GE IS215UCVEM06A Denetleyici

IS215UCVEM06A, General Electric (GE) tarafından Mark VI türbin kontrol sistemi için tasarlanan yüksek performanslı bir VME veriyolu tek kartlı bilgisayardır (SBC). UCVE serisi kontrolörler içinde gelişmiş 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.

IS215UCVEM06A, standart UCVEH2 kontrol ünitesinin tüm özelliklerini temel alan ve çeşitli 10BaseT/100BaseTX Ethernet bağlantı noktaları ve Profibus DP arayüzleri de dahil olmak üzere birden fazla yardımcı iletişim arayüzünü entegre eden, UCVE serisi içinde üst düzey, çok işlevli bir modeldir ve bu da onu karmaşık endüstriyel iletişim senaryolarına uygun hale getirir. 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.

M06 modeli, çoklu ağ izolasyonu, birden fazla Profibus bağımlı cihazına bağlantı ve yüksek hızlı veri alışverişi için eşzamanlı destek gerektiren karmaşık uygulama senaryoları için özellikle uygundur. Zengin iletişim arayüzleri, onu büyük kombine çevrim enerji santralleri, çok üniteli koordineli kontrol sistemleri ve çok sayıda üçüncü taraf cihazla iletişim gerektiren endüstriyel ortamlar için ideal bir seçim haline getiriyor.

II. Anahtar İşlevler

1. Kontrol Mantığı Yürütmesi

IS215UCVEM06A 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. Çok Kanallı Ethernet İletişimi

• Birincil Ethernet Arayüzü: TCP/IP, EGD ve Modbus protokollerini destekleyen UDH'ye bağlantı için bir adet 10BaseT/100BaseTX (RJ-45) arayüzü.

• Yardımcı Ethernet Arayüzleri: Ayrı IP mantıksal alt ağları için bağımsız olarak yapılandırılabilen birden fazla ek 10BaseT/100BaseTX (RJ-45) arayüzü; şunları destekler:

• EGD protokolü

• Modbus protokolü
  Bu arayüzler Araç Kutusu aracılığıyla yapılandırılır. Her bir arayüze ayrı bir alt ağ adresi atanarak ağ izolasyonu, yedekli iletişim veya özel veri kanalları etkinleştirilebilir. Rafa her güç verildiğinde denetleyici, Araç Kutusu yapılandırmasını mevcut donanıma göre doğrular.

3. Profibus DP İletişimi

IS215UCVEM06A, uzak G/Ç, sürücüler ve akıllı cihazlar gibi çeşitli Profibus bağımlı cihazlarını bağlamak için birden fazla Profibus DP master Sınıf 1 arayüzünü entegre eder. Bu, onu çok sayıda fieldbus cihazıyla iletişim gerektiren endüstriyel uygulamalar için ideal bir seçim haline getirir.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. Artıklık ve Hata Toleransı Desteği

TMR sistemlerinde IS215UCVEM06A, 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 Arayüzleri: Çoklu RJ-45 konnektörler, 10BaseT/100BaseTX (kesin miktar için teknik özelliklere bakın)

• Profibus DP Arayüzleri: Profibus standartlarıyla uyumlu birden fazla 9 pinli D-sub konnektör

• 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 kapalı konuma getirin. 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 Arayüzleri

Çoklu yardımcı Ethernet arayüzleri IS215UCVEM06A'nın temel bir özelliğidir. Her arayüz ayrı bir IP mantıksal alt ağı için yapılandırılabilir, böylece ağ izolasyonu veya özel iletişim sağlanır. Tipik uygulamalar şunları içerir:

• Ağ yükünü ve çakışmaları azaltmak için farklı işlem alanlarını veya cihazları ayrı ağlarda gruplamak.

• Farklı kontrolör grupları arasında yüksek hızlı veri alışverişi için birden fazla özel EGD ağı oluşturmak.

