Bo mạch mở rộng ISBus GE IS200ISBEH1ABC là mô-đun bỏ qua mạng và giao diện cáp quang chuyên dụng được sử dụng trong Hệ thống điều khiển công nghiệp GE. Là thành viên của dòng bo mạch ISBE, Bo mạch mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC được kết nối giữa nguồn song công hoàn toàn ISBus—mô-đun BAIA hoặc mô-đun ACL—và ISBus. Chức năng chính của nó là cung cấp chuyển đổi sợi quang sang tín hiệu điện của tín hiệu RS-485 và khả năng bỏ qua một nút của ISBus khi nguồn điện tới nút bị gián đoạn hoặc kết nối khóa liên động trong giao diện song công hoàn toàn được mở. Chức năng mở rộng này rất cần thiết để mở rộng mạng ISBus qua khoảng cách vượt quá giới hạn thực tế của cáp đồng, trong khi chức năng bỏ qua duy trì tính liên tục và tính khả dụng của mạng trong các kiến trúc hệ thống điều khiển dự phòng hoặc quan trọng.
Bo mạch mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC được xác định bằng quy ước đánh số bộ phận GE được sử dụng trong toàn bộ dòng sản phẩm Hệ thống Điều khiển Công nghiệp. Tiền tố 'IS200' xác định bo mạch là sản phẩm của Hệ thống Điều khiển Công nghiệp GE, với '200' chỉ ra cụ thể rằng bo mạch là một cụm lắp ráp cấp cơ sở. Từ viết tắt 'ISBE' xác định chức năng của bo mạch là Bảng mở rộng ISBus. Ký hiệu 'H1' xác định nhóm phần cứng và lớp phủ phù hợp, trong khi hậu tố 'ABC' xác định sự kết hợp giữa tác phẩm nghệ thuật và sửa đổi chức năng. Tất cả các chữ số đều quan trọng khi đặt hàng hoặc thay thế bất kỳ bo mạch nào, vì các bo mạch ở các cấp sửa đổi khác nhau có thể không chứa phần cứng giống hệt nhau và GE đảm bảo khả năng tương thích ngược của các bảng thay thế đồng thời lưu ý rằng các cấp sửa đổi khác nhau có thể không chứa các thành phần giống hệt nhau.
Bảng mạch mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC hoạt động bằng rơle bỏ qua kết nối tín hiệu truyền từ đầu vào song công hoàn toàn (P1A) hoặc dữ liệu đầu ra truyền dẫn cáp quang (P1B) của UX XMIT (P1B). Điều này được thực hiện thông qua bộ chuyển đổi quang-điện phát và đầu nối đầu vào dữ liệu nhận quang (P3) của ISBus, đến đầu nối song công hoàn toàn thông qua bộ chuyển đổi quang-điện thu khi có sẵn 24 V DC trên P1A hoặc TB2 và kết nối khóa liên động trên P1A hoặc P1 bị đóng. Bảng mạch bao gồm bốn đèn LED cho biết nguồn điện, truyền dữ liệu đầu vào, hoạt động khóa liên động và trạng thái phát hiện dữ liệu quang.
Phần giới thiệu sản phẩm này cung cấp thông tin kỹ thuật chi tiết, mô tả chức năng, phân công đầu nối, hướng dẫn cấu hình và thông số kỹ thuật toàn diện cho Bo mạch mở rộng ISBus GE IS200ISBEH1ABC, đóng vai trò là tài liệu tham khảo cần thiết cho các kỹ sư hệ thống điều khiển, kỹ thuật viên bảo trì và nhà tích hợp hệ thống làm việc với thiết bị điều khiển công nghiệp GE.
