GE IS215UCVEM01A Denetleyici

IS215UCVEM01A, General Electric (GE) tarafından Mark VI türbin kontrol sistemi için tasarlanan yüksek performanslı bir VME veriyolu tek kartlı bilgisayardır (SBC). UCVE serisi kontrolörler içerisinde çok işlevli bir model olan bu ünite, 6U yüksekliğe, tek yuvalı form faktörüne sahiptir ve türbin uygulama kodunu çalıştıran çekirdek işlem ünitesi olarak hizmet veren kontrol modülü adı verilen bir VME rafına monte edilir. İşletim sistemi, yüksek hızlı, yüksek güvenilirliğe sahip endüstriyel uygulamalar için tasarlanmış gerçek zamanlı, çok görevli bir işletim sistemi olan QNX'tir.

IS215UCVEM01A, standart UCVEH2 denetleyicinin tüm özelliklerini temel alan ve ayrı bir IP mantıksal alt ağında kullanım için ikinci bir 10BaseT/100BaseTX Ethernet arabirimi ekleyen ve daha esnek ağ yapılandırmalarına olanak tanıyan, UCVE serisi içinde geliştirilmiş bir modeldir. 32 MB DRAM ve 16 veya 128 MB flash bellekle donatılmış 300 MHz Intel Celeron işlemciyi kullanır ve gerçek zamanlı kontrol uygulamaları için bol miktarda bilgi işlem kaynağı sağlar. Birincil Ethernet arayüzü Evrensel Veri Otoyoluna (UDH) bağlanarak Toolbox, HMI, CIMPLICITY izleme sistemi, 90-70 Serisi PLC'ler ve üçüncü taraf DCS'lerle kusursuz entegrasyon sağlar. Yardımcı Ethernet arayüzü Modbus veya özel bir EGD ağı için yapılandırılabilir, böylece iletişim esnekliği ve güvenliği daha da artırılabilir.

Bu ürün, gaz türbinleri, buhar türbinleri, kompresörler ve jeneratörler gibi kritik dönen ekipmanların kontrolü için uygundur ve özellikle çoklu ağ izolasyonu veya yedekli iletişim gerektiren uygulamalar için uygundur. Enerji üretimi, petrol ve gaz, kimyasal işleme ve metalurji gibi endüstriyel sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

II. Anahtar İşlevler

1. Kontrol Mantığı Yürütmesi

IS215UCVEM01A kontrol ünitesi, uygulamasına (örneğin buhar türbini, gaz türbini, aeroderivatif türbin veya tesis dengesi) özel yazılımla yüklenir. Kontrol mantığını saniyede 100.000 basamak veya bloğa kadar hızlarda yürütebilir. Boolean, 16 bit/32 bit işaretli tamsayılar ve 32 bit/64 bit kayan noktaları kapsayan veri türleriyle hem analog hem de ayrık işlemeyi destekler ve karmaşık endüstriyel kontrol gereksinimlerini karşılar.

2. Çift Ethernet İletişimi

• Birincil Ethernet Arayüzü: UDH'ye bağlantı için bir adet 10BaseT/100BaseTX (RJ-45) arayüzü; şunları destekler:

• TCP/IP protokolü: Araç Kutusu ile yapılandırma ve eşler arası iletişim için.

• EGD (Ethernet Global Data) protokolü: CIMPLICITY HMI ve Seri 90-70 PLC'ler ile yüksek hızlı veri alışverişi için.

• Modbus protokolü: Üçüncü taraf DCS'lerle iletişim için.

• Yardımcı Ethernet Arayüzü: Ayrı bir IP mantıksal alt ağı için yapılandırılabilen ikinci bir 10BaseT/100BaseTX (RJ-45) arayüzü şunları destekler:

• EGD protokolü

• Modbus protokolü
  Bu arayüz Araç Kutusu aracılığıyla yapılandırılır. Rafa her güç verildiğinde denetleyici, Araç Kutusu yapılandırmasını mevcut donanıma göre doğrular. Ayrı bir alt ağ adresi, denetleyicinin bu Ethernet bağlantı noktasını benzersiz bir şekilde tanımlamasına olanak tanır ve bu da onu ağ izolasyonu veya yedekli iletişim gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir.

