GE IS220PSCAH1A PSCA Seri İletişim I/O Paketi

IS220PSCAH1A, General Electric (GE) tarafından Mark VIe ve Mark VIeS dağıtılmış kontrol sistemleri için tasarlanan ve PSCA Seri İletişim I/O paketi olarak bilinen önemli bir arayüz bileşenidir. Bu modül, endüstriyel otomasyon ve kontrol sistemlerinde hayati bir rol oynar ve üst katman Ethernet kontrol ağı ile çeşitli alt katman seri iletişim cihazları arasında bir protokol dönüştürme merkezi ve elektriksel arayüz köprüsü görevi görür.

Geleneksel, yaygın olarak kullanılan seri iletişim protokollerini (RS-232, RS-422, RS-485 gibi) modern Ethernet tabanlı Mark VIe IONet'e entegre eden PSCA modülü, eski ve yeni ekipmanlar arasındaki uyumluluk sorunlarını etkili bir şekilde çözer, kullanıcı yatırımlarını korur ve çok sayıda seri cihaz için birleşik veri toplama ve yönetimini mümkün kılar. Akıllı vericiler, değişken frekanslı sürücüler, sürücü sistemleri ve Modbus veya özel seri protokolleri destekleyen diğer cihazlarla iletişim gerektiren endüstriyel uygulamalar için özellikle uygundur.

IS220PSCAH1A model numarası özellikle modülün 'beyni' görevi gören ve iletişim protokollerini yürütmekten, verileri yönetmekten ve kendi kendine teşhis yapmaktan sorumlu olan bir BPPB model işlemci kartı içerdiğini belirtir.

2. Donanım Mimarisi ve Fiziksel Arayüzler

PSCA modülünün donanım tasarımı, esas olarak iki bölümden oluşan, oldukça entegre ve modüler bir yaklaşımı yansıtmaktadır:

1. Ortak İşlemci Kartı (BPPx): Bu, tüm Mark VIe dağıtılmış I/O paketleri için ortak temeldir. IS220PSCAH1A'da özellikle BPPB işlemci kartıdır. Kontrol mantığını yürütür, ağ iletişimini yönetir, modül gücünü yönetir ve yerleşik tanılama aygıt yazılımını çalıştırır. Bu işlemci kartı, modül ile Mark VIe kontrol cihazı arasındaki veri alışverişinin çekirdeğini oluşturur.

2. Özel Seri İletişim Kartı: Bu, PSCA modülünün benzersiz parçasıdır. Bu kart, her biri farklı iletişim standartlarına uyum sağlayacak şekilde yazılım aracılığıyla ayrı ayrı yapılandırılabilen altı bağımsız seri iletişim kanalı alıcı-vericisini entegre eder.

Modülün fiziksel arayüz tasarımı kompakt ve pratiktir; özellikle aşağıdakileri içerir:

• Giriş Arayüzleri:

• Çift RJ-45 Ethernet Bağlantı Noktaları (ENET1 ve ENET2): Bu bağlantı noktaları, modül için yedekli veya tek ağ bağlantıları sağlar. Mark VIe IONet'e bağlanarak kontrol cihazıyla veri alışverişinin omurgasını oluştururlar. Modül her iki bağlantı noktasını da tek başına kullanarak çalışabilir. Her ikisi de bağlıysa standart uygulama, ENET1'i birincil (R) denetleyici ağıyla ilişkilendirmektir; ancak modülün kendisi bağlantı noktası seçimine duyarlı değildir ve düzgün çalışmayı otomatik olarak kararlaştıracaktır.

• 3 pinli Güç Giriş Konektörü: Çalışma gücü sağlar. Önemli bir özellik, modülün, açılış sırasında ani akımı kontrol eden, çalışırken değiştirmeye olanak tanıyan ve bakımı büyük ölçüde kolaylaştıran doğal yumuşak başlatma yeteneğidir.

