DS200SDCCG1A là Thẻ 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 SDCC (Thẻ điều khiển ổ đĩa), bo mạch này là một phần của nhóm G1 và đại diện cho phiên bản A. Nó đóng vai trò là thành phần điều khiển cốt lõi cho các hệ thống ổ đĩa dòng GE 2000, tích hợp ba bộ vi xử lý 16 bit hoạt động đồng bộ thông qua RAM cổng kép để cung cấp các chức năng điều khiển hoàn chỉnh cho các ổ đĩa động cơ AC và DC.
Chức năng chính của thẻ điều khiển biến tần SDCC là cung cấp khả năng điều khiển chính cho biến tần và động cơ, xử lý tín hiệu và giao diện I/O của khách hàng. Bo mạch sử dụng kiến trúc ba bộ xử lý, bao gồm Bộ xử lý điều khiển truyền động (DCP), Bộ xử lý điều khiển động cơ (MCP) và Bộ xử lý đồng động cơ (CMP), lần lượt xử lý các giao diện người dùng và các chức năng cấp hệ thống, quy định dòng điện vòng lặp bên trong và các chức năng dành riêng cho động cơ cũng như các tác vụ xử lý chuyên sâu về toán học. Phần mềm tích hợp được lưu trữ trong năm chip bộ nhớ: bốn EPROM (chứa dữ liệu cấu hình do nhà máy lập trình) và một EEPROM (chứa các tham số có thể điều chỉnh theo trường).
Bo mạch DS200SDCCG1A thể hiện công nghệ tiên tiến của GE trong điều khiển truyền động và có các đặc điểm sau:
Kiến trúc ba bộ xử lý: Tích hợp ba bộ vi xử lý 16-bit xử lý các chức năng điều khiển, ứng dụng và I/O tương ứng.
Đèn LED chẩn đoán trên bo mạch: 10 đèn LED hiển thị mã lỗi ở chế độ BCD hoặc nhị phân, tạo điều kiện khắc phục sự cố tại chỗ.
Nhiều tùy chọn đặt lại: Hỗ trợ đặt lại nút nhấn trên bo mạch, đặt lại tín hiệu bên ngoài, đặt lại phần mềm và bảo vệ cơ quan giám sát.
Giao diện I/O phong phú: Cung cấp nhiều giao diện tương tự, kỹ thuật số, tần số và truyền thông.
Khả năng lắp bảng phụ trợ: Chứa các card giao tiếp LAN, card xử lý tín hiệu và các bảng phụ trợ khác.
Tùy chọn cấu hình linh hoạt: Hỗ trợ nhiều bộ nhảy phần cứng và thông số phần mềm khác nhau.
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.
II. Chức năng chính
1. Kiến trúc điều khiển ba bộ xử lý
Thẻ DS200SDCCG1A chứa ba bộ vi xử lý 16 bit hoạt động phối hợp thông qua RAM cổng kép (DPR), cấu hình RAM có thể được truy cập độc lập và đồng thời bởi hai bộ vi xử lý:
| Vị trí bộ xử lý Chức |
năng |
Mô tả |
| Bộ xử lý điều khiển ổ đĩa (DCP) |
U1 |
Bộ vi điều khiển 80C186 với nhiều chức năng ngoại vi tích hợp, bao gồm giải mã địa chỉ (để chọn chip), bộ tạo trạng thái chờ, bộ điều khiển ngắt, bộ đếm thời gian/bộ đếm và bộ điều khiển truy cập bộ nhớ trực tiếp (DMA). Phần mềm DCP bao gồm các giao diện người dùng, các vòng điều chỉnh bên ngoài (chẳng hạn như tốc độ và vị trí) và các chức năng cấp hệ thống. |
| Bộ xử lý điều khiển động cơ (MCP) |
U21 |
Bộ vi điều khiển 80C196 với I/O tốc độ cao, I/O kỹ thuật số thông thường, I/O analog, bộ đếm thời gian/bộ đếm và bộ đếm thời gian theo dõi. Phần mềm MCP bao gồm các vòng bên trong như bộ điều chỉnh dòng điện và các chức năng cụ thể của động cơ/công nghệ như điều khiển pha DC, điều khiển chuyển động AC và mục đích chung AC. |
| Bộ xử lý đồng động cơ (CMP) |
U35 |
Bộ xử lý tín hiệu số TMS320 C25 thực hiện các chức năng toán học chuyên sâu cho các thuật toán điều khiển động cơ quá phức tạp đối với MCP. Chỉ được sử dụng trong các ổ đĩa yêu cầu khả năng xử lý bổ sung. CMP chỉ giao tiếp với RAM cổng kép EPROM và MCP/CMP. |
2. Phần mềm và bộ nhớ tích hợp
Thẻ DS200SDCCG1A lưu trữ phần mềm trong năm chip bộ nhớ:
EPROM (U11, U12, U22, U23): Bốn EPROM chứa dữ liệu cấu hình được lập trình tại nhà máy.
