, обеспечивающее повышенную защиту окружающей среды и надежность в сложных условиях эксплуатации.
Функциональное описание
Плата управления процессором цифровых сигналов IS200DSPXH2CAA действует как основной интеллектуальный центр для приводных систем Innovation Series™, выполняя критически важное регулирование моста, алгоритмы управления двигателем и генерацию последовательности стробирования. В приложениях управления возбуждением EX2100™ IS200DSPXH2CAA берет на себя ответственность за регулирование поля генератора, обеспечивая стабильное и точное управление током возбуждения.
Архитектура IS200DSPXH2CAA включает в себя высокопроизводительный процессор цифровых сигналов, работающий на частоте 60 МГц, поддерживаемый комплексными подсистемами памяти и специальной ASIC, реализующей специализированные логические функции. Эта комбинация позволяет IS200DSPXH2CAA обрабатывать сложные алгоритмы управления в реальном времени, сохраняя при этом детерминированное время отклика, необходимое для промышленных приложений привода и возбуждения.
Плата IS200DSPXH2CAA обеспечивает широкие интерфейсные возможности через разъем объединительной платы, обеспечивая связь с интерфейсными картами моста, интерфейсными картами возбудителя и различными подсистемами ввода-вывода. Плата поддерживает несколько последовательных каналов связи, включая интерфейсы ISBus™ для высокоскоростного обмена данными с системами уровня управления приложениями и функциями локального расширения.
Стандартные аппаратные функции
IS200DSPXH2CAA построен на базе надежной аппаратной платформы, обеспечивающей надежную работу в сложных промышленных условиях. Ядро процессора цифровых сигналов работает на частоте 60 МГц, обеспечивая достаточную вычислительную мощность для сложных алгоритмов управления. Во время нормальной работы процессору DSP доступны четыре внешних прерывания, включая обнаружение переполнения стека, синхронизацию импульсов нагрузки внутреннего контура и два настраиваемых пользователем входа.
Ресурсы памяти IS200DSPXH2CAA включают флэш-память для загрузочных образов DSP, хранилище выполнения кода и сохранение параметров конфигурации, а также записи истории системы для целей диагностики. ОЗУ предназначено как для хранения данных, так и для выполнения кода, обеспечивая оптимальную производительность во время работы. Энергонезависимая оперативная память сохраняет важные данные конфигурации при включении питания, а дополнительная память хранит идентификационную информацию о версии платы.
IS200DSPXH2CAA включает в себя сложные механизмы обнаружения переполнения стека как для основного, так и для фонового стека. Если обнаружено состояние переполнения стека, плата может сгенерировать прерывание или, в случае одновременного переполнения, инициировать аппаратный сброс, чтобы предотвратить повреждение системы. Сторожевой таймер, включаемый и периодически переключаемый DSP, обеспечивает дополнительный уровень надежности системы, генерируя аппаратный сброс в случае истечения времени ожидания.
Специализированные аппаратные функции
IS200DSPXH2CAA использует специальную логику, реализованную в программируемых вентильных матрицах и ASIC, для предоставления специализированных функций, расширяющих его возможности. Основная ASIC на IS200DSPXH2CAA содержит большинство вспомогательных и специализированных функций, включая регистр идентификации версии ASIC, считываемый DSP для управления версиями программного обеспечения.
Через разъем объединительной платы P1 подключаются четыре последовательных интерфейса, включая два интерфейса ISBus™ с пятью Мбит/с, которые можно настроить как ведущие или подчиненные устройства. Асинхронный интерфейс TTL поддерживает подключение к средству настройки на базе ПК, а другой асинхронный интерфейс TTL облегчает связь с платой программатора.
IS200DSPXH2CAA генерирует синхронизирующие импульсные сигналы нагрузки, которые выполняют важные функции синхронизации. Импульс нагрузки внутреннего контура фиксирует значения ввода-вывода, включая измерения напряжения и тока моста, обратную связь двигателя, параметры генератора, показания ГУН, счетчики тахометра и дискретные входы. Этот сигнал также синхронизирует каналы ISBus, выполнение программного обеспечения и выходы стробирования мостов. Отдельный импульс нагрузки контура приложения, работающий с долями или кратными внутреннему контуру, фиксирует дополнительные значения ГУН приложения и дополнительные показания тахометра.
Шестибитный регистр предназначен для облегчения синхронизации встроенного ПО, увеличивая его при каждом импульсе нагрузки внутреннего цикла и сбрасывая при каждом импульсе нагрузки цикла приложения. Этот механизм обеспечивает точную координацию между различными контурами управления и событиями выборки ввода-вывода.
