DS200LDCCH1A là Bảng mạch Truyền thông LAN/Điều khiển Truyền động được thiết kế bởi General Electric (GE) Motors & Industrial Systems cho các bộ truyền động và bộ kích thích dòng DIRECT-O-MATIC 2000. Thuộc dòng LDCC (Điều khiển ổ đĩa/Bảng truyền thông LAN), bo mạch này là phiên bản H1 và đóng vai trò là thành phần điều khiển cốt lõi cho các hệ thống ổ đĩa dòng GE 2000, tích hợp điều khiển ổ đĩa, điều khiển động cơ và các chức năng giao tiếp mạng cục bộ.
Chức năng chính của bảng điều khiển ổ đĩa LDCC là cung cấp khả năng điều khiển chính cho các ổ đĩa và động cơ, xử lý I/O và điều khiển giao tiếp mạng cục bộ. Bo mạch sử dụng kiến trúc đa bộ xử lý, bao gồm bốn bộ vi xử lý xử lý các tác vụ điều khiển ổ đĩa, điều khiển động cơ, đồng xử lý và giao tiếp mạng LAN, đáp ứng nhu cầu của nhiều ứng dụng khác nhau từ ổ đĩa vừa và nhỏ đến hệ thống ổ đĩa nhiều cầu lớn. Giao diện vận hành tích hợp (Lập trình viên) hỗ trợ điều chỉnh phần mềm và kiểm tra chẩn đoán, cho phép cấu hình tham số và khắc phục sự cố mà không cần công cụ bổ sung.
Bo mạch DS200LDCCH1A thể hiện công nghệ tiên tiến của GE trong điều khiển truyền động và có các đặc điểm sau:
Kiến trúc đa bộ xử lý: Tích hợp bốn bộ vi xử lý độc lập xử lý các chức năng điều khiển, ứng dụng, I/O và giao tiếp tương ứng.
Giao diện vận hành trên bo mạch: Màn hình kỹ thuật số 16 ký tự và mô-đun Lập trình viên tùy chọn hỗ trợ điều chỉnh và chẩn đoán thông số tại chỗ.
Nhiều tùy chọn đặt lại: Hỗ trợ đặt lại phần cứng, đặt lại phần mềm, đặt lại tín hiệu bên ngoài và bảo vệ cơ quan giám sát.
Giao tiếp mạng LAN linh hoạt: Hỗ trợ nhiều hệ thống bus khác nhau bao gồm DLAN+, DLAN, Genius Bus, liên kết nối tiếp CPL và C-bus.
Chương trình cơ sở có thể lập trình lại: Flash PROM hỗ trợ nâng cấp trường và EEPROM hỗ trợ tải xuống tham số.
Giao diện I/O phong phú: Cung cấp nhiều giao diện tương tự, kỹ thuật số, tần số và truyền thông.
Sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền động DC, hệ thống biến tần AC, hệ thống kích thích và các ứng dụng điều khiển quy trình công nghiệp khác nhau, đặc biệt trong các ứng dụng truyền động công nghiệp yêu cầu điều khiển hiệu suất cao và giao tiếp mạng.