EEPROM (U9): Một EEPROM chứa các tham số có thể điều chỉnh trường.
Lưu ý quan trọng: Thẻ DS200SDCCG1A (phiên bản không có chip nhớ) có khe cắm trống. Khi đặt mua bo mạch thay thế, hãy chỉ định thẻ DS215SDCCG1A để đảm bảo có năm chip bộ nhớ.
3. Màn hình chẩn đoán LED
Thẻ DS200SDCCG1A cung cấp 10 đèn LED chẩn đoán hiển thị mã lỗi ở chế độ nhấp nháy:
| 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 hàng trăm, 4 đèn LED tiếp theo mã hóa chữ số hàng chục, 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 2^9=512, đèn LED thứ hai là 2^8=256, v.v.) |
| Không có lỗi hoặc ổ đĩa không chạy |
Nhấp nháy liên tiếp, hai lần cùng một lúc, nhấp nháy từ vị trí bên ngoài vào trong đến giữa và quay lại |
Những đèn LED tương tự này có thể được thiết lập bằng jumper phần mềm để hiển thị thô các biến số ổ đĩa khi chạy (chẳng hạn như ở chế độ biểu đồ thanh tuyệt đối hoặc có dấu). Cài đặt này không hạn chế hiển thị lỗi LED.
4. Đặt lại mạch
DS200SDCCG1A cung cấp bốn phương thức đặt lại, bao gồm nút nhấn RESET:
| Phương pháp đặt lại |
Mô tả |
| Nút trên tàu |
Nhấn nút nhấn RESET trên SDCC. |
| Tín hiệu bên ngoài |
Áp dụng +5 đến +24 V dc cho các điểm giao diện của khách hàng trên bảng STBA hoặc NTB/3TB (được giao tiếp với SDCC thông qua 6PL). |
| Kiểm soát phần mềm |
SDCC tạo thiết lập lại thông qua điều khiển phần mềm được lập trình. |
| Cơ quan giám sát bảo vệ |
SDCC tạo thiết lập lại thông qua cơ chế bảo vệ cơ quan giám sát phần cứng nội bộ tự động. |
Thận trọng: Việc thiết lập lại cứng sẽ làm hỏng hệ thống; hệ thống thường không nên được thiết lập lại trong khi đang chạy.
