Bảng đầu vào/đầu ra bộ điều chỉnh kích thích GE IS200ERIOH1A

IS200ERIOH1A là Bảng mạch đầu vào/đầu ra bộ điều chỉnh Exciter được thiết kế bởi General Electric (GE) cho Hệ thống điều khiển kích thích EX2100™ của họ. Bo mạch này là phiên bản tiêu chuẩn trong dòng ERIO, chủ yếu được sử dụng trong hệ thống điều khiển bộ điều chỉnh EX2100 (bao gồm cả ứng dụng đơn giản và dự phòng) để cung cấp giao diện đầu vào và đầu ra giữa hệ thống điều khiển và thiết bị hiện trường cũng như các thành phần hệ thống bên trong.

Bo mạch IS200ERIOH1A đóng vai trò xử lý I/O quan trọng trong hệ thống điều khiển bộ điều chỉnh EX2100. Nó giao tiếp thông qua các đầu nối bảng nối đa năng với nhiều thiết bị đầu cuối và bảng chức năng khác nhau như EPCT, ECTB, ERDD, EROC và ERRR, xử lý các tín hiệu đầu vào trường khác nhau và xuất các lệnh điều khiển tới bộ truyền động. Mảng cổng lập trình trường (FPGA) trên bo mạch điều khiển việc thu thập và lưu trữ dữ liệu vào Bộ nhớ cổng kép (DPM), mà bảng DSPX có thể truy cập được thông qua bảng nối đa năng.

Trong các hệ thống điều chỉnh đơn giản, IS200ERIOH1A được cài đặt trong Bảng nối đa năng của bộ điều chỉnh Exciter (ERBP), cung cấp giao diện tín hiệu I/O của khách hàng cho các bảng đầu cuối EPCT và ECTBG2, cũng như giao diện tín hiệu I/O của hệ thống cho ERDD và EROC. Trong các hệ thống điều chỉnh dự phòng, bo mạch IS200ERIOH1A được lắp đặt trong cả ERBP (M1) và Bảng nối đa năng dự phòng bộ điều chỉnh Exciter (ERRB, M2/C), cung cấp giao diện tín hiệu I/O của khách hàng cho bảng đầu cuối EPCT và ECTBG1 cũng như giao diện tín hiệu I/O của hệ thống cho ERDD, EROC và ERRR.

Các tính năng chính của bo mạch IS200ERIOH1A bao gồm:

• Điều khiển FPGA: Sử dụng Mảng cổng lập trình trường để kiểm soát việc thu thập và lưu trữ dữ liệu.

• Bộ nhớ cổng kép: DSPX có thể truy cập DPM thông qua bảng nối đa năng.

• Hỗ trợ nhiều giao diện: Giao diện với nhiều thiết bị đầu cuối và bảng chức năng.

• Hỗ trợ kiến ​​trúc dự phòng: Hỗ trợ cả hệ thống điều khiển bộ điều chỉnh đơn giản và dự phòng.

• Cấu hình linh hoạt: Cấu hình phần mềm để thích ứng với các yêu cầu ứng dụng khác nhau.

Bo mạch IS200ERIOH1A kết nối với ERBP hoặc ERRB thông qua các đầu nối bảng nối đa năng, cho phép giao tiếp với bộ xử lý DSPX. Thiết kế bo mạch đáp ứng các tiêu chuẩn cấp công nghiệp và phù hợp cho các ứng dụng điều khiển quan trọng trong hệ thống điều chỉnh kích thích của nhà máy điện.

---

II. Chức năng chính

Các chức năng chính của IS200ERIOH1A bao gồm nhưng không giới hạn ở những chức năng sau:

1. Giao diện I/O của khách hàng

Bảng IS200ERIOH1A kết nối với bảng đầu cuối EPCT và ECTB thông qua hai đầu nối 25 chân, thực hiện các chức năng giao diện I/O của khách hàng sau:

• Đo điện áp và dòng điện của máy phát: Nhận tín hiệu PT và CT của máy phát thông qua EPCT.

• Đầu vào và đầu ra tiếp điểm: Nhận đầu vào tiếp điểm và điều khiển đầu ra rơle thông qua ECTB.

• Đầu vào tương tự: Nhận đầu vào tương tự 0-10 V hoặc 4-20 mA qua EPCT.

2. Giao diện I/O hệ thống

Bảng IS200ERIOH1A kết nối qua bảng nối đa năng với các bảng chức năng bên trong như ERDD, EROC và ERRR, triển khai các chức năng giao diện I/O của hệ thống sau:

• Điều khiển truyền động cổng: Giao diện với ERDD để cung cấp tín hiệu điều khiển truyền động cổng IGBT.