II. Chức năng chính
1. Điều khiển truyền động và động cơ
Bo mạch DS200LDCCH1A chứa bốn bộ vi xử lý xử lý các chức năng điều khiển, ứng dụng và I/O:
| Vị trí bộ xử lý Chức |
năng |
Mô tả |
| Bộ xử lý điều khiển ổ đĩa (DCP) |
U1 |
Có các thiết bị ngoại vi I/O tích hợp bao gồm giải mã địa chỉ, bộ điều khiển ngắt, bộ đếm thời gian/bộ đếm và bộ điều khiển DMA; xử lý giao diện người dùng, vòng điều chỉnh (chẳng hạn như tốc độ và vị trí) và các chức năng cấp hệ thống |
| Bộ xử lý điều khiển động cơ (MCP) |
U21 |
Điều khiển I/O kỹ thuật số thông thường và tốc độ cao, I/O analog, bộ hẹn giờ/bộ đếm và bộ đếm thời gian theo dõi; xử lý các vòng bên trong (như điều chỉnh dòng điện) và các chức năng dành riêng cho động cơ (như điều khiển pha DC, điều khiển chuyển động AC) |
| Bộ xử lý đồng động cơ (CMP) |
U35 |
Thực hiện các chức năng chuyên sâu về toán học để hỗ trợ các thuật toán điều khiển động cơ vượt quá khả năng của MCP; chỉ được sử dụng trong các ổ đĩa yêu cầu sức mạnh xử lý bổ sung |
| Bộ xử lý điều khiển mạng LAN (LCP) |
U18 |
Kiểm soát truyền thông mạng cục bộ, xử lý I/O từ tối đa năm hệ thống bus khác nhau |
2. Kiểm soát truyền thông
Bo mạch DS200LDCCH1A điều khiển truyền thông mạng LAN thông qua bộ xử lý LCP, hỗ trợ các hệ thống bus sau:
DLAN+: Giao thức LAN ổ đĩa dựa trên ARCNET của GE
DLAN: Ổ đĩa LAN của GE được sử dụng cho các ổ đĩa nhỏ hơn và các ổ đĩa lớn trước đó
Genius Bus: Được kết nối thông qua bảng giao diện như DS200ADGI
CPL (Control Party Line): Liên kết nối tiếp thông qua bảng giao diện như DS200ADCI
C-bus: Bus vi sai song song thông qua bảng giao diện như DS200ADCI
3. Phần mềm tích hợp
Bo mạch DS200LDCCH1A lưu trữ phần mềm trong nhiều thiết bị bộ nhớ khác nhau:
Flash PROM (U6, U7, U11, U12, U22, U23): Lưu trữ dữ liệu cấu hình và có thể được lập trình lại tại hiện trường.
EEPROM (U9): Lưu trữ các tham số có thể điều chỉnh theo trường, được tải xuống bằng các công cụ cấu hình ổ đĩa.
4. Giao diện vận hành
Bảng DS200LDCCH1A cung cấp hai phương thức giao diện người vận hành:
Màn hình kỹ thuật số 16 ký tự trên bo mạch: Hiển thị mã lỗi và trạng thái hoạt động.
Mô-đun lập trình viên (Tùy chọn): Kết nối qua đầu nối KPPL, có bàn phím chữ và số và cửa sổ hiển thị để điều chỉnh phần mềm và kiểm tra chẩn đoán.
5. Tùy chọn đặt lại
Bo mạch DS200LDCCH1A cung cấp bốn phương pháp đặt lại:
Đặt lại phần cứng: Thông qua nút nhấn RESET trên bo mạch.
Đặt lại tín hiệu bên ngoài: Thông qua việc áp dụng +5 đến +24 V dc cho chân 30 của đầu nối 6PL.
Đặt lại phần mềm: Thông qua phần mềm hoặc phím đặt lại của mô-đun Lập trình viên.
Cơ quan giám sát: Tự động thiết lập lại bằng cơ quan giám sát phần cứng nội bộ.
