IS400TCASH1ADC является важным компонентом PCAA (Core Analog I/O Pack) в системе управления GE Mark VIe, в частности принадлежащим к клеммной колодке серии TCAS . В качестве интерфейса полевых сигналов модуля PCAA эта клеммная колодка обеспечивает подключение клиентских терминалов и маршрутизацию сигналов, эффективно и надежно передавая различные аналоговые сигналы от полевых устройств, таких как газовые турбины и компрессоры, включая термопары, датчики 4–20 мА, LVDT (линейные регулируемые дифференциальные трансформаторы), сервоприводы и датчики частоты импульсов, на платы аналоговой обработки BCAA и BCAB внутри PCAA.
IS400TCASH1ADC может применяться в симплексных системах и системах TMR (тройного модульного резервирования) , отвечающих промышленным требованиям к высокой доступности и высокой безопасности. Он получает управляющее питание 28 В постоянного тока через разъем P5 и подает питание 28 В постоянного тока на клеммную колодку JGPA через разъем P4 для заделки экрана полевого кабеля. В то же время IS400TCASH1ADC подключается к клеммной колодке TCAT через два 68-контактных кабельных разъема (P1 и P2) для обеспечения разветвления сигнала, распределяя один полевой сигнал на один или три модуля PCAA.
В составе модуля PCAA – наименее заменяемого блока (LRU) – IS400TCASH1ADC работает вместе с основной платой BCAA, интерфейсной платой BCAB и платой процессора BPPx. В модуле используется технология поверхностного монтажа, обеспечивающая хорошую устойчивость к вибрации, температуре и электромагнитным помехам, и он работает в суровых промышленных условиях при температуре от -30°C до 65°C.
II. Аппаратная структура и интерфейсы
2.1 Физические размеры и монтаж
Физические размеры IS400TCASH1ADC соответствуют стандартным модулям TCAS:
Высота: 8,26 см (3,25 дюйма)
Ширина: 4,19 см (1,65 дюйма)
Глубина: 12,1 см (4,78 дюйма)
В модуле используются съемные клеммные колодки коробчатого типа европейского типа, что упрощает подключение и обслуживание на месте. При установке модуль PCAA надежно крепится в шкафу или на панели; IS400TCASH1ADC, как часть PCAA, фиксируется целиком и не требует отдельного удаления.
2.2 Основные разъемы
Разъем |
Тип |
Описание |
П5 |
3-контактный разъем питания |
Подает питание 28 В постоянного тока для всего модуля PCAA и клеммной колодки. Примечание. Питание поступает непосредственно через этот разъем, а не через обычный разъем питания на плате процессора. |
П4 |
Выходной разъем питания |
Подает питание 28 В постоянного тока на клеммную колодку JGPA для заземления экрана полевого кабеля. |
П1/П2 |
68-контактные разъемы высокой плотности |
Подключитесь к клеммной колодке TCAT для разветвления сигнала (распределение одного полевого сигнала на один или три модуля PCAA в симплексном режиме или TMR). |
ЕНЕТ1 / ЕНЕТ2 |
Интерфейсы Ethernet RJ‑45 |
Первичный и резервный сетевые интерфейсы IONet для высокоскоростного обмена данными с контроллером. |
120 евро терминалы |
Съемные клеммы коробчатого типа |
Для сигнальной проводки полевых устройств; поддерживают одножильные провода, многожильные провода и провода с наконечниками. |
2.3 Характеристики подключения клемм
Евроклеммы IS400TCASH1ADC поддерживают следующие типы и сечения проводов:
Тип проводника |
Минимальное поперечное сечение |
Максимальное поперечное сечение |
Твердый проводник |
0,2 мм² |
2,5 мм² |
Многожильный проводник |
0,2 мм² |
2,5 мм² |
Многожильный провод с наконечником и пластиковой втулкой |
0,25 мм² |
2,5 мм² |
Многожильный провод с наконечником без пластиковой втулки |
0,25 мм² |
2,0 мм² |
Спецификация AWG |
24 AWG |
12 AWG |
III. Типы сигналов и распределение входов/выходов
IS400TCASH1ADC выполняет основные задачи доступа к сигналам на стороне терминала PCAA. Согласно таблице назначения сигналов (клеммы PCAA) в прилагаемом документе, сигналы, подключаемые непосредственно к этой клеммной колодке, включают:
3.1 Сигналы, подключаемые непосредственно к IS400TCASH1ADC
Количество сигналов |
Тип сигнала |
Винты на сигнал |
25 |
Входы термопар (поддерживаются типы E, J, K, S, T) |
2 |
10 |
Аналоговые входы 4‑20 мА |
2 |
2 |
Аналоговые конфигурируемые входы 4‑20 мА или ±10 В |
2 |
2 |
Аналоговые выходы 4‑20 мА |
2 |
1 |
Выходная мощность ±12 В постоянного тока (50 мА) |
2 |
6 |
Выходы возбуждения LVDT (7 В, 3,2 кГц, 60 мА) |
2 |
6 |
Выходы драйвера сервокатушки (±10 мА) |
2 |
3 |
Общие соединения (COM) |
1 |
2 |
Входы частоты импульсов TTL (с питанием датчика) |
2 (включая мощность) |
3.2 Сигналы, передаваемые через TCAT (также участвует IS400TCASH1ADC)
Количество сигналов |
Тип сигнала |
Винты на сигнал |
12 |
Разветвленные сейсмические входы (датчики скорости) |
2 |
24 |
Разведенные аналоговые входы 4‑20 мА (от TCAT) |
2 |
12 |
Выходная мощность 24 В (по 25 мА для передатчиков) |
2 |
3 |
Голосование выходов 4‑20 мА (для приложений TMR) |
2 |
12 |
Разветвленные сигналы обратной связи LVDT |
2 |
2 |
Раздуваемые магнитные входы частоты импульсов (сервомерный расходомер) |
2 |
1 |
Вход реле сервосамоубийства (для первых двух сервовыходов) |
2 |
IV. Характеристики точности сигнала
Тип сигнала |
Заданная точность (включая все ошибки) |
Типичная точность (при 25°C) |
Входы термопар |
±0,10% от полной шкалы (от -13,8 до +45,5 мВ) |
±0,06% |
Аналоговые входы 4‑20 мА |
±0,25% |
±0,10% |
Аналоговые входы 0–10 В |
±0,50% |
±0,20% |
Входы импульсов/расхода |
±0,05% от показания |
— |
Сейсмические входы (пик ±1,5 В) |
±2,00% |
±0,90% |
Входы LVDT (0–7,07 В (среднеквадратичное значение)) |
±1,00% |
±0,25% |
Входы монитора возбуждения LVDT |
±1,00% |
±0,55% |
Выход возбуждения LVDT |
7 В (среднеквадратичное значение) ±5,00 % |
±3,00% |
Сервовыход (±10 мА) |
±3,50% |
±0,70% |
Аналоговый выход 4‑20 мА |
±0,75% |
±0,43% |
Выходная мощность 24 В |
24 В постоянного тока ±0,5% (0–25 мА) |
— |
V. Конфигурация и работа
Каждый аналоговый входной канал IS400TCASH1ADC имеет перемычку (JP1–JP12), позволяющую выбрать, будет ли обратный вывод заземлен (GND) или плавающим (OPEN) . Положение по умолчанию — ОТКРЫТО. Для аналоговых входов 11 и 12 дополнительные перемычки (JP13, JP14) позволяют выбирать между MA (режим 4‑20 мА с нагрузочным резистором 250 Ом) и VOLT (режим напряжения ±10 В, нагрузочный резистор удален).
Соответствующая плата JGPA имеет двенадцать выходных клемм 24 В постоянного тока, каждая из которых обеспечивает питание одного двухпроводного преобразователя 4–20 мА.