IS200DSPXH2CAA включает в себя 24-битный автономный таймер, который служит эталоном для различных функций, зависящих от времени. Маркерный импульс доступен для фиксации или сброса реверсивных счетчиков, что позволяет выполнять измерения точного положения или скорости.
IS200DSPXH2CAA предлагает широкие возможности ввода-вывода через разъем на объединительной плате, поддерживая широкий спектр аналоговых и цифровых сигналов, необходимых для приложений промышленного управления. Пять дифференциальных парных входов приложений HIFI можно сконфигурировать как два интерфейса квадратурного инкрементного тахометра с возможностью использования маркеров, управляющих 16-битными реверсивными счетчиками. Эти входы могут альтернативно функционировать как пять счетчиков VCO прикладного уровня, одноканальные интерфейсы тахометра или до десяти дискретных входов.
Каждый дифференциальный вход фильтруется в течение трех тактовых циклов системы и напрямую считывается процессором DSP через буфер, что обеспечивает гибкость в формировании и интерпретации сигнала. Пять входов HIFI сохраняют свое текущее состояние, когда входные сигналы находятся на одном уровне, и меняют состояние, когда входные сигналы дифференциально противоположны, обеспечивая надежную работу в шумных промышленных условиях.
Шесть входных сигналов с объединительной платы подвергаются цифровой фильтрации и направляются на счетчики VCO, состоящие из 16-битных счетчиков с регистрами захвата, фиксируемыми импульсом нагрузки внутреннего контура и читаемыми DSP. Эти входы обычно поступают от карт ввода-вывода для конкретной технологии, включая интерфейсные карты моста и интерфейсные карты возбудителя, что обеспечивает плавную интеграцию с различными конфигурациями системы.
IS200DSPXH2CAA имеет два выхода ШИМ, работающих на фиксированной частоте 24 кГц с разрешением 10 бит каждый, занимая один 20-битный регистр. Эти выходы могут управлять измерительными приборами или другими устройствами аналогового вывода, обеспечивая дополнительные возможности мониторинга и управления системой.
Встроенная прошивка
IS200DSPXH2CAA хранит встроенное ПО во флэш-памяти, разделенной на три основные категории. Загрузчик контролирует последовательность включения и процесс инициализации, и, что немаловажно, этот компонент не следует перезагружать в полевых условиях, чтобы предотвратить повреждение системы. Код приложения определяет конкретные функции управления приводом или возбудителем, реализуя алгоритмы и логику, необходимые для правильной работы системы.
Параметры конфигурации загружаются с помощью программного обеспечения Toolbox, при этом параметры возбудителя передаются по магистрали данных устройства. Параметры привода можно загружать через различные каналы связи, включая последовательные порты, соединения ISBus или Ethernet, в зависимости от конфигурации системы и доступных интерфейсов.
Индикаторные лампы и диагностика
IS200DSPXH2CAA оснащен двумя светодиодными индикаторами на передней панели, которые мгновенно предоставляют визуальную информацию о состоянии. Светодиод DS1 FAULT горит красным светом, указывая на состояние неисправности, мигая или горя при возникновении неисправности или во время последовательностей сброса. При отсутствии неисправностей этот светодиод остается выключенным, обеспечивая быстрое визуальное подтверждение нормальной работы.
Светодиодный индикатор DS2 STATUS отображает информацию о рабочем состоянии, используя зеленую подсветку. Мигание означает, что система работает нормально. Постоянно горящее состояние указывает на то, что система остановлена, а не горящий светодиод указывает на неисправность или на то, что система находится в состоянии сброса. Эти визуальные индикаторы позволяют быстро оценить состояние системы, не требуя дополнительных диагностических инструментов.
Разъемы и интерфейсы ввода-вывода
IS200DSPXH2CAA включает в себя три основных разъема ввода-вывода для системной интеграции. Разъем объединительной платы P1 служит основным интерфейсом системы, обеспечивая все необходимые для работы силовые и сигнальные соединения. Порт эмулятора DSP P5 предлагает JTAG-совместимый интерфейс сканирования для эмуляции и программирования FLASH, расположенный на передней панели платы для удобного доступа. Порт инженерного монитора P6 подключается к синхронному последовательному порту DSP на уровнях TTL, поддерживая терминальные соединения только для инженерных целей.
Разъем P1 обеспечивает отображаемое в памяти адресное пространство шины процесса с четырьмя сигналами выбора микросхемы, поддерживая интерфейсы для моста и пользовательского ввода-вывода. Также предусмотрены отдельные элементы управления стандартным последовательным интерфейсом UART для платы программатора и инструмент настройки, а также два дополнительных собственных последовательных интерфейса ISBus для уровня управления приложениями или функций локального расширения.
