IS400TCASH1A является важным компонентом PCAA (Core Analog I/O Pack) в системе управления GE Mark VIe. В частности, он относится к типу клеммной колодки TCAS. Эта клеммная колодка, являющаяся частью модуля PCAA, обеспечивает подключение клиентских терминалов и маршрутизацию сигналов, точно и надежно передавая аналоговые сигналы от полевых устройств на платы аналоговой обработки BCAA и BCAB.
IS400TCASH1A играет решающую роль в системах управления газовыми турбинами. Он обрабатывает большое количество задач ввода/вывода аналоговых сигналов, включая сигналы термопар, сигналы токовой петли 4–20 мА, сигналы возбуждения и обратной связи LVDT (линейный регулируемый дифференциальный трансформатор), сигналы управления сервокатушкой, входы частоты импульсов и многое другое. Эту клеммную колодку можно применять в симплексных системах и системах TMR (тройного модульного резервирования), отвечающих требованиям надежности, доступности и безопасности различных промышленных применений.
Являясь частью модуля PCAA, который является наименее заменяемым блоком (LRU), IS400TCASH1A работает вместе с основной платой BCAA, интерфейсной платой BCAB и платой процессора BPPx, образуя полную базовую сборку аналогового ввода-вывода PCAA. Модуль получает управляющее питание 28 В постоянного тока через разъем P5 и подает питание 28 В постоянного тока через разъем P4 на клеммную колодку JGPA для заделки экрана полевого кабеля. Кроме того, IS400TCASH1A подключается к клеммной колодке TCAT через два 68-контактных кабельных разъема (P1 и P2) для обеспечения разветвления сигнала, распределяя одиночный сигнал возбуждения на один или три модуля PCAA.
II. Аппаратные особенности и структура
2.1 Физическая структура и разъемы
В качестве клеммной колодки модуля PCAA IS400TCASH1A объединяет несколько интерфейсов разъемов для обеспечения стабильных соединений с внешними устройствами и другими платами:
Разъем питания P5 : 3-контактный интерфейс питания для подачи питания 28 В постоянного тока для питания всего модуля PCAA и клеммной колодки. Обратите внимание, что модуль получает питание непосредственно от разъема P5, а не через обычный разъем питания на плате процессора.
Выходной разъем питания P4 : подает питание 28 В постоянного тока на клеммную колодку JGPA для заземления экрана полевого кабеля.
Разъемы P1 и P2 : оба представляют собой 68-контактные кабельные разъемы для подключения к клеммной колодке TCAT. Эти два разъема поддерживают разветвление сигнала, распределяя сигналы от полевых устройств на один или три модуля PCAA, что позволяет создавать симплексные или TMR-системы.
Интерфейсы Ethernet ENET1 и ENET2 : два разъема Ethernet RJ-45, служащие основным системным интерфейсом и резервным/вторичным системным интерфейсом соответственно для подключения к сети IONet, обеспечивая передачу данных между контроллером и модулем.
Клеммные колодки коробчатого типа европейского типа : IS400TCASH1A оснащен 120 вставными клеммами коробчатого типа европейского типа для проводки сигналов полевых устройств. Эти клеммы поддерживают провода различных типов и сечений, что упрощает установку и обслуживание на месте.
2.2 Характеристики подключения клемм
Рамочные клеммы европейского типа IS400TCASH1A поддерживают следующие характеристики проводников:
Тип проводника |
Минимальное сечение |
Максимальное сечение |
Твердый проводник |
0,2 мм⊃2; |
2,5 мм⊃2; |
Многожильный проводник |
0,2 мм⊃2; |
2,5 мм⊃2; |
Многожильный провод с наконечником и пластиковой втулкой |
0,25 мм⊃2; |
2,5 мм⊃2; |
Многожильный провод с наконечником без пластиковой втулки |
0,25 мм⊃2; |
2,0 мм⊃2; |
Спецификация AWG |
24 AWG |
12 AWG |
2.3 Философия проектирования модулей
Модуль PCAA (включая клеммную плату IS400TCASH1A) состоит из четырех отдельных печатных плат в едином физическом блоке. Поскольку трудно локализовать неисправность одной платы, весь модуль считается наименее заменяемым блоком. Поэтому диагностика на месте или замена отдельных плат внутри модуля не допускаются. В случае неисправности модуля необходимо заменить весь модуль PCAA.