• Çıkış Arayüzü:

• DC-62 pinli Yüksek Yoğunluklu Konektör: Paketin alt tarafında bulunur ve doğrudan ilgili SSCA Seri İletişim Terminal Kartına takılır. Bu konnektör altı seri kanalın tamamına ait sinyalleri, güç çıkışını ve paket ile terminal panosu arasındaki tanımlama sinyallerini taşır.

• Mekanik Sabitleme ve Teşhis:

• Ethernet bağlantı noktalarına bitişik dişli ekler, terminal kartı tipine özel bir montaj braketi kullanılarak mekanik sabitlemeye olanak tanır, sağlam bir bağlantı sağlar ve DC-62 pinli konnektör üzerinde dik açılı kuvveti önler.

• Modül ön paneli, saha mühendisleri için sezgisel görsel tanılama sağlayan, güç durumunun, ağ etkinliğinin, işlemci durumunun ve bireysel kanal iletişim durumunun gerçek zamanlı görüntülenmesi için çok işlevli gösterge LED'lerine sahiptir.

3. Temel Fonksiyonlar ve Ayrıntılı Çalışma Prensipleri

PSCA modülünün işlevselliği basit sinyal dönüştürmenin ötesine geçer; karmaşık, yapılandırılabilir iletişim hizmetlerini uygular. Çalışma prensipleri üç açıdan derinlemesine anlaşılabilir: veri akışı, protokol desteği ve spesifik hizmetler.

3.1 Çok Protokollü Seri İletişim Kanalları

Bu, PSCA modülünün temel işlevidir. Altı seri kanalı, her biri esnek bir şekilde yapılandırılabilen bağımsız iletişim birimleridir:

• Desteklenen Standartlar:

• RS-232: Kısa mesafeler (maks. 15 m) için maksimum 115,2 kbps hıza sahip ortak noktadan noktaya, tam çift yönlü standart. PC'lere, yerel ekran birimlerine vb. bağlanmak için uygundur.

• RS-422: Noktadan çok noktaya iletişimi destekleyen, güçlü gürültü bağışıklığına, 305 m'ye kadar iletim mesafesine ve 375 kbps'lik yüksek maksimum hıza sahip bir diferansiyel sinyalleşme standardı. Daha uzun mesafeler ve daha yüksek hızlar gerektiren uygulamalar için idealdir.

• RS-485 (yalnızca Yarı Çift Yönlü): Diferansiyel iletim de kullanan, mükemmel gürültü bağışıklığı, 305 m mesafe ve 115,2 kbps hız sunan, yaygın olarak kullanılan çok noktalı iletişim standardı. Her RS-485 kanalı, PSCA kartı başına maksimum 18 cihaz olmak üzere 8 adede kadar bırakma cihazını destekleyebilir. Küçük cihaz ağları oluşturmak için idealdir.

• Konfigürasyon Esnekliği: Her kanalın fiziksel katman özellikleri, aşağıdakiler dahil olmak üzere ToolboxST mühendislik yazılımı aracılığıyla bağımsız olarak yapılandırılabilir:

• Baud Hızı (300 ila 115.200 bps)

• Veri Bitleri (7 veya 8)

• Durdurma Bitleri (1 veya 2)

• Parite (Yok, Tek, Çift)

• İstasyon Adresleri (çoklu bağlantı tanımlaması için)

• Uygulama Mekanizması: Gerçek elektriksel özellikler ve sonlandırma, PSCA paketinin kendisinde değil, eşleşen SSCA Terminal Kartında ayarlanır. Terminal panosundaki köprüler, seçilen iletişim modu (RS-232/422/485) için gereken sonlandırma dirençlerini ve hat yapılandırmasını yapılandırır. PSCA paketi, DC-62 pinli konnektör aracılığıyla terminal panosuna sinyaller gönderir ve bu daha sonra sahadaki seri cihazlara bağlanır.