Меры предосторожности при обращении и установке
Плата управления процессором цифровых сигналов IS200DSPXH2CAA содержит компоненты, чувствительные к статическому электричеству, которые требуют осторожного обращения во избежание повреждений. Все сменные платы поставляются в антистатических пакетах и, если они не установлены, должны храниться в антистатических пакетах или коробках. Персонал, работающий с IS200DSPXH2CAA, должен носить заземляющий браслет при работе с платами или компонентами плат, и это следует делать только после того, как платы или компоненты сняты с потенциально находящегося под напряжением оборудования и находятся на нормально заземленной рабочей станции.
Для приводов Innovation Series™ необходимо отключить питание платы и убедиться в отсутствии питания, прежде чем прикасаться к IS200DSPXH2CAA или любым подключенным цепям, чтобы предотвратить поражение электрическим током. Соединения платы не следует снимать, вставлять или регулировать, пока на оборудование подается питание, чтобы предотвратить повреждение оборудования.
Для автономной замены системы управления возбуждением EX2100™ необходимо обесточить возбудитель, выполнив все процедуры блокировки/маркировки. Прежде чем продолжить, необходимо убедиться, что индикаторы питания на источниках питания EPDM и EPSM не горят, а светодиоды на IS200DSPXH2CAA погасли.
При онлайн-замене резервного управления возбуждением необходимо обратить особое внимание на то, чтобы другие контроллеры, источники питания и клеммные колодки оставались под напряжением и активными. Прежде чем приступить к замене вышедшего из строя IS200DSPXH2CAA, необходимо убедиться в том, что управление передано другому ведущему устройству.
Процедуры замены платы
Замена IS200DSPXH2CAA требует пристального внимания к процедурам установки, чтобы обеспечить правильную установку и работу. Плата вставляется в стойку, одновременно плотно нажимая большими пальцами сверху и снизу, чтобы начать установку, а затем равномерно затягивая винты сверху и снизу, чтобы обеспечить ровное положение платы.
Для приводов Innovation Series™ снятие начинается с обесточивания привода и проверки цепей перед прикосновением. Винты сверху и снизу рядом с выступами выталкивателя ослабляются, плата снимается с места, поднимая выступы выталкивателя, а затем осторожно вытягивается из стойки обеими руками.
При автономной замене системы управления возбуждением EX2100™ процесс включает в себя отсоединение шести оптоволоконных кабелей от передней панели EISB, снятие IS200DSPXH2CAA с прикрепленным EISB, отделение EISB и присоединение его к сменному IS200DSPXH2CAA перед установкой.
После замены IS200DSPXH2CAA его необходимо переконфигурировать с помощью GE Control Systems Toolbox для выполнения необходимых процедур. Замененную плату можно протестировать, передав управление от активного мастера к неактивному мастеру и наблюдая за правильностью работы.
На IS200DSPXH2CAA распространяются стандартные условия гарантии GE, в которых подробно описан гарантийный срок, а также детали и обслуживание. Подробную информацию о гарантии можно найти в брошюре «Условия и положения GE», прилагаемой к документации для клиентов, и ее можно получить отдельно в ближайшем офисе продаж GE или у авторизованного торгового представителя GE.
При заказе замены IS200DSPXH2CAA необходима точная идентификация платы. Плата идентифицируется по буквенно-цифровому номеру детали, расположенному рядом с краем, с функциональной аббревиатурой DSPX, обозначающей плату управления процессором цифровых сигналов. Специальное обозначение IS200DSPXH2CAA указывает на плату с конформным покрытием и особой конфигурацией компонентов.
Для получения технической поддержки или заказа помощи в службе продаж GE Energy Post Sales можно связаться по адресу: 1501 Roanoke Blvd., Salem, VA 24153-6492, США, по телефону 1-888-GE4-SERV (888-434-7378) в США или +1-540-378-3280 для международных звонков. Факсовые запросы можно направить по номеру +1-540-387-8606.
Приложения и системная интеграция
IS200DSPXH2CAA специально разработан для интеграции в приводные системы GE Innovation Series™ и системы управления возбуждением EX2100™. В приводных приложениях плата управляет функциями моста и регулятора двигателя, выполняя последовательность управления для силовых полупроводниковых приборов, одновременно отслеживая сигналы обратной связи по напряжению, току и скорости. В приложениях возбуждения IS200DSPXH2CAA обеспечивает управление полем генератора, обеспечивая стабильное регулирование напряжения и защищая генератор от ненормальных условий эксплуатации.
Плата поддерживает как симплексные, так и резервные конфигурации управления с возможностью онлайн-замены в резервных системах для минимизации времени простоя системы. IS200DSPXH2CAA интегрируется с системами уровня управления приложениями GE, обеспечивая скоординированное управление несколькими компонентами системы.