Kiến trúc chức năng và xử lý tín hiệu
Bo mạch mở rộng IS200ISBEH1ABC ISBus được xây dựng dựa trên kiến trúc chuyển đổi sợi quang và chuyển mạch dựa trên rơle mạnh mẽ, cung cấp hoạt động bỏ qua xác định, không an toàn cùng với việc truyền tín hiệu quang đáng tin cậy. Kiến trúc này đảm bảo rằng mạng ISBus có thể được mở rộng trên khoảng cách xa bằng cáp quang, trong khi chức năng bypass hoạt động đáng tin cậy ngay cả trong điều kiện mất điện hoặc mất điện hoàn toàn.
Cốt lõi của Bo mạch mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC là rơle bypass, là một phần của bo mạch và thực hiện các chức năng định tuyến tín hiệu. Khi có sẵn 24 V DC trên P1A hoặc TB2 và kết nối khóa liên động trên P1A hoặc P1 bị đóng, rơle rẽ nhánh được cấp điện và kết nối tín hiệu truyền từ đầu vào song công hoàn toàn (P1A) hoặc đầu vào dữ liệu song công phụ (P1B) qua bộ chuyển đổi điện sang quang truyền sang dữ liệu đầu ra truyền cáp quang (P2) và kết nối đầu nối đầu vào nhận dữ liệu quang (P3) thông qua bộ chuyển đổi quang thành điện nhận thành toàn bộ. đầu nối song công. Ở trạng thái hoạt động bình thường này, nút được kết nối hoàn toàn với ISBus và có thể truyền và nhận dữ liệu bình thường qua liên kết cáp quang.
Khi 24 V DC không được cấp cho Bảng mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC, rơle rẽ nhánh bị ngắt và xảy ra hiện tượng sau: kết nối truyền giữa P1 và P2 bị gián đoạn (hỏng), kết nối nhận giữa P3 và P1 bị gián đoạn (hỏng) và kết nối giữa đầu vào nhận (P3) và đầu ra truyền (P2) được thực hiện sao cho dữ liệu đầu vào quang nhận được chuyển đổi thành tín hiệu điện, tùy ý định thời gian lại và chuyển đổi lại thành đầu ra quang tín hiệu. Cấu hình loopback này loại bỏ hiệu quả nút bị lỗi hoặc bị cô lập khỏi ISBus và chuyển tín hiệu mạng tới nút tiếp theo, duy trì tính liên tục của mạng ISBus.
Bộ chuyển đổi DC-DC trên Bảng mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC có khả năng chấp nhận điện áp đầu vào từ 18 đến 36 V và có yêu cầu công suất đầu vào tối đa là 5 watt. Dải điện áp đầu vào rộng này đảm bảo bo mạch có thể hoạt động đáng tin cậy từ nhiều nguồn điện khác nhau và yêu cầu công suất thấp giúp giảm thiểu hiện tượng tản nhiệt và tải lên nguồn điện.
Đầu vào và đầu ra quang của Bảng mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC tương thích với sợi Silica bọc cứng (HCS) 200 μm hoặc sợi thủy tinh 62,5/125 μm và đầu nối đầu vào/đầu ra là loại ST. Hiệu suất quang học đáp ứng hiệu suất của cặp máy phát/máy thu cung cấp liên kết ít nhất 1 km khi sử dụng với cáp quang HCS hoặc sợi thủy tinh 62,5/125 μm. Hiệu suất quang học này cho phép mạng ISBus được mở rộng trên khoảng cách lên tới 1 km, vượt xa giới hạn thực tế của truyền dẫn RS-485 dựa trên đồng và cung cấp khả năng cách ly điện giữa các phân đoạn mạng.
Việc sử dụng sợi HCS hoặc sợi thủy tinh 62,5/125 μm mang lại khả năng chống nhiễu điện từ, chênh lệch điện thế đất và các nguồn nhiễu điện khác có thể làm suy giảm tín hiệu dựa trên đồng trong môi trường công nghiệp. Đầu nối loại ST được sử dụng rộng rãi và dễ dàng kết nối, đơn giản hóa việc lắp đặt và bảo trì.