III. Kiến trúc phần cứng
1. Nhóm thẻ
Hiện có ba số nhóm SDCC (phiên bản G2 chưa bao giờ được sản xuất):
| nhóm |
Ứng dụng |
| DS200SDCCG1A_ |
Được sử dụng trong các ứng dụng ổ đĩa AC2000, DC2000 và EX2000 |
| DS200SDCCG3A_ |
Phiên bản chức năng giảm được sử dụng trong ổ đĩa DC1000 |
| DS200SDCCG4A_ |
Được sử dụng trong các ứng dụng tuabin TC2000 (giống như G1A ngoại trừ vùng lưu trữ tham số EE mở rộng và phần sụn khác nhau) |
2. Đầu nối thẻ
Giao diện SDCC với các bảng điều khiển khác và tín hiệu bên ngoài thông qua tám đầu nối (được chỉ định _PL):
| kết nối |
Giao diện |
| 1PL |
I/O giữa Bảng giao diện/Bộ cấp nguồn (DS200IMCP, DCI, SDCI hoặc DCFB) và SDCC |
| 2PL |
Đầu vào ±5, 15 và 24 V dc từ Bảng giao diện/Bộ nguồn đến SDCC |
| 3PL |
Đầu ra SDCC tới Thẻ truyền thông LAN (DS215SLCC) |
| 6PL |
I/O giữa Bảng mạch đầu cuối ổ đĩa (531X305NTB) hoặc Bảng mạch đầu cuối ổ đĩa đơn giản (DS200STBA) và SDCC |
| 7PL |
I/O giữa Thẻ xử lý tín hiệu (531X309SPC) hoặc Thẻ xử lý tín hiệu đa cầu (DS200SPCB) và SDCC (không có trên SDCCG3) |
| 8PL |
I/O giữa Bảng mạch đầu cuối ổ đĩa (531X305NTB) hoặc Bảng mạch đầu cuối ổ đĩa đơn giản (DS200STBA) và SDCC |
| 9PL |
Không được sử dụng (không có trên SDCCG3) |
| 11PL |
Đầu ra SDCC sang mét (không có trên SDCCG3) |
3. Gắn bảng phụ
SDCC có các quy định lắp đặt cho các bảng và mô-đun phụ trợ khác. Các bảng sau có thể được gắn trên SDCC:
Thẻ truyền thông LAN DS215SLCC hoặc 531X306LCC
Thẻ xử lý tín hiệu 531X309SPC
Thẻ xử lý tín hiệu đa cầu DS200SPCB
4. Điểm kiểm tra
SDCC cung cấp nhiều điểm kiểm tra tích hợp để kiểm tra và khắc phục sự cố:
| điểm kiểm tra |
Tên |
Mô tả |
| DCOM1/DCOM2 |
Tài liệu tham khảo chung |
Điểm tham chiếu chung 0 volt |
| P5 |
Nguồn +5V |
Nguồn điện +5 V được điều chỉnh (±5%) |
| TP4 |
Cờ thời gian nền trước của DCP |
720Hz |
| TP5 |
Cờ thời gian của phần mềm khối DCP |
720Hz |
| TP6 |
Cờ thời gian nền chậm DCP |
90Hz |
| RTS |
Điểm kiểm tra mục đích chung |
Đầu ra điểm kiểm tra mục đích chung từ DCP |
| TP8 |
Dòng pha |
Biểu diễn tương tự của dòng điện động cơ pha A, với độ lệch dc danh nghĩa là +2,5 V |
| FCLK |
Đầu ra dao động |
'Tôi còn sống' Đầu ra bộ dao động 8 MHz từ MCP |
| NMI |
Kiểm tra bảng |
Bắt đầu kiểm tra bảng mạch (Thử nghiệm 13) khi được kết nối tạm thời với +5 V. Chỉ dành cho kiểm tra bảng mạch. |
| DAC |
Lựa chọn bo mạch con D/A |
Chọn bo mạch con của bộ chuyển đổi D/A chẩn đoán |
| N15 |
-15V điện |
Nguồn điện -15 V được điều chỉnh (±5%) |
| P15 |
Nguồn +15V |
Nguồn điện +15 V được điều chỉnh (±5%) |
| TP29 |
Tần số dòng đầu vào |
Điểm kiểm tra tần số dòng đầu vào |
| TP37 |
điện áp một chiều |
Điểm kiểm tra điện áp dc (không được sử dụng trên ổ đĩa xoay chiều) |
IV. Mô tả giao diện chi tiết
1. Đầu nối 1PL (Chỉ ổ đĩa AC2000)
Đầu nối 1PL cung cấp I/O giữa SDCC và bảng cấp nguồn, truyền trạng thái nguồn ổ đĩa, tín hiệu IGBT, phản hồi dòng pha, phản hồi điện áp, tín hiệu đồng bộ hóa đường truyền, v.v.
