IS400TCASH1AFD — это высокопроизводительная клеммная колодка серии TCAS в системе управления GE Mark VIe. Он является неотъемлемой частью PCAA (Core Analog I/O Pack) и служит основным интерфейсом полевой проводки для аналоговых сигналов. IS400TCASH1AFD обеспечивает точки подключения клиента и маршрутизацию сигналов, обеспечивая точную и надежную передачу широкого спектра аналоговых сигналов от полевых устройств, таких как газовые турбины, компрессоры и другое промышленное вращающееся оборудование, на платы аналоговой обработки BCAA и BCAB внутри модуля PCAA.
IS400TCASH1AFD обрабатывает большую часть аналоговых сигналов ввода-вывода, необходимых для работы газовой турбины. Он поддерживает входы термопар, ввод-вывод токового контура 4–20 мА, сейсмические входы, возбуждение и обратную связь LVDT (линейный регулируемый дифференциальный трансформатор), входы частоты импульсов и выходы сервокатушки. Клеммная колодка может применяться как в симплексной (один PCAA), так и в конфигурации TMR (тройное модульное резервирование) (три модуля PCAA), отвечая строгим требованиям к высокой доступности, надежности и безопасности в приложениях промышленного управления.
IS400TCASH1AFD 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. Он также 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. Одна клеммная колодка TCAT обеспечивает подачу сигналов на один или три подключенных модуля PCAA, а заземление экрана вместе с клеммами полевого питания 24 В на соседней плате JGPA дополняет клеммы на PCAA и TCAT.
В составе модуля PCAA, который считается наименее заменяемым блоком (LRU), IS400TCASH1AFD работает вместе с основной платой BCAA, интерфейсной платой BCAB и платой процессора BPPx. Модуль не предназначен для замены отдельных плат; любой сбой требует замены всего узла PCAA. В IS400TCASH1AFD используется технология поверхностного монтажа и вставные клеммные колодки европейского типа, обеспечивающие превосходную устойчивость к вибрации, экстремальным температурам и электромагнитным помехам, а также надежную работу в суровых промышленных условиях.
II. Аппаратная структура и интерфейсы
2.1 Физические размеры и монтаж
Физические размеры IS400TCASH1AFD идентичны другим модулям серии TCAS:
Параметр |
Ценить |
Высота |
8,26 см (3,25 дюйма) |
Ширина |
4,19 см (1,65 дюйма) |
Глубина |
12,1 см (4,78 дюйма) |
Способ монтажа |
Надежно монтируется как часть сборки PCAA; модуль PCAA монтируется непосредственно на панель или стойку. В модуле используются вставные клеммные колодки коробчатого типа европейского типа для упрощения полевой проводки. |
2.2 Основные разъемы
IS400TCASH1AFD оснащен следующими разъемами:
Разъем |
Тип |
Описание |
П5 |
3-контактный разъем питания |
Вход для питания 28 В постоянного тока для модуля и клеммных колодок. Примечание. Модуль работает от источника питания, подключенного непосредственно к разъему P5, а не через обычный разъем питания, расположенный на плате процессора. |
П4 |
Выходной разъем питания |
Подает питание 28 В постоянного тока на плату JGPA, расположенную для заделки экрана провода. |
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 |
Порты Ethernet RJ‑45 |
Первичный (ENET1) и резервный/вторичный (ENET2) системные интерфейсы для подключения к сети IONet. |
120 евро терминалы |
Съемные клеммные колодки коробчатого типа |
Для сигнальной проводки полевых устройств, поддерживает провода различных типов и сечений. |
2.3 Характеристики подключения клемм
Рамочные клеммы европейского типа на IS400TCASH1AFD подходят для проводников со следующими характеристиками:
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 без пластиковой втулки |
0,25 мм² |
2,0 мм² |
Многожильный провод с наконечником в пластиковой втулке |
0,25 мм² |
2,5 мм² |
Спецификация AWG |
24 AWG |
12 AWG |
Два проводника одинакового сечения, одножильные |
0,2 мм² |
1,0 мм² |
Два многожильных провода одинакового сечения |
0,2 мм² |
1,5 мм² |
Два многожильных провода, с наконечниками без пластиковой втулки |
0,25 мм² |
1,0 мм² |
Два многожильных провода, наконечники TWIN с пластиковой втулкой |
0,5 мм² |
1,5 мм² |
III. Типы сигналов и распределение входов/выходов
IS400TCASH1AFD обрабатывает полный набор аналоговых сигналов. В зависимости от разделения сигнала между клеммами PCAA и клеммами TCAT (как описано в GEH‑6721_Vol_III_BG), сигналы, подведенные непосредственно к этой клеммной колодке, и сигналы, передаваемые через TCAT, подробно описаны ниже.