Điều hòa tín hiệu truyền
Điều hòa tín hiệu truyền của Bảng mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC bao gồm cách ly và kết cuối tín hiệu đầu vào, ghép kênh bỏ qua và chuyển đổi tín hiệu điện sang tín hiệu quang. Cách ly tín hiệu lớn hơn 1 megohm ở 500 V RMS trong một giây đối với bất kỳ thiết bị đầu cuối nào khác, mang lại khả năng cách ly tuyệt vời giữa tín hiệu ISBus và mạch điện bên trong bo mạch. Điểm kết thúc đầu vào là 100 ohms (±10%), đảm bảo kết hợp trở kháng phù hợp và giảm thiểu phản xạ tín hiệu.
Bộ ghép kênh bỏ qua cung cấp kết nối như sau: từ đầu vào dữ liệu truyền (điện) đến đầu ra dữ liệu truyền (quang) khi nút không bị bỏ qua và từ đầu vào dữ liệu nhận (quang) đến đầu ra dữ liệu truyền (quang) khi nút bị bỏ qua. Sự sắp xếp ghép kênh này đảm bảo rằng đường truyền được định tuyến chính xác ở cả trạng thái bình thường và trạng thái bỏ qua, duy trì tính toàn vẹn của mạng ISBus.
Nhận điều hòa tín hiệu
Khả năng điều hòa tín hiệu thu của Bảng mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC cung cấp khả năng cách ly tín hiệu đầu ra, ghép kênh bỏ qua và chuyển đổi tín hiệu quang sang điện. Cách ly tín hiệu lớn hơn 1 megohm ở 500 V RMS trong một giây và mạch thu có khả năng điều khiển tải đầu ra kết hợp với máy biến áp có đầu cuối điện trở 100 ohm (±10%) và vẫn đáp ứng các thông số kỹ thuật RS-485. Đầu ra của máy thu không hiển thị bất kỳ mức DC chênh lệch nào trên đầu ra của nó.
Bộ ghép kênh bỏ qua cung cấp kết nối như sau: từ đầu vào dữ liệu nhận (quang) đến đầu ra dữ liệu nhận (điện) khi nút không bị bỏ qua và từ đầu vào dữ liệu nhận (quang) đến đầu ra dữ liệu truyền (quang) khi nút đang được bỏ qua. Sự sắp xếp này đảm bảo rằng đường dẫn nhận được định tuyến chính xác ở cả trạng thái bình thường và trạng thái bỏ qua, duy trì tính toàn vẹn của mạng ISBus.
Chế độ hoạt động
Bo mạch mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC hỗ trợ ba chế độ hoạt động riêng biệt, mỗi chế độ được cấu hình thông qua các đầu nối, jumper và kết nối nguồn trên bo mạch.
Ở chế độ lặp lại, rơle được giữ ở trạng thái không cấp điện bằng cách không nhảy P1A-4,5 và không đặt một nút nhảy giữa JP1-2,3. Nguồn được cung cấp cho mô-đun bằng cách cấp điện áp 24 V giữa P3-1,2 và chỉ sử dụng I/O cáp quang. Chế độ này hữu ích để mở rộng mạng ISBus qua khoảng cách xa mà không cần kết nối với nút dựa trên đồng.
Ở chế độ bộ chuyển đổi quang sang điện, đường dẫn quang vào/điện ra sử dụng đầu vào quang và Cặp DATA OUT số 2 (P1A-3,6), trong khi đường dẫn quang ra/điện vào sử dụng ĐẦU VÀO DỮ LIỆU Aux (P1B-3,6) và đầu ra quang. Rơle phải được cấp điện bằng cách cấp điện áp 24 V giữa JP1-2,3 và nguồn điện được cung cấp cho mô-đun bằng cách cấp điện áp 24 V giữa P2-1,2. Chế độ này hữu ích cho việc chuyển đổi giữa các phân đoạn ISBus quang và điện.