2. Đầu nối 2PL
Đầu nối 2PL cung cấp đầu vào nguồn từ bảng cấp nguồn tới SDCC, bao gồm:
3. Đầu nối 3PL
Đầu nối 3PL cung cấp đầu ra SDCC cho SLCC (thẻ giao tiếp LAN), bao gồm:
Các tuyến bus dữ liệu được đệm (BD0-BD7)
Dòng địa chỉ được đệm (BA0-BA12)
Thiết lập lại hệ thống, ngắt, chọn chip, đọc/ghi tín hiệu điều khiển
4. Đầu nối 6PL
Đầu nối 6PL là giao diện chính giữa SDCC và bo mạch đầu cuối ổ đĩa (NTB/3TB hoặc STBA), 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 8 bit hoặc 12 bit), MET1-MET3 (D/A 8 bit)
Giao diện truyền thông: TDB/RDB/RTSB/CTSB (RS-232C)
Đặt lại đầu vào: RESET (+5 đến +24 V dc)
Đầu vào tần số: MSSY, TOIN
5. Đầu nối 7PL
Đầu nối 7PL cung cấp I/O giữa SDCC và bảng SPC hoặc SPCB, truyền:
Tín hiệu bộ mã hóa (E1UP/E1DN, E2UP/E2DN, E1Z/E2Z)
Các kênh tương tự SPC (SPA1, SPA2)
Tín hiệu đồng bộ (SPSYN, SPSYNO)
Giao tiếp nối tiếp (SPTX, SPRX)
6. Đầu nối 8PL
Đầu nối 8PL cung cấp I/O giữa SDCC và bo mạch đầu cuối ổ đĩa, bao gồm:
Giao tiếp RS-422 (FA, FB)
Giao diện bộ mã hóa (EOAB, EOBB, EOMB và các đầu vào đảo ngược của chúng)
Đầu vào điều khiển mục đích chung (CI1-CI8)
7. Đầu nối 11PL
Đầu nối 11PL cung cấp đầu ra SDCC cho máy đo, bao gồm đầu ra bốn máy đo (MTR1-MTR4) được điều khiển bởi bộ chuyển đổi D/A 8 bit.
V. Cấu hình và cài đặt
1. Cấu hình Jumper phần cứng
DS200SDCCG1A bao gồm nhiều jumper phần cứng có thể cấu hình khác nhau, hầu hết đều được cài đặt sẵn tại nhà máy. Bảng 2 liệt kê tất cả các định nghĩa về jumper, với các cài đặt mặc định được liệt kê đầu tiên.
| Jumper |
Chức năng |
Vị trí mặc định |
Mô tả |
| JP1 |
Bảo vệ ghi EEPROM |
2.3 (bật ghi) |
1.2 = ức chế ghi (chế độ an toàn) |
| JP7 |
Phản hồi VCO đạt được |
1.2 (mức tăng bình thường) |
2,3 = tăng mức tăng 6:1 |
| JP8 |
Mạch giá trị tuyệt đối phản hồi VCO |
1.2 (chế độ lưỡng cực) |
2.3 = chế độ tuyệt đối (đối với máy đo tốc độ AC tương tự) |
| JP15 |
Kích hoạt tinh thể DCP |
1.2 (đã bật) |
0 = chỉ thử nghiệm sản xuất |
| JP16 |
Chế độ chương trình FLASH |
1.2 (chế độ đọc bình thường) |
2.3 = Chế độ lập trình lại FLASH |
| JP22 |
Kích hoạt tinh thể MCP |
1.2 (đã bật) |
0 = chỉ thử nghiệm sản xuất |
| JP23 |
Nguồn tín hiệu kênh DCP DMA |
1.2 (từ phản hồi tương tự NTB/3TB) |
2.3 = từ đầu vào đánh dấu bộ mã hóa |
| JP33 |
Kích hoạt tinh thể CMP |
1.2 (đã bật) |
0 = chỉ thử nghiệm sản xuất |
2. Cấu hình dây nhảy
| Jumper |
Chức năng |
Vị trí mặc định |
Mô tả |
| WJ1 |
Ánh xạ MET3 D/A sang DAC1 |
0 (SDCCG1, bỏ qua nút nhảy) |
1.2 (SDCCG3, đã cài đặt jumper) |
| WJ2 |
Ánh xạ MET4 D/A sang DAC2 |
0 (SDCCG1, bỏ qua nút nhảy) |
1.2 (SDCCG3, đã cài đặt jumper) |
| WJ3 |
Tham chiếu toàn thang đo 10 V cho đầu ra D/A |
0 (SDCCG1, bỏ qua nút nhảy) |
1.2 (SDCCG3, đã cài đặt jumper) |
| WJ4 |
Xác định nhóm thẻ vào phần sụn |
0 (bỏ qua jumper, xác định G1) |
1.2 (đã cài đặt jumper, xác định G3) |
| WJ5 |
Định cấu hình kích thước mảng ô logic |
0 (đã bỏ qua dây nhảy SDCCG3) |
1.2 (đã cài đặt jumper SDCCG1) |
| WJ7-WJ10 |
Định cấu hình kích thước EEPROM |
Theo Bảng 2 |
Cấu hình cụ thể cho tất cả các ứng dụng ổ đĩa hiện tại |
3. Công cụ cấu hình phần mềm
Mọi điều chỉnh, tải xuống hoặc thay thế phần mềm trên SDCC đều yêu cầu sử dụng một trong các công cụ sau:
ST2000: Bộ công cụ phần mềm dựa trên DOS để cấu hình thiết bị điều khiển GE DIRECT-O-MATIC® 2000.