3.1 Сигналы, подключаемые непосредственно к IS400TCASH1AFD (клеммы PCAA)
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 (номинальное значение 50 мА) |
2 |
6 |
Выходы возбуждения LVDT (7 В, 3,2 кГц, 60 мА, привод) |
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 (обрабатываются через IS400TCASH1AFD)
Количество сигналов |
Тип сигнала |
Винты на сигнал |
12 |
Разветвленные сейсмические входы (датчики скорости) |
2 |
24 |
Аналоговые входы 4‑20 мА с вентиляцией |
2 |
12 |
Выходная мощность 24 В при токе 25 мА каждый (для передатчиков) |
2 |
3 |
Голосование выходов 4‑20 мА (для конфигураций 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
В следующей таблице перечислены указанные и типичные точности для каждого типа сигнала, поддерживаемого IS400TCASH1AFD.
Тип сигнала |
Заданная точность (включая все ошибки) |
Типичная точность (при 25°C) |
Входы термопар (типы E, J, K, S, T) |
±0,10% от полной шкалы (диапазон от -13,8 до +45,5 мВ) |
±0,06% |
Аналоговые входы 4‑20 мА (PCAA и TCAT) |
±0,25% |
±0,10% |
Аналоговые входы 0–10 В постоянного тока |
±0,50% |
±0,20% |
Входы частоты импульсов |
±0,05% от показания |
— |
Входы 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 переменного тока, среднеквадратичное значение ±5,00 % |
±3,00% (при 25°C) |
Выход сервопривода (±10 мА) |
±3,50% |
±0,70% |
Аналоговый выход 4‑20 мА (PCAA и TCAT) |
±0,75% |
±0,43% |
Выходная мощность 24 В (JGPA и TCAT) |
24 В постоянного тока ±0,5% в диапазоне 0–25 мА |
— |
V. Конфигурация и работа
Каждый аналоговый входной канал на IS400TCASH1AFD имеет перемычку (JP1–JP12), расположенную рядом с клеммами, для выбора того, является ли возвратная клемма заземленной (GND) или плавающей (OPEN) . Положение перемычки по умолчанию — плавающее/открытое. 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 клемм постоянного тока 24 В, по одной на каждый вход преобразователя 4–20 мА.
