Bảng mở rộng ISBus GE IS200ISBEH2A ISBus

IS200ISBEH2A là Bảng mở rộng ISBus được thiết kế bởi General Electric (GE) cho các hệ thống điều khiển của hãng. Bo mạch này là bản sửa đổi phần cứng trong dòng ISBE, chủ yếu được sử dụng để kết nối giữa nguồn song công hoàn toàn ISBus (mô-đun BAIA hoặc ACL) và ISBus. Nó cung cấp chuyển đổi sợi quang sang 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.

Bo mạch IS200ISBEH2A đóng một vai trò quan trọng trong các hệ thống điều khiển GE với vai trò là rơle và bộ mở rộng truyền thông. Thông qua rơle bypass, nó đạt được định tuyến tín hiệu linh hoạt: khi bo mạch được cấp nguồn bình thường và khóa liên động đóng, nó sẽ kết nối tín hiệu truyền từ đầu vào song công hoàn toàn (P1A) đến đầu ra truyền cáp quang (P2), đồng thời kết nối tín hiệu từ đầu vào nhận cáp quang (P3) đến đầu ra song công hoàn toàn (P1A). Khi bo mạch bị ngắt điện, nó sẽ tự động chuyển tín hiệu từ đầu vào nhận cáp quang (P3) trực tiếp đến đầu ra truyền cáp quang (P2), thực hiện chức năng bỏ qua nút và đảm bảo liên lạc không bị gián đoạn trên ISBus.

Các tính năng chính của IS200ISBEH2A bao gồm:

• Chuyển đổi sợi quang sang điện: Cung cấp chuyển đổi hai chiều giữa tín hiệu RS-485 và tín hiệu sợi quang.

• Chức năng bỏ qua nút: Tự động bỏ qua một nút khi mất điện hoặc khóa liên động bị mở, đảm bảo liên lạc ISBus không bị gián đoạn.

• Giao tiếp đường dài: Đạt được khoảng cách liên kết lên tới 1 km trở lên khi sử dụng sợi HCS hoặc sợi thủy tinh 62,5/125 μm.

• Cách ly điện: Cách ly tín hiệu lớn hơn 1 MΩ @ 500 V rms đảm bảo an toàn cho hệ thống.

• Nhiều chế độ vận hành: Hỗ trợ chế độ lặp lại, chế độ chuyển đổi quang sang điện và chế độ I/O tiêu chuẩn.

• Chỉ báo trạng thái: 4 đèn LED cung cấp trạng thái nguồn, truyền dữ liệu, trạng thái khóa liên động và phát hiện tín hiệu quang.

• Tùy chọn nguồn linh hoạt: Có thể được cấp nguồn qua P1A, P2 hoặc P3, trong số các phương pháp khác.

• Khóa liên động có thể định cấu hình: Jumper JP1 cho phép lựa chọn có bỏ qua tín hiệu khóa liên động bên ngoài hay không.

Bo mạch được gắn trên thanh ray DIN, với các chân lắp đóng vai trò là điểm kết nối với mặt đất của khung. Bảng mạch có năm đầu nối phích cắm, một bảng đầu cuối, hai đầu nối cáp quang loại ST và một dây nối có thể điều chỉnh. Nó không có cầu chì hoặc điểm kiểm tra.

---

II. Chức năng chính

Các chức năng chính của IS200ISBEH2A bao gồm nhưng không giới hạn ở những chức năng sau:

1. Chuyển đổi và định tuyến tín hiệu

Chức năng cốt lõi của bo mạch IS200ISBEH2A là chuyển đổi và định tuyến tín hiệu ISBus giữa dạng điện và dạng quang. Nó hỗ trợ các đường dẫn tín hiệu sau:

• Chế độ bình thường (Node not bypassed): Dữ liệu truyền từ P1A (điện) được chuyển đổi thành tín hiệu quang và đầu ra từ U9 (TX); dữ liệu quang nhận được từ U5 (RX) được chuyển đổi thành tín hiệu điện và đầu ra từ P1A.

• Chế độ bỏ qua (Bỏ qua nút): Dữ liệu quang nhận được từ U5 (RX) được chuyển đổi trực tiếp thành tín hiệu quang và đầu ra từ U9 (TX), bỏ qua nút cục bộ.