III. Типы сигналов и распределение входов/выходов
Клеммная панель IS400TCASH1A обеспечивает широкие возможности доступа к сигналам, включая различные типы аналоговых сигналов, необходимые для управления газовой турбиной. В зависимости от разделения сигналов между терминалами PCAA и терминалами TCAT IS400TCASH1A в первую очередь отвечает за следующие сигналы:
3.1 Сигналы клемм PCAA (подключаются непосредственно к IS400TCASH1A)
Количество сигналов |
Тип сигнала |
Винты на сигнал |
25 |
Входы термопар |
2 |
10 |
Аналоговые входы 4–20 мА |
2 |
2 |
Аналоговые входы 4–20 мА или ±10 В |
2 |
2 |
Аналоговые выходы 4–20 мА |
2 |
1 |
Выходная мощность ±12 В |
2 |
6 |
Выходы возбуждения LVDT |
2 |
6 |
Выходы драйвера сервокатушки |
2 |
3 |
Общие соединения |
1 |
2 |
ТТЛ-импульсные входы |
2 (с питанием) |
3.2 Сигналы терминала TCAT (передаются на IS400TCASH1A через TCAT)
Количество сигналов |
Тип сигнала |
Винты на сигнал |
12 |
Раздуваемые сейсмические входы |
2 |
24 |
Аналоговые входы 4–20 мА с вентиляцией |
2 |
12 |
Выходная мощность 24 В при токе 25 мА |
2 |
3 |
Голосование выходов 4–20 мА |
2 |
12 |
Раздутая обратная связь LVDT |
2 |
2 |
Раздуваемые магнитные входы частоты импульсов (сервомерный расходомер) |
2 |
1 |
Вход реле сервосамоубийства |
2 |
V. Конфигурация и работа
4.1 Конфигурация аналогового входа
IS400TCASH1A поддерживает интерфейсы с различными типами датчиков 4–20 мА. Рядом с каждой клеммой аналогового входа имеется перемычка, позволяющая выбрать, будет ли обратная клемма заземленной или плавающей (положение по умолчанию — плавающее/разомкнутое). Для аналоговых входов 11 и 12 предусмотрена дополнительная перемычка для удаления нагрузочного резистора сопротивлением 250 Ом, что позволяет использовать входное напряжение ±10 В постоянного тока.
Соответствующая плата JGPA имеет двенадцать выходных клемм 24 В постоянного тока, по одной на каждый вход преобразователя 4–20 мА.
4.2 Конфигурация сервовыхода
IS400TCASH1A поддерживает шесть сервовыходов, каждый из которых настраивается с помощью перемычек для режима TMR (сервопривод с 3 катушками) или симплексного режима (сервопривод с 2 катушками). Первые два сервовыхода также оснащены функцией внешнего самоубийства через клеммы SVRL1 и SVRL2. Когда внешний контакт замыкается на этих клеммах, сервовыход изолируется от управления цифровым регулятором, обеспечивая прямое соединение через токоограничивающий резистор (фиксированный выход 15 мА) для защитной реакции управления.
4.3 Сервосистема позиционирования LVDT
IS400TCASH1A получает сигналы вторичной стороны от датчиков LVDT через клеммную колодку TCAT. Эти сигналы обрабатываются платой сбора данных BCAA, преобразуются в эквивалентный сигнал постоянного тока и считываются процессором через аналого-цифровые преобразователи. Прошивка PCAA может работать с шестью независимыми цифровыми серворегуляторами, каждый контур работает с частотой дискретизации 100 Гц. Выходной сигнал регулятора записывается в цифро-аналоговый преобразователь, который затем подает команду тока для аналогового регулятора тока.
4.4 Функция калибровки
Если в системе используется новая клеммная колодка, требуется калибровка LVDT, связанных с сервоприводами PSVO, PSVP, PCAA или PMVE (MVRA или MVRF). Контроллер сохраняет штрих-код клеммной колодки и сравнивает его с текущей клеммной колодкой во время загрузки реконфигурации. Каждый раз при сохранении калибровки имя штрих-кода обновляется для текущей платы.