5.2 Конфигурация сервовыхода
Каждый из шести сервовыходов можно настроить с помощью перемычек (JP15–JP20) следующим образом:
Джемпер |
Позиция 1‑2 (ПМР) |
Позиция 2‑3 (симплекс) |
JP15 |
Выбор выхода сервопривода 1 (3-катушечный TMR) |
Выбор выхода сервопривода 1 (симплекс с 2 катушками) |
JP16 |
Выбор выхода сервопривода 2 (3-катушечный TMR) |
Выбор выхода сервопривода 2 (симплекс с 2 катушками) |
JP17 |
Выбор выхода сервопривода 3 (3-катушечный TMR) |
Выбор выхода сервопривода 3 (симплекс с 2 катушками) |
JP18 |
Выбор выхода сервопривода 4 (3-катушечный TMR) |
Выбор выхода сервопривода 4 (симплекс с 2 катушками) |
JP19 |
Выбор выхода сервопривода 5 (3-катушечный TMR) |
Выбор выхода сервопривода 5 (симплекс с 2 катушками) |
JP20 |
Выбор выхода сервопривода 6 (3-катушечный TMR) |
Выбор выхода сервопривода 6 (симплекс с 2 катушками) |
Первые два сервовыхода (серво1 и серво2) также обеспечивают функцию внешнего самоубийства через клеммы 107 и 108 (SVRL1, SVRL2). Когда внешний контакт замыкается на этих клеммах, сервопривод отключается от выходных клемм, и пассивная цепь смещает сервопривод на замыкание. Эта функция используется, когда необходимо включить серводействие в защитную реакцию управления. Если защитное действие не требуется, оставьте клеммы 107 и 108 открытыми.
5.3 Сервосистема позиционирования LVDT
IS400TCASH1AFD получает сигналы вторичной стороны от датчиков LVDT через клеммную колодку TCAT. Эти сигналы обрабатываются платой сбора данных BCAA, преобразующей среднеквадратичное напряжение в эквивалентный сигнал постоянного тока, считываемый процессором через аналого-цифровые преобразователи. Прошивка PCAA может работать с шестью независимыми цифровыми серворегуляторами, каждый контур выполняется с частотой дискретизации 100 Гц . Выход цифрового регулятора записывается в цифро-аналоговый преобразователь, а выходной сигнал цифро-аналогового преобразователя представляет собой команду тока для аналогового регулятора тока.
Калибровка LVDT выполняется с использованием программного обеспечения ToolboxST. Пользователь выбирает режим калибровки LVDT и устанавливает для выхода контроллера CalibEnab# значение TRUE. В режиме калибровки пользователь может использовать выход сервопривода в режиме разомкнутого контура, чтобы перевести клапан в полностью закрытое и полностью открытое положения. Во время калибровки PCAA назначает среднеквадратичное напряжение, представляющее открытое и закрытое положения, параметрам конфигурации MinVrms и MaxVrms. Затем пользователь выбирает «Калибровать и сохранить», чтобы сохранить выходное напряжение возбуждения LVDT в настраиваемом параметре ExcitMonCal.
5.4 Конфигурация термопары
PCAA (включая IS400TCASH1AFD) поддерживает типы термопар и температурные диапазоны, указанные в таблице технических характеристик. В каждом модуле PCAA имеется один холодный спай. Модуль принимает резервное значение холодного спая контроллера (CIBackup) в случае обнаружения проблемы с локальным датчиком. PCAA можно настроить на использование значения удаленного холодного спая, предоставленного контроллером (CJRemote). На все входы термопар подается постоянное напряжение, которое в случае обрыва провода приводит к отрицательному значению полной шкалы сигнала температуры.
5.5 Важное примечание по настройке – параметр ThermCplUnit
Параметр ThermCplUnit влияет на собственные единицы измерения переменной приложения контроллера. Это лишь косвенно связано со значком на панели задач и соответствующей возможностью переключения единиц измерения в HMI. Не изменяйте параметр ThermCplUnit в ToolboxST, поскольку эти изменения потребуют соответствующих изменений в коде приложения и спецификации формата или единицах подключенной переменной. Этот параметр изменяет фактическое значение, отправленное на контроллер, как видно из кода приложения. Код приложения, написанный для расчета градусов по Фаренгейту, не будет работать правильно, если этот параметр будет изменен. Внешние устройства, такие как HMI и Historians, также могут быть затронуты.