2. Bảo vệ bỏ qua nút

Nếu 24 V dc không được cung cấp cho bo mạch ISBE, bo mạch sẽ tự động chuyển sang chế độ bỏ qua:

• Kết nối truyền giữa P1 và P2 bị gián đoạn (hỏng).

• Kết nối nhận giữa P3 và P1 bị gián đoạn (hỏng).

• Một kết nối được thiết lập giữa U5 (RX) và U9 (TX), trong đó dữ liệu đầu vào quang học nhận được sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện, được định thời gian lại tùy ý và được chuyển đổi lại thành tín hiệu đầu ra quang học.

Thiết kế này đảm bảo rằng ngay cả khi một nút bị mất điện, liên kết truyền thông ISBus vẫn không bị gián đoạn, nâng cao độ tin cậy của hệ thống.

3. Truyền thông cáp quang đường dài

Đầu vào và đầu ra quang tương thích với sợi HCS 200 μm hoặc sợi thủy tinh 62,5/125 μm, sử dụng đầu nối 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.

4. Điều hòa tín hiệu truyền

Điều hòa tín hiệu truyền bao gồm cách ly và kết thúc 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. Điểm kết thúc đầu vào là 100 Ω ±10%.

Ghép kênh bỏ qua cung cấp kết nối như sau:

• Nút không được bỏ qua: Từ đầu vào dữ liệu truyền (điện) đến đầu ra dữ liệu truyền (quang).

• Nút bỏ qua: Từ đầu vào dữ liệu nhận (quang) đến đầu ra dữ liệu truyền (quang).

5. Nhận tín hiệu điều hòa

Điều hòa tín hiệu nhận 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. Mạch thu có khả năng điều khiển tải đầu ra kết hợp với máy biến áp với đầu cuối điện trở 100 Ω ±10% trong khi 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.

Ghép kênh bỏ qua cung cấp kết nối như sau:

• Nút không được bỏ qua: Từ đầu vào dữ liệu nhận (quang) đến đầu ra dữ liệu nhận (điện).

• Nút bỏ qua: Từ đầu vào dữ liệu nhận (quang) đến đầu ra dữ liệu truyền (quang).

6. Nhiều chế độ hoạt động

IS200ISBEH2A hỗ trợ ba chế độ hoạt động:

• Chế độ lặp lại: Rơle ngắt điện; không có nút nhảy trên P1A-4,5; không có nút nhảy giữa JP1-2,3; nguồn điện được cung cấp qua P3; chỉ sử dụng I/O cáp quang.

• Chế độ chuyển đổi quang sang điện: Sử dụng đầu vào quang và đầu ra điện trên P1A-3,6 hoặc sử dụng đầu vào điện trên P1B-3,6 và đầu ra quang; rơle phải được cấp điện (cấp 24V giữa JP1-2,3); Nguồn được cung cấp qua P2.

• Chế độ I/O tiêu chuẩn: Kết nối bảng nối đa năng hoặc ACL với P1; cung cấp nguồn rơle qua P1-7,8 hoặc P2-1,2; jumper P1A-4,5 để khóa liên động; nguồn điện được cung cấp qua P3.

7. Tính linh hoạt của nguồn điện

Bộ chuyển đổi DC-DC trên bo mạch chấp nhận điện áp đầu vào từ 18 đến 36 V dc và có yêu cầu công suất đầu vào tối đa là 5 watt. Nguồn điện có thể được cung cấp thông qua nhiều phương pháp:

• P1A-7,8 (từ bảng nối đa năng hoặc ACL).

• P2 (nguồn khóa liên động phụ).

• P3 (nguồn điện tử bo mạch).

  
  

---

III. Ứng dụng hệ thống

1. Ứng dụng trong phần mở rộng truyền thông ISBus

IS200ISBEH2A là bàn phím để mở rộng khoảng cách liên lạc ISBus và tăng tính linh hoạt của nút trong hệ thống điều khiển GE. Vai trò của nó trong hệ thống bao gồm:

• Rơle truyền thông: Hoạt động như một bộ lặp trong liên lạc ISBus đường dài, mở rộng phạm vi liên lạc.

• Bỏ qua nút: Tự động bỏ qua một nút khi mất điện hoặc mất điện, đảm bảo liên lạc xe buýt không bị gián đoạn.