3. VME Veri Yolu İletişimi

VCMI iletişim kartı aracılığıyla G/Ç kartlarıyla veri alışverişi yapar. Simpleks bir sistemde veriler, G/Ç kartlarından gelen proses girişlerini ve çıkışlarını içerir. Üçlü Modüler Yedekli (TMR) sistemde veriler, oylanan girişleri, çıkış donanımı oylaması için hesaplanan çıkışları ve denetleyiciler arasında değiştirilen dahili durum değerlerini içerir.

4. Seri İletişim

İki RS-232C arayüzü (COM1 ve COM2):

• COM1: Teşhis için ayrılmıştır, 9600 baud, 8 veri biti, eşlik yok, 1 durdurma biti.

• COM2: 9600 veya 19200 baud'u destekleyen seri Modbus köle iletişimi için kullanılır.

5. Sistem Senkronizasyonu ve Gerçek Zamanlı Performans

Kontrol cihazı, harici bir saat kesintisi yoluyla VCMI iletişim kartı üzerindeki saat ile senkronize olabilir, ±100 mikrosaniye dahilinde doğruluk elde ederek çoklu kontrolörlü sistemlerde katı senkronizasyon gereksinimlerini karşılar.

6. Çevrimiçi Programlama ve Teşhis

Sistemin yeniden başlatılmasını gerektirmeden uygulama yazılımının çevrimiçi değiştirilmesini destekler. Bir arıza tespit edildiğinde kontrol cihazı, Araç Kutusu aracılığıyla okunabilen dahili bir arıza kodu oluşturur. Rafa her güç verildiğinde denetleyici, Araç Kutusu yapılandırmasını mevcut donanıma göre doğrular.

7. Artıklık ve Hata Toleransı Desteği

TMR sistemlerinde IS215UCVEM01A, giriş oylaması, çıkış oylaması ve durum değişimini gerçekleştirmek için diğer iki denetleyiciyle birlikte çalışarak sistem güvenilirliğini önemli ölçüde artırabilir.

III. Donanım Mimarisi

1. İşlemci ve Bellek

• İşlemci: Intel Celeron 300 MHz

• Ana Bellek: 32 MB DRAM

• Depolama: 16 MB veya 128 MB Kompakt Flaş Modülü

• Önbellek: 128 KB L2 önbellek

• NVRAM: Denetleyici işlevleri için ayrılmış 8 KB pil destekli SRAM

2. Ön Panel Göstergeleri

UCVE serisi kontrolörler, çalışma durumunu gösteren ön panel durum LED'lerine sahiptir. Önceki UCVD serilerinden farklı olarak UCVE serisi, hata kodlarını görüntülemek için çift sütunlu LED'ler kullanmaz; bunun yerine dahili hata kodları Toolbox yazılımı aracılığıyla okunur.

3. Arayüzler ve Konektörler

• Birincil Ethernet Arayüzü: 1 RJ-45 konektörü, 10BaseT/100BaseTX

• Yardımcı Ethernet Arayüzü: 1 RJ-45 konektörü, 10BaseT/100BaseTX

• Seri Arayüzler: 2 mikro minyatür 9 pinli D tipi konnektör (COM1, COM2)

• VME Bus Konektörleri: Güç ve veri yolu iletişimi için P1/J1 ve P2/J2 arka panel konnektörleri

• PMC Genişletme Sitesi: Ek fonksiyon modüllerinin kurulumu için IEEE 1386.1 5V PCI standardıyla uyumlu tek site

4. Pil ve Yapılandırma Anahtarı

Denetleyici, güç kaybı sırasında gerçek zamanlı saati korumak ve SRAM verilerini yedeklemek için kullanılan, 3,3 V, 200 mA değerinde bir Tip 1 Lityum pil içerir. Önemli Not: Pil fabrikada devre dışı konumda gönderilir. Pili etkinleştirmek için SW10 anahtarını şemada gösterildiği gibi kapalı konuma ayarlayın. Pili değiştirirken eşdeğer tipte bir pil kullanın.