VI. Диагностика и сигналы тревоги
IS400TCASH1AFD как часть модуля PCAA выполняет обширные тесты самодиагностики. К ним относятся:
Самотестирование при включении питания (ОЗУ, флэш-память, порты Ethernet и большая часть оборудования платы процессора)
Непрерывный мониторинг внутренних источников питания
Проверка электронного идентификатора на клеммной колодке, плате сбора данных и плате процессора для подтверждения соответствия аппаратного обеспечения, после чего следует проверка того, что код приложения, загруженный из флэш-памяти, соответствует аппаратному обеспечению.
Групповые проверки верхнего/нижнего диапазона для аналоговых входов 4–20 мА; если сигнал выходит за пределы указанного диапазона, состояние сигнала объявляется плохим
Прецизионные опорные напряжения при каждом сканировании; измеренные значения сравниваются с ожидаемыми значениями для подтверждения работоспособности аналого-цифрового преобразователя.
Аналоговый выходной ток измеряется на клеммной колодке с помощью небольшого нагрузочного резистора; блок обрабатывает этот сигнал и сравнивает его с заданным током, чтобы подтвердить исправность цифро-аналогового преобразователя.
Реле самоубийства с аналоговым выходом постоянно контролируется на соответствие между заданным состоянием и индикацией обратной связи.
Цепи термопар, смещенные небольшим постоянным током; если термопара размыкается, температурный сигнал переходит в полномасштабное отрицательное значение.
Сейсмические входные цепи, смещенные небольшим постоянным током; если цепь сейсмического датчика размыкается, генерируется сигнал тревоги и устанавливается работоспособность сигнала, указывающая на проблему
Ниже приведены типичные сигналы тревоги, специфичные для пакета ввода-вывода PCAA, относящиеся к IS400TCASH1AFD:
Код тревоги |
Описание |
Возможная причина |
Решение |
33–67 |
Термопара [] Вредно 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 термопару на обрыв цепи; измерить входящий милливольтовый сигнал; убедитесь, что тип TC соответствует конфигурации |
68 |
Холодный спай неработоспособен, используется резервное копирование |
Локальный сигнал холодного спая с клеммной колодки TCAS выходит за пределы допустимого диапазона (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) [] Неисправен |
Возбуждение на датчик неправильное или отсутствует; неисправный преобразователь; настройки перемычек не соответствуют конфигурации; ввод за пределами указанного диапазона; обрыв или короткое замыкание |
Проверьте проводку и соединения на местах; проверить полевое устройство; проверьте перемычку выбора заземления PCAA; проверить входы в рабочем диапазоне (3,0‑21,5 мА, ±5,25 В, ±10,5 В) |
81–104 |
Аналоговый вход (TCAT) [] Неисправен |
То же, что и выше, плюс кабели TCAT‑PCAA не до конца вставлены. |
Проверьте проводку на местах; проверьте, чтобы кабели TCAT‑PCAA полностью вошли в разъемы; проверить входы в рабочем диапазоне (3,0‑21,5 мА) |
117–122 |
Возбуждение LVDT [] Не удалось |
Замыкание на землю возбуждения; проблема с полевой проводкой или неисправность датчика LVDT; внутренний аппаратный сбой |
Проверьте проводку на местах, включая экраны для выхода возбуждения LVDT; проверить датчик LVDT; в случае аппаратного сбоя замените PCAA |
123–134 |
LVDT [] Напряжение возбуждения вне диапазона |
Фактическое возбуждение LVDT выходит за пределы диапазона (±10 % от ExcitMonCal); возможно неисправность клеммной колодки |
Измерьте напряжение возбуждения и сверьте его с параметром конфигурации; проверить датчик LVDT; откалибровать сервопривод; заменить PCAA |
135–146 |
LVDT [] Положение вне пределов |
Проблема возбуждения; неисправный преобразователь; обрыв или короткое замыкание; ввод вне диапазона; LVDT не откалиброван |