V. Диагностика и сигналы тревоги
IS400TCASH1A, являющийся частью модуля PCAA, обеспечивает комплексные функции самодиагностики. Когда диагностика обнаруживает аномалию, система генерирует соответствующие сигналы тревоги. Ниже приведены распространенные сигналы тревоги, относящиеся к IS400TCASH1A:
Код тревоги |
Описание |
Возможная причина |
Решение |
33-67 |
Термопара вредна для здоровья |
Входное напряжение в милливольтах превышает диапазон термопары; настроен неверный тип ТК; открытый провод; паразитное напряжение или шум, вызывающий превышение входного сигнала -63 мВ |
Проверьте проводку и экранирование на месте; проверить ТК на обрыв цепи; измерить милливольтовый сигнал; убедитесь, что тип TC соответствует конфигурации |
68 |
Холодный спай неработоспособен, используется резервное копирование |
Локальный сигнал холодного спая от клеммной колодки TCAS выходит за пределы допустимого диапазона (норма: от -50 до 85°C) |
Если оборудование находится в нормальном температурном диапазоне, возможно, неисправен датчик холодного спая; заменить модуль PCAA |
69-80 |
Аналоговый вход TCAS неработоспособен |
Неправильное или отсутствующее возбуждение датчика; неисправен преобразователь; настройки перемычек не соответствуют конфигурации; ввод вне диапазона; обрыв или короткое замыкание |
Проверьте проводку на месте; проверить полевое устройство; проверьте перемычку выбора заземления; проверьте вход в диапазоне 3,0–21,5 мА, ±5,25 В, ±10,5 В. |
117-122 |
Сбой возбуждения LVDT |
Замыкание на землю возбуждения; проблема с полевой проводкой или неисправность датчика LVDT; внутренний аппаратный сбой |
Проверьте проводку и экранирование на предмет возбуждения LVDT; проверить датчик LVDT; в случае аппаратного сбоя замените PCAA |
123-134 |
Напряжение возбуждения LVDT вне диапазона |
Фактическое возбуждение LVDT превышает ±10% от ExcitMonCal; возможно неисправность клеммной колодки |
Измерьте напряжение возбуждения и сравните с параметром конфигурации; проверить датчик LVDT; откалибровать сервопривод; заменить PCAA |
135-146 |
Положение LVDT вне пределов |
проблема с возбуждением LVDT; неисправен преобразователь; обрыв или короткое замыкание; ввод вне диапазона; не калиброванный |
Проверьте полевой проводку и возбуждение; проверить датчик LVDT; откалибровать серворегулятор; проверить пределы MinVrms и MaxVrms; убедитесь, что ExcitSelect соответствует проводке |
155-160 |
Сервопривод отключен: ошибка конфигурации |
Вход сервопривода положения подключен к неиспользуемому LVDT; вход потока в неиспользуемый PR; вход давления на неиспользуемый аналоговый вход; неправильные параметры конфигурации |
Проверить и исправить параметры конфигурации; проверить входы регулятора, подключенные к включенным датчикам; используйте расширенную диагностику ToolboxST для получения списка ошибок |
161-166 |
Сервовыход активен в режиме самоубийства |
Обратная связь вне диапазона; несоответствие текущей обратной связи команде; неправильные входные соединения |
Проверьте конфигурацию; проверить входы, подключенные к используемым датчикам; проверить соединения датчика положения и механическую целостность; проверьте проводку выходного контура сервопривода на предмет обрыва или короткого замыкания |
217 |
Конфигурация TCAT и несоответствие оборудования |
TCAT настроен в ToolboxST, но не подключен; TCAT не настроен, но подключен |
Убедитесь, что выбор ToolboxST TCAT соответствует реальному оборудованию; убедитесь, что кабели P1 и P2 не перепутаны; убедитесь, что кабели затянуты, а клеммные колодки заземлены; выполнить сброс при выключении питания |
218 |
Несоответствие типов разъемов TCAT P1 и P2 |
Типы подключения P1 и P2 (R/R, S/S, T/T) не совпадают. |
Проверьте конфигурацию ToolboxST и кабельные соединения P1/P2 между TCAS и TCAT, чтобы убедиться в соответствии типов. |
VI. Ключевые моменты установки и эксплуатации
6.1 Этапы установки
Надежно закрепите модуль PCAA.
Подключите разъем питания JGPA к разъему P4 на PCAA.
Подключите модуль PCAA к дополнительной клеммной колодке TCAT с помощью двух 68-контактных кабелей к разъемам P1 и P2. Затяните вручную только крепежные винты кабеля в PCAA и TCAT, чтобы обеспечить правильное заземление кабеля. Неспособность закрепить кабели может привести к тому, что PCAA не сможет прочитать электронный идентификатор на TCAT и может снизить качество сигнала.
Подключите один или два кабеля Ethernet в зависимости от конфигурации системы. При использовании одного соединения IONet модуль корректно работает через любой порт. Если используются двойные соединения, стандартной практикой является подключение ENET1 к сети, связанной с контроллером R.
Проверьте заземление клемм экранированного провода JGPA. В большинстве случаев клеммы заземления экрана JGPA электрически привязаны к листовому металлу, на котором установлена плата. В некоторых приложениях, требующих независимого заземления экрана, обеспечьте подходящий заземляющий провод между одной или несколькими клеммами JGPA и необходимым потенциалом заземления экрана.
Подайте питание на модуль через разъем P5 и проверьте индикаторы питания и состояния Ethernet.
Используйте приложение ToolboxST для настройки PCAA по мере необходимости.
6.2 Важные примечания
Примечание по питанию . Модуль работает от источника питания, подключенного непосредственно к разъему P5 модуля, а не через обычный разъем питания, расположенный на плате процессора.
Примечание по снятию кабеля . При удалении 68-контактных кабелей убедитесь, что шестигранные штифты в разъемах, установленных на плате, не проворачиваются при откручивании винтов с накатанной головкой кабеля.
Примечание по заземлению . 68-контактные кабели должны быть надлежащим образом заземлены; в противном случае это может повлиять на считывание электронного идентификатора и качество сигнала.
Примечание по конфигурации : Не изменяйте параметр ThermCplUnit в ToolboxST произвольно, так как это влияет на инженерные единицы, видимые кодом приложения, и может повлиять на внешние устройства, такие как HMI и Historians.