IV. Ayrıntılı Arayüz Açıklaması

1. Birincil Ethernet Arayüzü

Birincil Ethernet arayüzü, Araç Kutusu, HMI ve diğer kontrol ekipmanlarıyla veri alışverişi için UDH'ye bağlanır. Bu arayüz, 10BaseT/100BaseTX hızları için otomatik anlaşmayı destekler. Rafa her güç verildiğinde denetleyici, Toolbox yapılandırmasını donanıma göre doğrular.

2. Yardımcı Ethernet Arayüzü

Yardımcı Ethernet arayüzü, IS215UCVEM01A'yı standart UCVEH2'den ayıran temel özelliktir. Ayrı bir IP mantıksal alt ağı için yapılandırılabilir, böylece ağ izolasyonu veya özel iletişim sağlanır. Tipik uygulamalar şunları içerir:

• Ayrı bir Modbus bağımlı cihaz ağına bağlanma.

• Kontrolörler arasında yüksek hızlı veri alışverişi için özel bir EGD ağı oluşturmak.

• İletişim güvenilirliğini artırmak için yedek Ethernet kanalı görevi görür.

Bu arayüz, Toolbox yazılımı aracılığıyla yapılandırılır ve ayrı bir alt ağ adresi atanmalıdır (örn. 192.168.2.0). Denetleyici, başlatma sırasında yapılandırmayı doğrular.

3. Seri Arayüzler (COM1 ve COM2)

Her iki seri arayüz de RS-232C standartlarına uygun pin atamalarına sahip mikro minyatür 9 pinli D konektörlerdir.

• COM1: Teşhis için sabit, 9600 baud, 8 veri biti, eşlik yok, 1 durdurma biti. Kullanıcılar, yerinde hata ayıklamayı ve sorun gidermeyi kolaylaştıran bir seri terminal aracılığıyla denetleyici durumunu ve hata bilgilerini alabilir.

• COM2: Modbus bağımlı iletişimi için yapılandırılabilir, 9600 veya 19200 baud'u destekler. Veri alışverişi için dağıtılmış kontrol sistemlerine veya diğer seri cihazlara bağlanmak için kullanılır.

4. VME Veri Yolu Arayüzü

Denetleyici, P1 ve P2 arka panel konnektörleri aracılığıyla VME veri yoluna bağlanarak G/Ç kartları ve VCMI iletişim kartıyla veri alışverişini kolaylaştırır. P1, güç ve temel veri yolu sinyallerini sağlarken P2, genişletilmiş adres ve veri hatları için kullanılır. Denetleyici bir VME veri yolu yöneticisi olarak görev yapar ve veri aktarımlarını başlatabilir.

5. PMC Genişleme Sitesi

IS215UCVEM01A, IEEE 1386.1 5V PCI standardıyla uyumlu bir PMC genişletme sitesiyle donatılmıştır. Bu site aşağıdakiler gibi ek fonksiyon modüllerini kurmak için kullanılabilir:

• Ekstra iletişim arayüzleri (örn. Profibus, başka bir Ethernet portu).

• Özel G/Ç işleme modülleri.

• Şifreleme veya güvenlik modülleri.

Bu, gelecekteki işlevsel yükseltmelere uyum sağlayarak denetleyicinin esnekliğini ve ölçeklenebilirliğini artırır.

6. Pil ve Yapılandırma Anahtarı

Denetleyici, güç kaybı sırasında gerçek zamanlı saati korumak ve SRAM verilerini yedeklemek için kullanılan, 3,3 V, 200 mA değerinde bir Tip 1 Lityum pil içerir. Önemli Not: Pil fabrikada devre dışı konumda gönderilir. Pili etkinleştirmek için SW10 anahtarını şemada gösterildiği gibi kapalı konuma ayarlayın. Pili değiştirirken eşdeğer tipte bir pil kullanın.