• Ağ düzeyinde hata toleransı için birden fazla yedek Ethernet kanalı sağlar.

• Siber güvenliği artırmak için gerçek zamanlı kontrol ağının izleme ağlarından ve kurumsal iş ağlarından tamamen izole edilmesi.

Bu arayüzler Toolbox yazılımı aracılığıyla yapılandırılır. Her arayüze ayrı bir alt ağ adresi atanmalıdır (örn. 192.168.1.0, 192.168.2.0, 192.168.3.0, vb.). Denetleyici, başlatma sırasında tüm arayüzlerin yapılandırmasını doğrular.

3. Profibus DP Arayüzleri

Çoklu Profibus DP ana arayüzü, IS215UCVEM06A'nın her bir ağ 125'e kadar bağımlı cihazı destekleyebilecek kapasitede olan birden fazla Profibus ağına aynı anda bağlanmasına olanak tanır. Temel özellikler şunları içerir:

• Master Class 1: Profibus DP-V0 ve DP-V1 standartlarıyla uyumlu olup, proses verilerinin bağımlı birimlerle döngüsel alışverişine ve döngüsel olmayan parametrelendirme, teşhis ve alarm yönetimine olanak sağlar.

• Veri Aktarım Hızı: Otomatik algılama veya manuel yapılandırma seçenekleriyle 9,6 kbit/s'den 12 Mbit/s'ye kadar baud hızlarını destekler.

• Slave Sayısı: Her Profibus arayüzü teorik olarak 125'e kadar Slave cihazını bağlayabilir (gerçek sayı, veri yolu uzunluğu ve baud hızı ile sınırlıdır).

• Tipik Uygulamalar:

• Kontrol sisteminin I/O kapasitesini genişletmek için uzak I/O istasyonlarını bağlama.

• Sürücü kontrolü için değişken frekanslı sürücüler, yumuşak yol vericiler vb. ile iletişim kurma.

• Basınç vericileri, akış ölçerler, analizörler gibi akıllı cihazların bağlanması.

• Üçüncü taraf PLC'ler veya kontrol sistemleriyle veri alışverişi.

4. Seri Arayüzler (COM1 ve COM2)

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

• COM1: Tanılama 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.

5. 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.

6. PMC Genişletme Sitesi

IS215UCVEM06A, IEEE 1386.1 5V PCI standardıyla uyumlu bir PMC genişletme sitesiyle donatılmıştır. Bu site, kontrolörün iletişim yeteneklerini daha da geliştirmek veya aşağıdakiler gibi özel işlevler eklemek için ek işlev modülleri kurmak için kullanılabilir:

• Ek Ethernet arayüzleri.

• Özel fiber optik iletişim modülleri.

• Şifreleme veya güvenlik modülleri.

• Hesaplama için özel ortak işlemciler.

7. 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 kapalı konuma getirin. Pili değiştirirken eşdeğer tipte bir pil kullanın.

V. Çalıştırma ve Teşhis

1. Operasyonel Durum

Belirli uygulama yazılımını yükledikten sonra IS215UCVEM06A kontrol cihazı kontrol mantığını yürütmeye başlar. Normal çalışma sırasında kontrol cihazı, çoklu Ethernet arayüzleri, Profibus arayüzleri 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.

• IP adresleri, alt ağ maskeleri ve Profibus parametreleri dahil tüm iletişim arayüzleri için ağ yapılandırmalarını planlayın.

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: IS215UCVEM06A'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 kablolarını, Profibus kablolarını, seri kabloları vb. bağlayın.

6. Gücü Açın ve Doğrulayın: Gücü açtıktan sonra, denetleyicinin doğru bir şekilde tanındığını ve iletişim kurduğunu doğrulamak için Toolbox yazılımını kullanın ve tüm iletişim arayüzlerinin doğru şekilde yapılandırıldığını kontrol edin.