Ở chế độ I/O tiêu chuẩn (kết nối bảng nối đa năng hoặc ACL), bảng nối đa năng hoặc ACL được kết nối với P1, nguồn cho rơle được cung cấp bởi giao diện bảng nối đa năng sử dụng 24 V DC từ HFPA qua P1-7,8 hoặc bằng giao diện ACL sử dụng 24 V DC từ HFPA qua P2-1,2 và khóa liên động cho rơle được cung cấp bằng cách nhảy P1A-4,5 trên bảng nối đa năng hoặc ACL. Nguồn được cung cấp cho mô-đun bằng cách cấp điện áp 24 V giữa P3-1,2. Chế độ này rất hữu ích để kết nối Bảng mở rộng ISBus với bảng nối đa năng tiêu chuẩn hoặc nút ACL.
Đèn LED
Bảng mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC bao gồm bốn đèn chỉ báo LED cung cấp chỉ báo trực quan rõ ràng về trạng thái của bảng. Đèn LED màu xanh lục (DS1), POWER, cho biết có sẵn 24 V DC để cấp nguồn cho mô-đun. Đèn LED màu vàng (DS2), XMIT DATA IN, cho biết sự hiện diện của đầu vào dữ liệu truyền từ P1. Đèn LED màu xanh lá cây (DS3), KHÓA LIÊN ĐỘNG HOẠT ĐỘNG, cho biết có nguồn điện cho rơle rẽ nhánh. Đèn LED màu xanh lục (DS4), DETECT, cho biết đang nhận dữ liệu quang chính xác. Các chỉ báo này cho phép nhân viên bảo trì nhanh chóng đánh giá trạng thái hoạt động của bo mạch và xác định nguồn gốc của lỗi.
Bài tập và giao diện kết nối
Bảng mạch mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC bao gồm năm đầu nối phích cắm, một bảng đầu cuối và hai đầu nối cáp quang. Đầu nối P1A là đầu nối song công hoàn toàn được bảo vệ RJ45 với tám chân: chân 1 là XMIT DATA IN+ (đầu vào RS-422 dương), chân 2 là XMIT DATA IN− (đầu vào RS-422 âm), chân 3 là RECV DATA OUT+ (đầu ra RS-422 dương), chân 4 là RELAY INTERLOCK (định tuyến 24 V DC đến nguồn song công hoàn toàn), chân 5 là RELAY INTERLOCK RTN (định tuyến trở lại 24 V DC từ nguồn song công hoàn toàn để cấp điện cho rơle hoặc rơle), chân 6 là RECV DATA OUT− (đầu ra RS-422 âm), chân 7 là KHÓA LIÊN ĐỘNG 24VDC (đầu vào 24 V DC) và chân 8 là KHÓA LIÊN ĐỘNG 24VDC RTN (trở về 24 V DC).
Đầu nối P1B là đầu nối dữ liệu truyền phụ được bảo vệ RJ45 với tám chân: chân 1 và 2 không được kết nối, chân 3 là XMIT DATA IN+ (đầu vào RS-485 dương), chân 4 và 5 không được kết nối, chân 6 là XMIT DATA IN− (đầu vào RS-485 âm) và chân 7 và 8 không được kết nối. Đầu nối này được sử dụng cho các ứng dụng chỉ sử dụng bo mạch để chuyển đổi cáp quang sang điện và không sử dụng P1A.
Đầu nối P2 là đầu nối nguồn khóa liên động phụ có các đầu nối vít: chân 1 là KHÓA LIÊN QUAN ĐẾN 24VDC (24 V DC từ nguồn điện phụ hoặc nguồn điện bên ngoài) và chân 2 là KHÓA LIÊN QUAN ĐẾN 24VDC RTN (24 V DC trở về từ nguồn điện phụ trợ hoặc bên ngoài). Đầu nối P3 là đầu nối nguồn điện tử của bo mạch có các đầu nối vít: chân 1 là 24VDC MODULE POWER (nguồn 24 V DC cho các bộ phận hoạt động trên bo mạch) và chân 2 là 24VDC MODULE POWER RTN (24 V DC trở về). Nguồn điện này phải đến từ nguồn điện độc lập để duy trì nguồn điện cho bo mạch trong trường hợp mất nguồn điện vào tủ.