III. Kiến trúc phần cứng
1. Cơ cấu HĐQT
Bo mạch DS200LDCCH1A sử dụng cấu trúc bảng mạch in tiêu chuẩn và bao gồm:
Bốn bộ vi xử lý: DCP (U1), MCP (U21), CMP (U35), LCP (U18)
Flash PROM: 6 thiết bị (U6, U7, U11, U12, U22, U23)
EEPROM: 1 thiết bị (U9)
Điểm kiểm tra trên tàu: Nhiều trụ kim loại để khắc phục sự cố
Đèn LED: Đèn LED biểu đồ thanh DN1 để hiển thị mã lỗi
Bộ nhảy phần cứng: Bộ nhảy kiểu Berg và bộ nhảy có dây cứng
Nhiều đầu nối: 10 đầu nối cáp tích hợp
2. Đèn báo
Đèn LED biểu đồ thanh DN1 được sử dụng để hiển thị mã lỗi biến tần:
| phạm vi mã lỗi |
Chế độ hiển thị |
| 1-399 |
Mẫu BCD tốc độ nhấp nháy chậm (2 đèn LED ngoài cùng bên trái mã hóa chữ số 100, 4 đèn LED tiếp theo mã hóa chữ số 10, đèn LED ngoài cùng bên phải mã hóa chữ số hàng đơn vị) |
| 400-1023 |
Mẫu nhị phân tốc độ chớp mắt nhanh hơn (đèn LED ngoài cùng bên trái là 2^8=512, giảm dần theo thứ tự) |
| Không có lỗi hoặc ổ đĩa không chạy |
Nhấp nháy tuần tự, hai lần một lần, từ vị trí bên ngoài vào trong đến giữa và quay lại |
Các đèn LED này cũng có thể được đặt bằng bộ nhảy phần mềm để hiển thị các biến số truyền động trong khi vận hành (chẳng hạn như chế độ biểu đồ thanh tuyệt đối hoặc có dấu), nhưng cài đặt này không ngăn cản hiển thị lỗi đèn LED.
3. Điểm kiểm tra
| điểm kiểm tra |
tên |
Định nghĩa |
| TP8 |
FCLK |
đầu ra dao động 8 MHz; trong DC2000, biểu diễn tương tự của dòng điện phần ứng (+2 V offset, 0,5 V = 1 pu); trong AC2000, biểu diễn tương tự của dòng điện động cơ pha A (+2,5 V) |
| TP3 |
P15 |
Nguồn điện +15 V được điều chỉnh (±5%) |
| TP4 |
N15 |
Nguồn điện -15 V được điều chỉnh (±5%) |
| TP6 |
DCOM |
Điểm tham chiếu chung 0 V |
| TP2 |
Tính thường xuyên |
Tần số dòng đầu vào |
| TP5 |
P5 |
Nguồn điện +5 V được điều chỉnh (±5%) |
| TP7 |
VTP |
Ở DC2000, điện áp phần ứng động cơ (3,4 V = 1 pu) |
4. Bộ nhảy phần cứng
| Chức Jumper |
năng |
Vị trí 1-2 |
Vị trí 2-3 |
| JP1 |
Bảo vệ ghi EEPROM |
Kích hoạt ghi (bắt buộc để sửa đổi EEPROM) |
Viết vô hiệu hóa |
| JP14-16 |
Lựa chọn trình điều khiển DLAN |
Mạch DLAN bị cô lập |
Trình điều khiển/bộ thu RS-422 |
| JP17-18 |
Điện trở kết thúc DLAN |
Điện trở kết thúc trong |
Điện trở kết thúc ra |
| JP19 |
Kết nối tinh thể bộ xử lý |
Tình trạng chạy bình thường |
Thử nghiệm sản xuất |
| JP22 |
Kích hoạt xung nhịp MCP 16 MHz |
Đã bật (cần thiết để hoạt động bình thường) |
Chỉ thử nghiệm sản xuất |
| JP7 |
Phản hồi VCO đạt được |
Tăng bình thường |
Tăng mức tăng 6:1 |
| JP8 |
Mạch giá trị tuyệt đối phản hồi VCO |
Chế độ tuyệt đối (đối với máy đo tốc độ AC tương tự) |
Chế độ bình thường |
| WJ1-WJ4 |
Jumper có dây cứng |
Tính năng dành riêng cho các ứng dụng trong tương lai |
— |
IV. Mô tả giao diện chi tiết
1. Đầu nối 1PL (đến Bảng giao diện cầu)
Đầu nối 1PL kết nối với Bảng giao diện cầu, chủ yếu truyền đầu vào analog, đầu vào tần số, đầu ra tốc độ cao, đầu ra rời rạc và các tín hiệu khác.