3. Bakım Önerileri

• Düzenli Sistem Durumu Kontrolleri: Kontrol cihazı durumunu, CPU yükünü, sıcaklığı, her bir iletişim arayüzündeki trafiği 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 (birden fazla iletişim arayüzü güç tüketimini ve ısı üretimini artırabilir).

• 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.

• Profibus Ağ Bakımı: Ağın fiziksel katmanının sağlıklı olduğundan emin olmak için Profibus kablolarını, konektörlerini ve sonlandırma dirençlerini periyodik olarak kontrol edin.

• 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 IS215UCVEM06A 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.

• Profibus Kablolaması: Profibus kablolarının teknik özellikleri karşıladığından ve sonlandırma dirençlerinin doğru şekilde takıldığından emin olun.

• Konfigürasyon Uyumluluğunu Doğrulayın: Toolbox konfigürasyonunun yeni donanımla, özellikle birden fazla yardımcı Ethernet arayüzü ve Profibus arayüzü konfigürasyonuyla eşleştiğinden emin olun.

VII. Uygulamalar

Zengin iletişim arayüzleri ile IS215UCVEM06A kontrol cihazı aşağıdaki karmaşık senaryolarda yaygın olarak kullanılır:

• Büyük Kombine Çevrim Enerji Santralleri:

• Çoklu gaz türbinlerinin, buhar türbinlerinin ve ısı geri kazanımlı buhar jeneratörlerinin çalışmasının koordine edilmesi.

• Sırasıyla bireysel ünite kontrol ağlarına, tesis çapında izleme ağlarına ve şebeke dağıtım ağlarına bağlanmak için farklı Ethernet arayüzlerinin kullanılması.

• Profibus arayüzleri aracılığıyla çok sayıda saha cihazının ve aktüatörün bağlanması.

• Çok Üniteli Koordineli Kontrol Sistemleri:

• Birden fazla üniteye sahip enerji santrallerinde koordinasyon kontrolörü olarak hizmet verir, birden fazla EGD ağı üzerinden bireysel ünite kontrolörleri ile veri alışverişi yapar.

• Birimler arasında yük dağıtımı, yedek kapasite yönetimi ve genel verimlilik optimizasyonunun uygulanması.

• Karmaşık Proses Endüstrisi Kontrolü:

• Çok sayıda Profibus saha cihazının bağlanmasının gerekli olduğu petrokimya ve metalurji gibi endüstrilerde.

• Proses kontrol ağını, güvenlik enstrümanlı sistem ağını ve kurumsal yönetim ağını izole etmek için farklı Ethernet arayüzlerinin kullanılması.

• Kompresör İstasyonu Kontrolü:

• Birden fazla kompresörün paralel çalıştığı tesislerde istasyon kontrolörü olarak görev yapmak.

• Her kompresör için titreşim izleme sistemlerinin, dalgalanma önleyici valflerin ve yardımcı ekipmanların Profibus arayüzleri aracılığıyla bağlanması.

• Ayrı Ethernet arayüzleri aracılığıyla sevk merkezine, yerel HMI'ya ve uzaktan bakım ağına bağlanma.

• Jeneratör İkazı ve Trafo Merkezi Otomasyonu:

• Profibus aracılığıyla ikaz sistemleriyle arayüz oluşturma, statik ikaz sistemlerinin güç dolaplarına, ikaz giderme dolaplarına vb. bağlanması.

• Trafo merkezi otomasyon sistemleri ve koruma bilgi yönetim sistemleri ile Ethernet arayüzleri üzerinden iletişim kurma.

• Yüksek Ağ Esnekliği Gerektiren Yükseltme ve Güçlendirme Projeleri:

• Modern iletişim yetenekleri kazanmak için eski UCVB ve UCVD denetleyicilerinin değiştirilmesi.

• Mevcut I/O ve saha cihazlarını korurken Profibus ve yüksek hızlı Ethernet iletişimiyle tanışın.