Đầu nối U5 và U9 là đầu nối cáp quang ISBus (Loại ST): U5 là giao diện nhận dữ liệu tới ISBus và U9 là giao diện truyền dữ liệu đến ISBus. Jumper JP1 là jumper bypass khóa liên động: vị trí 1-2 là vị trí mặc định, có nghĩa là bo mạch phải đóng khóa liên động bên ngoài để cấp điện cho rơle hoặc rơle; vị trí 2-3 rút ngắn khóa liên động, mặc dù nguồn điện sẽ phải được cấp cho bo mạch thông qua P1-7,8 hoặc TB2-1,2 để cấp điện cho rơle hoặc các rơle.
Sự phù hợp của ứng dụng và tích hợp hệ thống
Bảng mạch mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC là một thành phần thiết yếu trong Hệ thống điều khiển công nghiệp GE sử dụng mạng ISBus để liên lạc giữa các nút điều khiển trên khoảng cách xa. Khả năng chuyển đổi giữa tín hiệu điện RS-485 và tín hiệu cáp quang cho phép mạng ISBus được mở rộng trên khoảng cách lên tới 1 km, vượt xa giới hạn thực tế của truyền dẫn bằng đồng, đồng thời cung cấp khả năng cách ly điện và khả năng miễn nhiễm nhiễu điện từ.
Bảng mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC thường được lắp đặt giữa nguồn song công hoàn toàn ISBus, chẳng hạn như mô-đun BAIA hoặc mô-đun ACL và ISBus. Khi nguồn được cấp nguồn và khóa liên động đóng, rơle rẽ nhánh được cấp điện và nguồn được kết nối hoàn toàn với ISBus thông qua liên kết cáp quang, cho phép liên lạc bình thường. Nếu nguồn bị mất điện hoặc khóa liên động bị mở, rơle rẽ nhánh sẽ bị ngắt và nguồn sẽ tự động bị bỏ qua, với đầu vào quang nhận được chuyển đổi thành điện, được định thời gian lại tùy ý và chuyển đổi lại thành đầu ra quang để tín hiệu mạng đi qua nút tiếp theo.
Giá đỡ DIN-rail của bo mạch và các chân lắp đóng vai trò là kết nối đất của khung giúp đơn giản hóa việc lắp đặt trong các tủ điều khiển tiêu chuẩn và bốn đèn chỉ báo LED cung cấp chỉ báo trực quan rõ ràng về trạng thái của bo mạch. Ba chế độ hoạt động của bo mạch—bộ lặp, bộ chuyển đổi quang-điện và I/O tiêu chuẩn—mang lại sự linh hoạt trong việc định cấu hình mạng ISBus cho các cấu trúc liên kết và yêu cầu khác nhau.
Bảo trì và Vòng đời
Bo mạch mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC được thiết kế để có tuổi thọ lâu dài với mức bảo trì tối thiểu. Bảng mạch có một rơle là bộ phận chuyển động duy nhất và mạch chuyển đổi quang học trạng thái rắn cùng số lượng thành phần tối thiểu đảm bảo độ tin cậy cao trong hoạt động công nghiệp liên tục. Bảo trì định kỳ bao gồm kiểm tra trực quan định kỳ bo mạch, đầu nối, cáp quang và đèn chỉ báo LED, đồng thời xác minh rằng rơle rẽ nhánh đang hoạt động chính xác bằng cách kiểm tra các chỉ báo LED và, nếu cần, kiểm tra chức năng bỏ qua trong thời gian ngừng hoạt động theo lịch trình.