2. Đầu nối 2PL (đến Bảng cấp nguồn mức tín hiệu)
Đầu nối 2PL kết nối với Bảng cấp nguồn mức tín hiệu, cung cấp nguồn điện ±5 V, ±15 V, ±24 V và tín hiệu /PSEN.
3. Đầu nối 3PL (đến Bảng vi ứng dụng EX2000)
Đầu nối 3PL được sử dụng cho các ứng dụng bộ kích thích EX2000, truyền các đường bus dữ liệu đệm, đường địa chỉ, tín hiệu điều khiển, v.v. Chỉ được sử dụng trong các ứng dụng bộ kích thích EX2000.
4. Đầu nối 6PL (đến Terminal Board)
Đầu nối 6PL là giao diện chính giữa LDCC và bảng đầu cuối bên ngoài, bao gồm:
Dây điều khiển: CTLN1/CTLN2 (Mạch điều khiển contactor MA)
Đầu vào kỹ thuật số: RUN (chạy), JOG (chạy bộ), POL (cực), XSTP (dừng phụ)
Đầu vào tương tự: P1B-P4B, ASPO, VC3NB/VC3PB, VC4NB/VC4PB
Đầu ra tương tự: DA1/DA2 (D/A 12 bit), MET1-MET3 (D/A 8 bit)
Giao diện truyền thông: TDB/RDB/RTSB (RS-232C)
Đặt lại đầu vào: RESET (+5 đến +24 V dc)
5. Đầu nối 7PL (đến Bảng giao diện tín hiệu)
Đầu nối 7PL kết nối với Bảng giao diện tín hiệu, truyền:
Tín hiệu mã hóa: E1UP/E1DN, E2UP/E2DN, E1Z/E2Z
Kênh tương tự SPC: SPA1, SPA2
Tín hiệu đồng bộ hóa: SPSYN (đầu vào/đầu ra)
Giao tiếp nối tiếp: SPTX, SPRX
6. Đầu nối 8PL (đến bo mạch đầu cuối ổ đĩa)
Đầu nối 8PL kết nối với Drive Terminal Board, bao gồm:
Giao tiếp RS-422: FA, FB
Giao diện bộ mã hóa: EOAB/OE0AB, EOBB/OE0BB, EOMB/OE0MB
Đầu vào điều khiển mục đích chung: CI1-CI8 (±24 V dc, trở kháng đầu vào 27 kΩ, bộ lọc phần cứng 2 ms)
7. Đầu nối 11PL (đến Mô-đun điều khiển đồng hồ)
Đầu nối 11PL kết nối với Mô-đun điều khiển đồng hồ, cung cấp đầu ra bốn mét (MTR1-MTR4).
8. Đầu nối ARCPL (đến Bảng giao diện ARCNET/DLAN)
Đầu nối ARCPL kết nối với Bảng giao diện ARCNET/DLAN, truyền tín hiệu liên lạc DLAN (TXAN/TXAP, TXBN/TXBP, TXA/TXB).
9. Đầu nối IOPL (to LAN Terminal Board)
Đầu nối IOPL kết nối với Bảng đầu cuối LAN, truyền các dòng dữ liệu I/O (dòng dữ liệu đầu vào 1-8, dòng dữ liệu đầu ra 1-7).
10. Đầu nối KPPL (đến Module lập trình viên)
Đầu nối KPPL kết nối với mô-đun Lập trình viên tùy chọn, cung cấp chức năng quét bàn phím và hiển thị tín hiệu ổ đĩa.
11. Đầu nối LNPL (đến Bảng giao diện bus Genius/CPL)
Đầu nối LNPL kết nối với Bảng giao diện bus Genius/CPL, truyền các đường dữ liệu được đệm, đường địa chỉ, tín hiệu điều khiển, v.v.