• Điều khiển phóng điện động: Giao diện với ERDD để điều khiển mạch phóng điện động.

• Giao diện máy dò mặt đất: Giao diện với EROC để hỗ trợ máy dò mặt đất của GE hoặc bên thứ ba.

• Điều khiển rơle dự phòng: Giao tiếp với ERRR để điều khiển rơle truyền dự phòng.

3. Thu thập và lưu trữ dữ liệu

FPGA trên bo mạch IS200ERIOH1A điều khiển việc thu thập và lưu trữ dữ liệu:

• Lấy mẫu tốc độ cao: Thu tín hiệu đầu vào ở tốc độ cao.

• Lưu trữ dữ liệu: Lưu trữ dữ liệu thu được trong Bộ nhớ cổng kép (DPM).

• Truy cập DSPX: Bảng DSPX có thể truy cập DPM thông qua bảng nối đa năng để sử dụng cho các thuật toán điều khiển.

4. Hỗ trợ kiến ​​trúc dự phòng

Bo mạch IS200ERIOH1A được thiết kế để hỗ trợ kiến ​​trúc dự phòng của hệ thống điều khiển bộ điều chỉnh EX2100:

• Hệ thống Simplex: Một ERIO được cài đặt trong ERBP, cung cấp giao diện I/O cho bộ điều khiển M1.

• Hệ thống dự phòng: Một ERIO được cài đặt trong ERBP (M1) và một trong ERRB (M2/C), cung cấp giao diện I/O cho cả ba bộ điều khiển.

• Sao lưu nóng: Hỗ trợ chuyển bộ điều khiển liền mạch; hệ thống có thể tiếp tục chạy ngay cả khi một bộ điều khiển bị lỗi.

5. Giao tiếp với DSPX

Bo mạch IS200ERIOH1A giao tiếp với bo mạch xử lý DSPX thông qua bảng nối đa năng:

• Lệnh điều khiển: Nhận lệnh điều khiển từ DSPX đến đầu ra điều khiển.

• Phản hồi trạng thái: Cung cấp trạng thái tín hiệu đầu vào thu được trở lại DSPX.

• Trao đổi dữ liệu: Cho phép trao đổi dữ liệu tốc độ cao thông qua DPM.

6. Cấu hình linh hoạt

Bo mạch IS200ERIOH1A có thể cấu hình bằng phần mềm để thích ứng với các yêu cầu ứng dụng khác nhau:

• Cấu hình loại đầu vào: Có thể cấu hình loại đầu vào analog (điện áp hoặc dòng điện).

• Cấu hình logic đầu ra: Logic đầu ra rơle có thể được cấu hình.

• Cấu hình giao thức giao diện: Có thể cấu hình các giao thức giao diện với nhiều bảng chức năng khác nhau.

---

III. Ứng dụng hệ thống

1. Ứng dụng trong Hệ thống điều khiển bộ điều chỉnh EX2100

IS200ERIOH1A là bo mạch lõi để xử lý tín hiệu I/O trong Hệ thống điều khiển bộ điều chỉnh EX2100. Vai trò của nó trong hệ thống bao gồm:

• Tập trung dữ liệu I/O: Giao tiếp qua bảng nối đa năng với các bảng như EPCT, ECTB, ERDD, EROC và ERRR, tập trung các tín hiệu khác nhau bao gồm điện áp/dòng điện máy phát, đầu vào tiếp điểm, trạng thái máy dò mặt đất và phản hồi cầu.

• Thu thập và lưu trữ dữ liệu: Kiểm soát việc thu thập dữ liệu qua FPGA, lưu trữ dữ liệu trong DPM để bộ xử lý DSPX sử dụng.

• Đầu ra lệnh điều khiển: Nhận lệnh điều khiển từ DSPX và các cổng điều khiển, mạch phóng điện động và rơle thông qua ERDD và ERRR.

• Giám sát trạng thái hệ thống: Nhận phản hồi trạng thái từ các bảng chức năng khác nhau để hệ thống điều khiển giám sát và bảo vệ.

2. Cấu hình hệ thống đơn giản

Trong hệ thống điều chỉnh đơn giản, một IS200ERIOH1A được cài đặt trong ERBP, cung cấp giao diện I/O cho bộ điều khiển M1:

• I/O của khách hàng: Kết nối với EPCT và ECTBG2 thông qua hai đầu nối 25 chân.

• I/O hệ thống: Kết nối với ERDD và EROC thông qua bảng nối đa năng.

3. Cấu hình hệ thống dự phòng

Trong hệ thống điều chỉnh dự phòng, cần có hai bảng IS200ERIOH1A:

• Bộ điều khiển M1: ERIO được cài đặt trong ERBP, được kết nối với EPCT và ECTBG1.