V. Çalıştırma ve Teşhis

1. Operasyonel Durum

Belirli uygulama yazılımını yükledikten sonra IS215UCVEM01A kontrol cihazı kontrol mantığını yürütmeye başlar. Normal çalışma sırasında kontrol cihazı, Ethernet ve seri arayüzler aracılığıyla harici sistemlerle iletişimi sürdürür. Dönen durum LED'leri destekleniyorsa (belirli modellerde), ön panel LED'leri dönen bir model görüntüler; aksi takdirde durumun Toolbox yazılımı aracılığıyla izlenmesi gerekir.

2. Arıza Teşhisi

Uygulama kodunu çalıştırırken denetleyicide bir arıza meydana gelirse aşağıdakiler gerçekleşir:

• Dönen durum LED'leri durur (destekleniyorsa).

• Araç Kutusu aracılığıyla okunabilen dahili bir hata kodu oluşturulur.

• Tanılama alarmları, hata numaralarını ve açıklamalarını gösteren Araç Kutusu'nda görüntülenir.

UCVE serisi kontrolörler için hata kodları artık yanıp sönen ön panel LED'leri aracılığıyla görüntülenmiyor ancak Toolbox yazılımı aracılığıyla okunuyor. Ek bilgiler COM1 seri portu aracılığıyla elde edilebilir.

3. Yaygın Arıza Kodları

Aşağıdakiler dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere, belgelerde listelenen hata kodlarına bakın (tüm denetleyici türleri için geçerlidir):

Kullanıcılar, Araç Kutusu aracılığıyla denetleyici izleme arabelleğindeki ayrıntılı hata bilgilerini görüntüleyebilir (örneğin, İzleme arabelleğini Genel Dökümü Görüntüle).

VI. Kurulum ve Bakım

1. Kurulum Öncesi Hazırlık

• VME rafının doğru şekilde kurulduğundan ve topraklandığından emin olun.

• Raftaki gerekli yuvanın boş olduğunu ve tek yuva genişliği gereksinimini karşıladığını doğrulayın.

• Karta elektrostatik zarar gelmesini önlemek için anti-statik bir bilek kayışı hazırlayın.

• Pilin etkinleştirilmesi gerekiyorsa SW10 anahtarını buna göre önceden ayarlayın.

2. Kurulum Adımları

1. Rafın Gücünü Kapatın: Herhangi bir kartı takmadan veya çıkarmadan önce raf gücünün kapatıldığından emin olun.

2. Pil Anahtarını Yapılandırın: Pili etkinleştiriyorsanız SW10'u kapalı konuma ayarlayın.

3. Denetleyiciyi takın: IS215UCVEM01A'yı raf kılavuzlarıyla hizalayın ve arka panel konnektörleri tamamen yerine oturana kadar yavaşça itin.

4. Ön Paneli Sabitleyin: Kartı sabitlemek için ön panelin üst ve alt kısmındaki tutucu vidaları sıkın.

5. Harici Kabloları Bağlayın: Gerektiği şekilde birincil Ethernet kablosunu, yardımcı Ethernet kablosunu, seri kabloları vb. bağlayın.

6. Gücü Açma ve Doğrulama: Gücü açtıktan sonra, denetleyicinin doğru bir şekilde tanındığını ve iletişim kurduğunu doğrulamak için Toolbox yazılımını kullanın ve yardımcı Ethernet arabirimi yapılandırmasının doğru olduğunu kontrol edin.

3. Bakım Önerileri

• Düzenli Sistem Durumu Kontrolleri: Kontrol cihazı durumunu, CPU yükünü, sıcaklığı ve diğer parametreleri Araç Kutusu aracılığıyla izleyin.

• Yeterli Havalandırmayı Sağlayın: Denetleyicinin aşırı ısınmasını önlemek için raf fanlarının çalışır durumda olduğunu ve filtrelerin temiz olduğunu doğrulayın.