3.2 Veri Akışı İşleme ve Denetleyici Etkileşimi

PSCA'dan denetleyiciye veri akışı, hiyerarşik işleme yeteneğini yansıtan iki farklı türde işlenir:

• Sabit G/Ç:

• Honeywell Basınç Dönüştürücüleri: Bağlantı noktaları 1 ve 2'ye ayrılmış RS-422'yi kullanın. Her bağlantı noktası en fazla 6 dönüştürücüyü destekler. Protokol, iletişim kayıp sayaçları gibi güçlü hata toleransı içerir. Art arda 4 kaçırmanın ardından modül, giriş basıncını güvenli bir değere (1,0 psi) zorlar ve bir teşhis alarmı verir; Art arda 4 başarılı iletişimden sonra zorlamayı ortadan kaldırır ve alarmı temizler.

• Kollmorgen Elektrikli Sürücü: Herhangi üç bağlantı noktasını kullanabilir (ancak üçten fazla olamaz), 19200 baud hızında RS-422 noktadan noktaya iletişim kullanır.

• Her sinyal, kontrolörün sinyal alanına eşlenir ve doğrudan kontrol mantığı tarafından kullanılabilir.

• Her sinyalin kalitesini gerçek zamanlı olarak yansıtan ayrı bir sağlık biti vardır.

• Ham verileri mühendislik birimlerine dönüştürmek için dengeleme ve kazanç ölçeklendirmesini destekler.

• Bu sinyallerin çoğu, alarmları veya kilitleme korumasını tetikleyebilecek kapasitede, sistem limit kontrolü için yapılandırılmıştır.

• Tanım: Bu veriler, belgede Honeywell Akıllı Basınç Transdüserleri ve Kollmorgen Electric Drive verileri olarak açıkça bahsedilen belirli, yüksek performanslı cihazlarla ilişkilidir.

• İşleme Mekanizması: Sabit G/Ç en yüksek öncelikli işlemeyi alır. Veriler, geleneksel I/O ile aynı şekilde her karede tamamen işlenir. Bu şu anlama gelir:

• İletişim Özellikleri:

• Modbus G/Ç (İkinci Sınıf G/Ç):

• Veri Tutarlılığı: Tutarlılık, cihaz veya kart düzeyinde değil, yalnızca sinyal düzeyinde garanti edilir. Bu, aynı cihazdan gelen sinyallerin tek bir aktarımda aynı anda örneklenemeyeceği anlamına gelir.

• Sağlık İzleme: Sağlık bitleri bireysel noktalara atanır. Bir sinyalin sağlıksız olduğu bildirilmeden önce art arda üç mola verilmesi gerekir. Giriş değeri, söz konusu sinyal için art arda dördüncü kez zaman aşımı meydana geldikten sonra temizlenir.

• Sistem Limit Kontrolü Yok: Toplu işlem ve gerçek zamanlı olmayan doğa nedeniyle, bu sinyaller üzerinde sistem limit kontrolü yapılmaz.

• Tanım: Bu veriler Modbus protokolü aracılığıyla bağlanan çeşitli bağımlı cihazlardan gelir. Potansiyel olarak büyük veri hacmi nedeniyle her karenin tam olarak işlenmesi mümkün değildir.

• İşleme Mekanizması: Modbus verileri 'İkinci Sınıf I/O' olarak sınıflandırılır. Modül birden fazla sinyali paketler ve bunları daha düşük bir güncelleme hızında (yapılandırılabilir: 0,5, 1, 2 veya 4 Hz) IONet üzerindeki özel bir hizmet aracılığıyla toplu olarak Mark VIe kontrol cihazına aktarır.

3.3 Seri Modbus Ana Hizmeti

PSCA modülü, altı seri bağlantı noktasının tümünde Modbus Master olarak çalışmayı destekler. Bu, veri istemek (okumak) veya göndermek (yazmak) için seri ağdaki Modbus bağımlı cihazlarını aktif olarak yoklayabileceği anlamına gelir.

• Yapılandırılabilir Parametreler (Port Düzeyi): Temel seri parametrelere (baud hızı vb.) ek olarak aşağıdakileri içerir:

• İstasyon Adres Listesi.

• Cihaz başına zaman aşımı (milisaniye).

• 32-bit Veri Sözcüğü Sıralaması (örn. önce LSW veya MSW), değişken sayıların veya uzun tamsayıların işlenmesi için çok önemlidir.

• Cihaz Yanıt Gecikme Süresi.