Проверьте внешнюю проводку и возбуждение LVDT; проверить датчик LVDT; откалибровать серворегулятор; проверить пределы MinVrms и MaxVrms; убедиться, что ExcitSelect соответствует источнику возбуждения; проверьте настройку PositionMargin |
155‑160 |
Сервопривод [] отключен: ошибка конфигурации |
Вход сервопривода положения подключен к неиспользуемому LVDT; вход потока в неиспользуемый PR; вход давления на неиспользуемый аналоговый вход; неправильная конфигурация |
Проверить и исправить параметры конфигурации; убедитесь, что входы регулятора подключены к входам ВКЛЮЧЕННЫХ датчиков; используйте расширенную диагностику ToolboxST для просмотра ошибок конфигурации. |
161–166 |
Сервопривод [] Выход Активен самоубийство |
Проблемы с положением/потоком/давлением сервопривода; обратная связь регулятора вне допустимого диапазона; обратная связь по току сервопривода отличается от команды |
Проверьте конфигурацию; проверить входы, подключенные к используемым входам датчиков; проверить соединения датчика положения и механическую целостность; проверьте проводку выходного контура сервопривода на предмет обрыва или короткого замыкания; проверьте наличие короткого замыкания или обрыва катушки сервопривода |
217 |
Конфигурация TCAT и несоответствие оборудования |
TCAT настроен в ToolboxST, но не подключен; TCAT не настроен, но подключен |
Убедитесь, что выбор TCAT в ToolboxST соответствует реальному оборудованию; убедитесь, что кабельные соединения P1 и P2 не перепутаны; убедитесь, что кабели прикручены, а клеммные колодки правильно заземлены; выполните сброс при выключении питания, чтобы очистить |
218 |
Несоответствие типов разъемов TCAT P1 и P2 |
Типы (R/R, S/S, T/T) соединений P1 и P2 между TCAT и TCAS не совпадают. |
Проверьте конфигурацию ToolboxST и соединения кабелей P1 и P2 клеммной панели TCAT; убедиться в отсутствии несоответствия типов |
VII. Инструкции по установке
Чтобы установить модуль PCAA, содержащий клеммную колодку IS400TCASH1AFD:
Надежно закрепите модуль PCAA в отведенном месте на панели или в стойке.
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. Разъемы на TCAT спарены по сетевому подключению: PR1/PR2 идут к PCAA, подключенному к сети контроллера R, PS1/PS2 идут к PCAA, подключенному к контроллеру S, а PT1/PT2 идут к PCAA, подключенному к контроллеру T. Полностью вставьте крепежные винты кабеля, затягивая их только вручную , 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.
Примечание. При отсоединении 68-контактных кабелей убедитесь, что шестигранные штифты в разъемах, установленных на плате, не проворачиваются при откручивании винтов с накатанной головкой кабеля.
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. Однако PCAA не чувствителен к соединениям Ethernet и согласовывает правильную работу любого порта. Для модулей TMR PCAA сетевое подключение должно соответствовать подключению к TCAT (например, у PCAA с подключением R IONet должны быть кабели, подходящие к разъемам TCAT PR1 и PR2).
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 заземления экрана независимо от монтажного листового металла, 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. Дополнительную информацию см. в GEH‑6700 (Руководство пользователя ToolboxST для Mark VIe Control).
VIII. Заказ и совместимость
IS400TCASH1AFD — это заменяемая на месте клеммная колодка, входящая в состав пакета PCAA Core Analog I/O Pack. При заказе убедитесь в совместимости со следующим:
Версии платы процессора: PCAAH1A (BPPB) или PCAAH1B (BPPC с ControlST V04.04+)
Конфигурация резервирования: симплекс или TMR
Соответствующие клеммные колодки: TCAT (опция для симплекса, требуется для TMR), JGPA для подключения экрана и полевого питания 24 В.
Всегда проверяйте, что электронная идентификационная информация на клеммной колодке, плате сбора данных и плате процессора совпадает. Если обнаружено несоответствие, модуль выдаст диагностическое сообщение и может работать неправильно.