• Anti-Statik Önlemler: Tahtayı tutarken daima topraklanmış bir bilek kayışı takın. Kullanılmadığı zaman kartı anti-statik bir torbada saklayın.

• Pil Bakımı: Pilin servis ömrüne dikkat edin. Periyodik olarak kontrol edin ve gerektiğinde değiştirin (yalnızca eşdeğer bir tip kullanarak).

• Aygıt Yazılımı Yükseltmeleri: Aygıt yazılımı yükseltmesi gerekliyse, süreç sırasında kesintiyi önlemek için GE'nin resmi prosedürlerini kesinlikle izleyin.

• Yedek Parça Yönetimi: Arıza durumunda arıza süresini en aza indirmek için en az bir aynı kontrolörün yedek olarak sahada bulundurulması önerilir.

4. Yükseltmeyle İlgili Hususlar

Eski bir UCVB veya UCVD kontrol cihazını IS215UCVEM01A ile değiştirirken aşağıdakilere dikkat edin:

• Arka Panel Yükseltmesi Gereklidir: UCVE serisi, daha önceki kontrolörlerin arka panelleriyle doğrudan uyumlu değildir.

• Ethernet Kablolama Yükseltmesi: 10Base2'den (koaksiyel) 10Base-T/100BaseTX'e (bükülü çift) yükseltme.

• Konfigürasyon Uyumluluğunu Doğrulayın: Toolbox konfigürasyonunun yeni donanımla, özellikle de yardımcı Ethernet arayüzü konfigürasyonuyla eşleştiğinden emin olun.

VII. Uygulamalar

IS215UCVEM01A denetleyicisi aşağıdaki senaryolarda yaygın olarak kullanılır:

• Gaz Türbini Kontrolü: Mark VI sistemlerinde temel kontrol cihazı olarak yakıt kontrolü, hız kontrolü, sıcaklık izleme, yanma izleme vb. işlemleri gerçekleştirir. Yardımcı Ethernet portu, özel bir yanma izleme ağına bağlanmak için kullanılabilir.

• Buhar Türbini Kontrolü: Türbin hızı yönetimi, koruma ve yük kontrolü için DEH (Dijital Elektro-Hidrolik Kontrol) sistemleriyle çalışma. Yedek Ethernet portu yedekli iletişim için kullanılabilir.

• Kompresör Kontrolü: Boru hattı ve proses kompresörleri için aşırı gerilim kontrolü, performans optimizasyonu ve sıralama. Yardımcı Ethernet portu ayrı bir sensör ağına bağlanabilir.

• Jeneratör Uyarma Kontrolü: Gerilim regülasyonu, reaktif güç kontrolü ve şebeke senkronizasyonu için uyarma sistemleriyle arayüz oluşturma. Yardımcı Ethernet portu, şebeke sevk sistemiyle doğrudan iletişim için kullanılabilir.

• Tesis Dengesi (BOP) Kontrolü: Kazanlar, pompalar, fanlar ve soğutma suyu sistemleri gibi yardımcı ekipmanlar için mantıksal kontrol ve sıralama. Yardımcı Ethernet bağlantı noktası, farklı alt sistemler için iletişimi izole edebilir.

• Kombine Çevrim Enerji Santralleri: Çok şaftlı veya tek şaftlı konfigürasyonlarda gaz türbini ve buhar türbini çalışmasının koordine edilmesi. Yardımcı Ethernet portu, üniteler arasında yüksek hızlı veri alışverişi için kullanılabilir.

• Ağ İzolasyonu Gerektiren Uygulamalar: Siber güvenliği ve güvenilirliği artırmak için kontrol ağını kurumsal ağdan ayırmak veya gerçek zamanlı EGD ağını Modbus izleme ağından ayırmak.

• Yükseltme ve Güçlendirme Projeleri: Sistem performansını ve ağ esnekliğini geliştirmek için ek bir Ethernet bağlantı noktası kazanırken eski UCVB ve UCVD denetleyicilerini değiştirme.