Bốn đèn chỉ báo LED trên Bo mạch mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC cung cấp chỉ báo trực quan rõ ràng về nguồn điện của bo mạch, truyền dữ liệu đầu vào, hoạt động khóa liên động và trạng thái phát hiện dữ liệu quang. Nếu đèn LED NGUỒN tắt, kỹ thuật viên bảo trì nên kiểm tra nguồn điện mô-đun 24 V DC ở P3-1, P3-2. Nếu đèn LED XMIT DATA IN tắt khi cần bật, kỹ thuật viên nên kiểm tra kết nối P1A hoặc P1B và nguồn song công hoàn toàn. Nếu đèn LED HOẠT ĐỘNG KHÓA LIÊN ĐỘNG tắt khi cần bật, kỹ thuật viên nên kiểm tra nguồn khóa liên động 24 V DC tại P1A-7, P1A-8 hoặc TB2-1, TB2-2 và xác minh rằng khóa liên động trên P1A đã được đóng hoặc dây nối JP1 được cấu hình đúng. Nếu đèn LED DETECT tắt khi cần bật, kỹ thuật viên nên kiểm tra cáp quang và bộ phát từ xa.
Nếu bo mạch yêu cầu thay thế, quá trình này rất đơn giản. Sau khi ngắt điện cho thiết bị liên quan và xác minh rằng không có nguồn điện, các đầu nối và cáp quang phải được dán nhãn và ngắt kết nối, đồng thời tháo bo mạch khỏi giá đỡ DIN-rail. Bo mạch thay thế phải được lắp đặt ở cùng vị trí, các đầu nối và cáp quang được kết nối lại như trên nhãn, đồng thời xác minh các chức năng truyền thông và đường vòng trước khi đưa hệ thống trở lại hoạt động.
GE Industrial Control Systems đảm bảo khả năng tương thích của các bo mạch thay thế, mặc dù các bo mạch ở các cấp độ sửa đổi khác nhau có thể không chứa phần cứng giống hệt nhau. Khi đặt mua Bo mạch mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC thay thế, hãy cung cấp số bộ phận và mô tả đầy đủ, số sê-ri ổ đĩa hoặc hệ thống và số Danh sách vật liệu (ML). Nhà máy có thể thay thế các phiên bản mới hơn dựa trên những cải tiến về thiết kế và tính sẵn có, nhưng khả năng tương thích ngược của bo mạch thay thế được đảm bảo.
Phần kết luận
Bo mạch mở rộng ISBus GE IS200ISBEH1ABC là mô-đun bỏ qua mạng và giao diện cáp quang đáng tin cậy, mạnh mẽ và cần thiết cho Hệ thống điều khiển công nghiệp GE sử dụng mạng ISBus. Chuyển đổi sợi quang sang điện của tín hiệu RS-485, kiến trúc bỏ qua dựa trên rơle, ba chế độ vận hành và đèn chỉ báo LED rõ ràng giúp mở rộng mạng ISBus ở khoảng cách xa đáng tin cậy cùng với khả năng tự động bỏ qua các nút bị lỗi hoặc bị cô lập, đảm bảo rằng hệ thống điều khiển duy trì tính sẵn sàng cao.
Với bộ đầu nối toàn diện, jumper bỏ qua khóa liên động có thể định cấu hình, giá đỡ DIN-rail và đèn chỉ báo LED được đánh dấu rõ ràng, Bảng mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC được thiết kế để dễ dàng lắp đặt, xác minh và bảo trì. Được hỗ trợ bởi chất lượng sản xuất, mạng lưới hỗ trợ toàn cầu và cam kết về khả năng tương thích ngược của GE, Bo mạch mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC tiếp tục mang lại hiệu suất, độ bền và độ tin cậy mà người dùng công nghiệp mong đợi từ GE. Cho dù được sử dụng trong hệ thống lắp đặt mới hay thay thế cho bo mạch hiện có, Bảng mở rộng ISBus IS200ISBEH1ABC cung cấp chức năng mở rộng cáp quang và bỏ qua mạng cần thiết để vận hành hệ thống điều khiển hiệu quả và đáng tin cậy.