5.2 Конфигурация сервовыхода
Каждый из шести сервовыходов можно настроить с помощью перемычек (JP15–JP20) следующим образом:
Положение TMR (1-2) : для сервоприводов с 3 катушками (каждый из трех модулей PCAA управляет одной катушкой).
Симплексное положение (2-3) : для сервоприводов с двумя катушками (один модуль PCAA управляет обеими катушками).
Первые два сервовыхода (серво1 и серво2) дополнительно обеспечивают функцию внешнего самоубийства через клеммы 107 и 108 (SVRL1, SVRL2). Когда внешний контакт замыкается на этих клеммах, цепь сервопривода отключается от цифрового регулятора, и клапан принудительно закрывается через токоограничивающий резистор (фиксированный выход 15 мА) для защитной реакции.
5.3 Сервосистема позиционирования LVDT
IS400TCASH1ADC получает сигналы вторичной стороны от датчиков LVDT через клеммную колодку TCAT. Эти сигналы обрабатываются платой сбора данных BCAA, преобразуются в постоянное напряжение и считываются процессором через аналого-цифровые преобразователи. Прошивка PCAA может работать с шестью независимыми цифровыми серворегуляторами, каждый из которых работает с частотой дискретизации 100 Гц . Выходной сигнал регулятора записывается в цифро-аналоговый преобразователь, который затем подает команду тока для аналогового регулятора тока.
Калибровка LVDT выполняется с помощью программного обеспечения ToolboxST: пользователь переводит клапан в полностью закрытое и полностью открытое положения, и программное обеспечение автоматически записывает соответствующие значения Vrms (MinVrms / MaxVrms). Калиброванные значения используются для преобразования среднеквадратичного напряжения реального времени в процент положения 0–100%.
5.4 Термопары и компенсация холодного спая
Каждый модуль PCAA включает в себя встроенный датчик температуры холодного спая для компенсации эталонного спая термопары. В случае отказа локального датчика резервное значение (CIBackup) или значение удаленного холодного спая, предоставляемое контроллером (CJRemote) . можно настроить Все входы термопар имеют схему смещения обнаружения разомкнутого провода: когда термопара размыкается, сигнал смещается в отрицательный предел полной шкалы для облегчения диагностики.
VI. Диагностика и сигналы тревоги
IS400TCASH1ADC, являющийся частью модуля PCAA, обеспечивает комплексные возможности самодиагностики. Ниже приведены типичные сигналы тревоги, тесно связанные с этой клеммной колодкой (на основе сигналов тревоги, специфичных для PCAA, в прилагаемом документе):
Код тревоги |
Описание |
Возможная причина |
Решение |
33–67 |
Термопара вредна для здоровья |
Входное напряжение в милливольтах превышает диапазон; настроен неправильный тип; открытый провод; паразитное напряжение |
Проверьте проводку и экранирование на месте; измерить милливольтовый сигнал; убедитесь, что тип TC соответствует конфигурации |
68 |
Холодный спай неработоспособен, используется резервное копирование |
Локальный сигнал холодного спая TCAS выходит за пределы допустимого диапазона (от -50 до 85°C) |
Проверьте температуру; если в норме, возможно, неисправен датчик холодного спая – замените модуль PCAA. |
69–80 |
Аналоговый вход TCAS неисправен |
Неправильное или отсутствующее возбуждение передатчика; неисправный передатчик; несоответствие конфигурации перемычек; ввод вне диапазона |
Проверьте проводку и устройство на месте; проверьте перемычку заземления; проверьте вход в пределах 3,0‑21,5 мА, ±10,5 В |
81–104 |
Аналоговый вход TCAT неисправен |
Как указано выше, плюс кабели TCAT‑PCAA не полностью вставлены. |
Убедитесь, что тросы затянуты; убедитесь, что соединения P1/P2 надежны |
117–122 |
Возбуждение LVDT не удалось |