Hộp công cụ Hệ thống Điều khiển GE: Một bộ công cụ phần mềm dựa trên Windows để cấu hình thiết bị điều khiển GE DIRECT-O-MATIC® 2000.
Bộ cấu hình ổ đĩa LynxOS: Một bộ công cụ phần mềm được thiết kế để chạy trên máy tính cá nhân hoạt động với hệ điều hành LynxOS.
VI. Cài đặt và bảo trì
1. Các bước cài đặt
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; xác minh rằng cáp được dán nhãn để đơn giản hóa việc kết nối lại.
Tháo các bảng phụ trợ: Nếu đã lắp bất kỳ bảng phụ trợ nào, hãy tháo các vít gắn và tháo các bảng phụ trợ.
Nhả các chốt khóa: Đẩy các chốt nhựa về phía sau để tháo thẻ cũ.
Di chuyển điểm chờ: Chuyển điểm bế tắc từ thẻ cũ sang thẻ mới.
Cấu hình thẻ mới: Đặt tất cả các thành phần có thể cấu hình trên thẻ mới vào cùng vị trí như trên thẻ được thay thế.
Lắp thẻ mới: Lắp thẻ SDCC mới, đảm bảo tất cả các chốt khóa đều khớp vào đúng vị trí.
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.
Lắp đặt bảng phụ trợ: Lắp đặt lại bất kỳ bảng phụ trợ nào và kết nối cáp.
Cài đặt Mô-đun lập trình viên: Nếu có thể, hãy cắm bàn phím vào đầu nối KPPL và gắn nắp vào đúng vị trí.
2. Thay thế/Lắp phần mềm
Khi thay thế SDCC:
Chuyển bốn EPROM (U11, U12, U22, U23) từ thẻ cũ sang thẻ mới.
Chuyển EEPROM (U9) từ thẻ cũ sang thẻ mới.
Nếu triệu chứng lỗi vẫn tiếp diễn, hãy cài đặt EPROM mới và EEPROM trống (được gửi kèm theo thẻ mới nếu đó là DS215SDCC) và lập trình EEPROM bằng các công cụ phần mềm.
Khi thay thế DCC bằng SDCC:
Sử dụng DCC EEPROM để tải cấu hình lên một tệp.
Cài đặt EEPROM mới trong SDCC và tải xuống tệp cấu hình.
Theo Bảng 10, hãy đặt bộ nhảy phần mềm trên SDCC để khớp với cài đặt bộ nhảy phần cứng của DCC.
3. 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 thẻ SDCC giống hệt tại chỗ để dự phòng để giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động.
Điều chỉnh phần cứng: Sau khi thay thế thẻ trong ứng dụng bằng các chức năng I/O tương tự quan trọng, mức tăng và độ lệch có thể yêu cầu tinh chỉnh để bù cho các biến thể dung sai thành phần.
VII. Ứng dụng
Thẻ điều khiển ổ đĩa DS200SDCCG1A 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 kích thích EX2000: Được sử dụng để điều khiển kích thích máy phát điện.
Hệ thống điều khiển tuabin TC2000: Được sử dụng cho các ứng dụng điều khiển tuabin.
Hệ thống truyền động nhiều cầu: Hỗ trợ các ứng dụng truyền động nhiều cầu lớn.
Nâng cấp hệ thống: Có thể thay thế Card điều khiển ổ đĩa 531X301DCC.