V. Cài đặt và bảo trì
1. Vị trí lắp đặt
Bo mạch DS200LDCCH1A được lắp đặt trong hộp đựng bo mạch của tủ điều khiển ổ đĩa, hướng về phía trước. Bo mạch xử lý tín hiệu và mô-đun lập trình viên có thể được gắn trực tiếp lên bo mạch LDCC.
2. Thủ tục thay thế
Tắt nguồn: Tắt nguồn cấp cho biến tần, đợi vài phút để tụ điện phóng điện và kiểm tra để xác minh rằng không có nguồn điện.
Mở cửa tủ: Truy cập vào khu vực bảng mạch in.
Ngắt kết nối cáp: Cẩn thận ngắt kết nối tất cả các cáp (bao gồm cả cáp với bất kỳ bo mạch nào được gắn trên LDCC).
Nhả các chốt: Đẩy các chốt nhựa về phía sau để tháo bảng LDCC.
Tháo các phụ kiện: Nếu đã lắp đặt Bảng xử lý tín hiệu hoặc mô-đun Lập trình viên, hãy tháo chúng ra.
Cấu hình bảng mới: Đặt tất cả các thành phần có thể cấu hình trên bảng mới vào cùng vị trí như trên bảng được thay thế.
Lắp bo mạch mới: Lắp bo mạch LDCC mới, đảm bảo tất cả các chốt khóa đều khớp vào đúng vị trí.
Cài đặt phụ kiện: Cài đặt lại Bo mạch xử lý tín hiệu và mô-đun Lập trình viên.
Kết nối lại cáp: Kết nối lại tất cả các cáp như được dán nhãn, đảm bảo chúng được đặt đúng cách ở cả hai đầu.
3. Thay thế EEPROM U9
EEPROM U9 chứa các tham số phần mềm có thể điều chỉnh trường của ổ đĩa. Phần mềm có thể được chuyển từ bo mạch cũ sang bo mạch mới bằng cách di chuyển chip:
Cẩn thận tháo chip EEPROM ra khỏi bo mạch cũ.
Lắp nó vào đúng ổ cắm trên bo mạch mới, đảm bảo định hướng chính xác.
Nếu các triệu chứng lỗi tương tự vẫn tiếp diễn, hãy cài đặt EEPROM mới đi kèm với bo mạch mới và tải xuống cấu hình ổ đĩa bằng các công cụ phần mềm.
4. Khuyến nghị bảo trì
Biện pháp phòng ngừa ESD: Luôn đeo dây nối đất khi xử lý bảng. Bảo quản bảng trong túi chống tĩnh điện.
Kiểm tra định kỳ: Kiểm tra các đầu nối xem có bị lỏng không và các chốt nhựa để buộc chặt an toàn.
Quản lý phụ tùng thay thế: Nên giữ ít nhất một bảng LDCC giống hệt tại chỗ để dự phòng để giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động.
VI. Ứng dụng
Bảng mạch truyền thông LAN/điều khiển ổ đĩa DS200LDCCH1A được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp sau:
Hệ thống truyền động DC DC2000: Cung cấp các chức năng điều khiển hoàn chỉnh cho bộ truyền động động cơ DC.
Hệ thống tần số biến đổi AC AC2000: Cung cấp các chức năng điều khiển cho bộ truyền động động cơ AC.
Hệ thống điều khiển kỹ thuật số CB2000: Đóng vai trò là bộ xử lý cốt lõi cho các hệ thống điều khiển.
Hệ thống kích thích EX2000: Được sử dụng để điều khiển kích thích máy phát điện.
Hệ thống điều khiển tần số FC2000: Cung cấp các chức năng điều khiển trong các hệ thống điều khiển tần số thay đổi.
Hệ thống điều khiển máy phát điện GF2000: Được sử dụng để điều khiển và bảo vệ máy phát điện.
Hệ thống điều khiển động cơ ME2000: Cung cấp các chức năng điều khiển cốt lõi trong các ứng dụng điều khiển động cơ.
Hệ thống truyền động nhiều cầu: Hỗ trợ các ứng dụng truyền động nhiều cầu lớn.