Замыкание на землю возбуждения; неисправность полевой проводки или датчика LVDT; внутренний аппаратный сбой |
Проверьте проводку возбуждения и экранирование LVDT; проверить датчик LVDT; в случае аппаратного сбоя замените PCAA |
123–134 |
Напряжение возбуждения LVDT вне диапазона |
Фактическое напряжение возбуждения отклоняется >±10 % от значения ExcitMonCal. |
Измерьте напряжение возбуждения; откалибровать сервопривод; заменить PCAA |
135–146 |
Положение LVDT вне пределов |
проблема с возбуждением LVDT; выход из строя датчика; не калиброванный; MinVrms/MaxVrms установлены неправильно. |
Проверьте проводку и датчик LVDT; перекалибровать; убедитесь, что ExcitSelect соответствует источнику возбуждения |
155‑160 |
Сервопривод отключен: ошибка конфигурации |
Вход регулятора положения/расхода/давления подключен к неиспользуемому каналу |
Проверьте параметры конфигурации; убедитесь, что входы подключены к включенным датчикам |
161–166 |
Выход сервопривода активен. |
Обратная связь вне диапазона; чрезмерная ошибка между заданным током и обратной связью |
Проверьте соединения датчика положения и механическую целостность; проверьте выходной контур сервопривода на наличие обрыва или короткого замыкания |
217 |
Конфигурация TCAT и несоответствие оборудования |
TCAT настроен в ToolboxST, но не подключен; TCAT подключен, но не настроен; кабели поменяны местами |
Убедитесь, что конфигурация соответствует оборудованию; убедитесь, что кабели P1/P2 не перепутаны; повторно затяните кабели и обеспечьте заземление; выключите и включите питание, чтобы очистить |
218 |
Несоответствие типа разъема TCAT P1/P2 |
Типы подключения (R/R, S/S, T/T) не совпадают. |
Проверьте кабельные соединения P1/P2 между TCAT и TCAS, чтобы убедиться в согласованности типов. |
VII. Ключевые моменты установки и эксплуатации
7.1 Этапы установки
Надежно закрепите модуль PCAA (в который входит клеммная колодка IS400TCASH1ADC).
Подключите разъем питания JGPA к разъему P4 на PCAA.
При использовании TCAT подключите модуль PCAA к клеммной колодке TCAT с помощью двух 68-контактных кабелей к разъемам P1 и P2 (соответствуют PR1/PR2, PS1/PS2 или PT1/PT2 на TCAT). Затягивайте вручную только крепежные винты кабеля, чтобы обеспечить правильное заземление кабеля. Если не затянуть, PCAA может помешать считыванию электронного идентификатора TCAT и ухудшить качество сигнала.
Подключите один или два кабеля Ethernet в зависимости от конфигурации системы. Когда используется одно соединение IONet, модуль работает через любой порт. Если используются двойные соединения, стандартной практикой является подключение ENET1 к сети, связанной с контроллером R.
Проверьте заземление клемм экрана JGPA. В большинстве случаев они заземляются через монтажный металлический лист. Если требуется независимое заземление 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 параметров PCAA и IS400TCASH1ADC по мере необходимости.
7.2 Важные примечания
Питание : модуль должен получать питание 28 В постоянного тока непосредственно от разъема P5; не подавайте питание через разъем питания платы процессора.
Снятие 68-контактного кабеля : при отсоединении кабелей следите за тем, чтобы шестигранные штифты в разъемах, установленных на плате, не проворачивались при откручивании винтов с накатанной головкой, чтобы не повредить разъемы.
Заземление : Кабели P1/P2 должны быть надлежащим образом заземлены; в противном случае это может повлиять на считывание электронного идентификатора и точность аналогового сигнала.
Предупреждение конфигурации : не изменяйте произвольно параметр ThermCplUnit в ToolboxST, так как это изменяет технические единицы сигналов термопары, видимые кодом приложения, и может повлиять на логику приложения и отображение HMI.