• Yapılandırılabilir Parametreler (Sinyal Seviyesi): ToolboxST'de her Modbus veri noktası için:

• Sinyal Tipi (örn. Bobin, Giriş Kaydı, Tutma Kaydı).

• Kayıt Numarası.

• Okuma/Yazma Erişimi.

• Aktarım Hızı (0,5, 1, 2, 4 Hz).

• Ölçeklendirme: Ham min/maks, Mühendislik min/maks.

• Desteklenen Fonksiyon Kodları: Okuma Bobinleri (01), Giriş Kayıtlarını Okuma (04), Tek Kayıt Yazma (06), Çoklu Kayıt Yazma (16) vb. gibi yaygın Modbus işlemlerini kapsar.

• Hata Toleransı: Modül periyodik olarak (her 10 saniyede bir) yanıt vermeyen bir ikincil cihazla iletişimi yeniden kurmaya çalışır.

3.4 Ethernet Modbus Ana Hizmeti

Seri Modbus'un yanı sıra PSCA modülü, Ethernet Modbus TCP/IP Master hizmeti için iki Ethernet bağlantı noktasından birini özel olarak kullanabilir. Bu işlevin Simplex ağ topolojisinde kullanımı sınırlıdır.

• Ağ Yapılandırması: Modbus TCP IP adresi IONet alt ağ aralığının dışında olmalıdır. Tüm Ethernet Modbus istasyonları ToolboxST'deki 'Port 7' aracılığıyla yapılandırılır.

• Ölçek ve Performans: Tek bir PSCA modülü 18 adede kadar Ethernet Modbus istasyonunu destekleyebilir. İstasyon başına CPU yükü, talep edilen kayıt sayısına ve güncelleme hızına göre değişir. Birden fazla istasyon ve/veya büyük veri hacimleri söz konusu olduğunda, sistem testi sırasında veri çıkışı doğrulanmalıdır.

• İletişim Mekanizması: Açık Modbus/TCP spesifikasyonunu takip eder. Modül bir yeniden deneme mekanizması kullanır: bir yanıt zaman aşımına uğrarsa (varsayılan 1 saniye), alımı 6 defaya kadar yeniden dener, bu da tek zaman aşımı ayarının 6 katı toplam etkili zaman aşımı ile sonuçlanır. Art arda üç 'Yanıt Yok' olayından sonra, modül bağlantıyı kapatır ve periyodik olarak bağlantıyı yeniden kurmaya çalışır.

3.5 Kapsamlı Sinyal İşleme

Hem Sabit Giriş/Çıkış hem de Modbus Giriş/Çıkış için, PSCA modülü ve ToolboxST uygulaması, mühendislik birimlerine/birimlerinden tüm Giriş/Çıkış sinyallerinin tip dökümünü ve ölçeklendirilmesini destekler. Bu, ham cihaz verilerinin, kontrol mantığı tarafından kolayca kullanılabilen anlamlı mühendislik değerlerine sorunsuz bir şekilde dönüştürülmesine olanak tanır.

4. Teşhis ve Bakım

PSCA modülü, sistem güvenilirliğini sağlamak için kapsamlı kendi kendine teşhis özelliğine sahiptir:

• Açılışta Otomatik Test: RAM, flash bellek, Ethernet bağlantı noktaları ve çoğu işlemci kartı donanımının kontrollerini içerir.

• Sürekli İzleme: Doğru çalışma açısından dahili güç kaynaklarını izler.

• Donanım/Yazılım Doğrulaması: Donanım seti eşleşmesi için terminal panosundan, toplama panosundan ve işlemci panosundan elektronik kimliği kontrol eder ve uygulama kodu uyumluluğunu doğrular.

• Gelişmiş Tanılama: Analog girişler yapılandırılabilir sistem limit kontrolünü destekler. Tüm teşhis sinyalleri, aracılığıyla ayrı ayrı kilitlenebilir ve sıfırlanabilir . RESET_DIA sinyali sağlıklı olduklarında Hızlı sorun giderme için ayrıntılı tanılamalar ToolboxST'de mevcuttur.