• Bộ điều khiển M2/C: ERIO được cài đặt trong ERRB, cũng được kết nối với EPCT và ECTBG1.

• I/O hệ thống: Cả hai ERIO đều kết nối với ERDD, EROC và ERRR thông qua bảng nối đa năng.

Cấu hình dự phòng này đảm bảo rằng các chức năng I/O vẫn tiếp tục ngay cả khi một bộ điều khiển bị lỗi.

4. Phối hợp với EPCT và ECTB

IS200ERIOH1A phối hợp chặt chẽ với các bo mạch đầu cuối EPCT và ECTB để triển khai giao diện I/O của khách hàng:

• EPCT: Cung cấp tín hiệu đầu vào điện áp, dòng điện và tín hiệu tương tự của máy phát.

• ECTB: Cung cấp giao diện đầu vào tiếp điểm và đầu ra rơle (phiên bản G1 cho hệ thống dự phòng, phiên bản G2 cho hệ thống đơn giản).

5. Phối hợp với ERDD, EROC và ERRR

IS200ERIOH1A hoạt động với các bảng chức năng bên trong để triển khai các giao diện I/O của hệ thống:

• ERDD: Cung cấp ổ đĩa cổng IGBT, điều khiển xả động và giao diện phản hồi cầu.

• EROC: Cung cấp giao diện máy dò mặt đất, hỗ trợ bàn phím và kết nối nguồn bảng đầu cuối.

• ERRR: Cung cấp điều khiển rơle dự phòng và giao diện phản hồi cầu (chỉ dành cho hệ thống dự phòng).

6. Các kịch bản ứng dụng điển hình

• Giao diện I/O cho bộ điều chỉnh kích thích máy phát điện đồng bộ

• Hệ thống điều chỉnh EX2100 cho máy phát điện tua bin hơi nước

• Bộ điều chỉnh kích thích cho máy phát điện tua bin thủy điện

• Hệ thống điều chỉnh kích thích cho tua bin khí

• Nâng cấp và trang bị thêm cho hệ thống kích thích công nghiệp

  
  

---

IV. Mô tả giao diện chi tiết

1. Đầu nối bảng nối đa năng

Bảng IS200ERIOH1A kết nối với ERBP hoặc ERRB thông qua các đầu nối bảng nối đa năng, cho phép thực hiện các chức năng sau:

• Giao tiếp với DSPX: Trao đổi dữ liệu với bảng xử lý DSPX thông qua bảng nối đa năng.

• Giao diện I/O hệ thống: Kết nối với các bảng chức năng bên trong như ERDD, EROC và ERRR thông qua bảng nối đa năng.

• Nguồn điện: Nhận nguồn điện hoạt động từ EPSM thông qua bảng nối đa năng.

Tham khảo tài liệu liên quan đến ERBP và ERRB để biết cách gán chân của đầu nối bảng nối đa năng cụ thể.

2. Giao diện EPCT

IS200ERIOH1A kết nối với bảng đầu cuối EPCT thông qua hai đầu nối 25 chân. Các đầu nối này thường được đặt trên bảng nối đa năng và kết nối với EPCT thông qua cáp. Các tín hiệu được truyền đi bao gồm:

• 2 tín hiệu điện áp PT

• 2 tín hiệu dòng CT

• 1 đầu vào analog (0-10 V hoặc 4-20 mA)

3. Giao diện ECTB

IS200ERIOH1A kết nối với bảng đầu cuối ECTB thông qua hai đầu nối 25 chân. Các tín hiệu được truyền đi bao gồm:

• Liên hệ tín hiệu đầu vào

• Đầu ra ổ đĩa rơle

• Phản hồi trạng thái chuyển tiếp

Tùy thuộc vào hệ thống đơn giản hay dự phòng, bo mạch được kết nối là ECTBG2 hoặc ECTBG1.

4. Giao diện ERDD

IS200ERIOH1A kết nối với bo mạch ERDD thông qua bảng nối đa năng. Các tín hiệu được truyền đi bao gồm:

• Tín hiệu điều khiển ổ đĩa cổng IGBT

• Tín hiệu điều khiển phóng điện động

• Phản hồi điện áp liên kết DC

• Đầu ra phản hồi hiện tại shunt

• Phản hồi điện áp trường đầu ra

• Phản hồi nhiệt độ cầu

• Trạng thái ổ đĩa cổng IGBT (cung cấp điện và trạng thái khử bão hòa)

5. Giao diện EROC

IS200ERIOH1A kết nối với bảng EROC thông qua bảng nối đa năng. Các tín hiệu được truyền đi bao gồm:

• Tín hiệu giao diện máy dò mặt đất GE

• Đầu vào máy dò mặt đất của bên thứ ba (báo động mặt đất, trục trặc máy dò mặt đất, giám sát lỗi diode)

• Tín hiệu hỗ trợ bàn phím

• Kết nối nguồn bảng đầu cuối

6. Giao diện ERRR

Trong các hệ thống dự phòng, IS200ERIOH1A kết nối với bo mạch ERRR thông qua bảng nối đa năng. Các tín hiệu được truyền đi bao gồm:

• Ổ đĩa tiếp sức thí điểm K41

• Ổ đĩa chuyển tiếp mô-đun KST

• Điều khiển SCR chuyển mô-đun

• Phản hồi điện áp cầu

• Cầu phản hồi hiện tại

• Cầu tín hiệu lỗi quá dòng

7. Giao diện bảng điều khiển phía trước

Mặt trước của bo mạch IS200ERIOH1A thường có:

• Đèn LED: Cho biết trạng thái nguồn và trạng thái hoạt động của bo mạch.

• Điểm kiểm tra: Có thể có điểm kiểm tra để đo các tín hiệu chính tại chỗ.

Tham khảo bảng thực tế và tài liệu chi tiết để biết bố cục cụ thể và định nghĩa chỉ báo.

---

V. Cấu hình và cài đặt

1. Phương pháp cấu hình

Bo mạch IS200ERIOH1A không có bộ nhảy phần cứng; mọi cấu hình đều được thực hiện thông qua phần mềm:

• Cấu hình FPGA: Phần sụn FPGA khác nhau có thể được tải để thích ứng với các yêu cầu giao diện I/O khác nhau.

• Cấu hình loại đầu vào: Loại đầu vào analog (điện áp hoặc dòng điện) được cấu hình thông qua phần mềm.

• Cấu hình logic đầu ra: Logic đầu ra rơle được cấu hình thông qua phần mềm.

• Cấu hình giao thức truyền thông: Các giao thức giao diện với các bảng chức năng khác nhau được cấu hình thông qua phần mềm.

Cấu hình thường được thực hiện bằng phần mềm Hộp công cụ hệ thống điều khiển GE.

2. Vị trí lắp đặt

Bo mạch IS200ERIOH1A lắp vào các khe được chỉ định trong bảng nối đa năng của hệ thống điều khiển bộ điều chỉnh EX2100:

• Hệ thống Simplex: Chèn vào khe điều khiển M1 trong ERBP.

• Hệ thống dự phòng: Một bo mạch lắp vào khe bộ điều khiển M1 trong ERBP và một bo mạch khác lắp vào khe bộ điều khiển M2/C trong ERRB.

Đảm bảo bo mạch được lắp vào đúng khe; việc lắp sai có thể khiến hệ thống điều khiển không hoạt động bình thường hoặc làm hỏng bo mạch.

3. Các bước cài đặt

1. Xác minh Tắt nguồn: Đảm bảo hệ thống đã được ngắt điện hoàn toàn.

2. Open Cabinet Door: Mở cửa tủ điều khiển.

3. Chèn bảng: Căn chỉnh bảng ERIOH1A với đúng khe và đẩy nó vào dọc theo các thanh dẫn.

4. Ván ngồi: Sử dụng ngón tay cái, ấn mạnh đồng thời vào mặt trên và mặt dưới của tấm mặt để đặt ván ngồi ban đầu.

5. Siết chặt các vít: Lần lượt siết đều các vít mặt trên và dưới đều nhau để đảm bảo bo mạch được đặt vuông góc.

6. Kết nối cáp: Nếu cần, hãy kết nối cáp với bảng mặt trước (thông thường tất cả các kết nối ERIO đều thông qua bảng nối đa năng, không có cáp bảng mặt trước bên ngoài).

7. Khôi phục nguồn: Đóng cửa tủ và khôi phục nguồn điện cho hệ thống.

4. Thay thế trực tuyến

Trong các hệ thống dự phòng, IS200ERIOH1A hỗ trợ thay thế trực tuyến:

1. Sử dụng các công cụ chẩn đoán để xác nhận phần (M1 hoặc M2/C) chứa bo mạch bị lỗi.

2. Tắt nguồn phần tương ứng trên EPDM.

3. Xác minh rằng tất cả các đèn báo nguồn trên bo mạch trong phần đó đều tắt.

4. Loại bỏ bảng bị lỗi.

5. Cài đặt bảng mới.

6. Khôi phục lại nguồn điện cho phần này.

7. Xác minh hoạt động bình thường của bo mạch mới bằng các công cụ chẩn đoán.