• Chuyển đổi phương tiện: Cung cấp chuyển đổi giữa tín hiệu điện RS-485 và tín hiệu cáp quang, mang lại khả năng cách ly điện và chống nhiễu.

• Mở rộng mạng: Cho phép thêm nhiều nút hơn vào ISBus trong khi vẫn duy trì độ tin cậy liên lạc.

2. Phối hợp với BAIA và ACL

IS200ISBEH2A có thể được kết nối giữa nguồn song công hoàn toàn ISBus (mô-đun BAIA hoặc ACL) và ISBus. Thông qua các tùy chọn định tuyến tín hiệu và nguồn linh hoạt, nó có thể thích ứng với các yêu cầu cấu hình hệ thống khác nhau.

3. Các kịch bản ứng dụng điển hình

• Giao tiếp ISBus đường dài: Được sử dụng trong các nhà máy điện, cơ sở công nghiệp và các địa điểm khác cần liên lạc đường dài để mở rộng phạm vi ISBus bằng cáp quang.

• Hệ thống kiểm soát độ tin cậy cao: Trong các ứng dụng đòi hỏi tính sẵn sàng cao, chức năng bỏ qua nút sẽ ngăn chặn các điểm lỗi đơn lẻ gây ra gián đoạn liên lạc.

• Các ứng dụng yêu cầu cách ly điện: Được sử dụng khi cần cách ly điện mạnh, cung cấp sự cách ly giữa các thiết bị ISBus thông qua cáp quang.

• Ứng dụng môi trường khắc nghiệt: Trong môi trường công nghiệp có nhiễu điện từ cao, truyền thông cáp quang giúp cải thiện tính toàn vẹn của tín hiệu.

  
  

---

IV. Mô tả giao diện chi tiết

1. Đầu nối song công hoàn toàn P1A

P1A là đầu nối RJ45 được bảo vệ 8 chân để kết nối nguồn song công hoàn toàn (BAIA hoặc ACL). Việc gán pin như sau:

2. Đầu nối truyền phụ P1B

P1B là đầu nối RJ45 8 chân được bảo vệ dành cho các ứng dụng chỉ sử dụng bo mạch để chuyển đổi cáp quang sang điện và không sử dụng P1A. Chỉ có chân 3 và 6 được sử dụng:

3. Đầu nối nguồn khóa liên động phụ P2

P2 là đầu nối cực vít 2 chân để kết nối nguồn điện phụ/bên ngoài:

4. Đầu nối nguồn điện tử bảng P3

P3 là đầu nối đầu vít 2 chân để cấp nguồn cho các bộ phận hoạt động trên bo mạch:

Lưu ý: 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.

5.

Đầu nối cáp quang Mô tả	đầu nối
U5	Nhận giao diện dữ liệu tới ISBus (loại ST)
U9	Giao diện truyền dữ liệu tới ISBus (loại ST)

---

V. Cấu hình đèn LED và Jumper

1. Đèn LED

2. cấu hình Jumper JP1

vị trí	Mô tả
1-2	Vị trí mặc định; bảng mạch phải đóng khóa liên động bên ngoài để cấp điện cho (các) rơle
2-3	Rút ngắn khóa liên động; nguồn điện phải được cung cấp cho bo mạch thông qua P1-7,8 hoặc P2-1,2 để cấp điện cho (các) rơle

---

VI. Cài đặt và bảo trì

1. Vị trí lắp đặt

Bo mạch IS200ISBEH2A được gắn trên thanh ray DIN, với các chân lắp đóng vai trò là điểm kết nối với mặt đất của khung. Nó nên được lắp đặt ở vị trí dễ tiếp cận trong tủ điều khiển để dễ dàng kết nối và bảo trì cáp quang.

2. Các bước cài đặt

1. Lắp đặt thanh ray DIN: Đảm bảo thanh ray DIN được gắn chắc chắn bên trong tủ.

2. Mount Board: Gắn bo mạch IS200ISBEH2A lên thanh ray DIN.

3. Kết nối mặt đất: Đảm bảo tiếp xúc tốt giữa chân lắp và mặt đất khung tủ.

4. Kết nối nguồn: Chọn P1A, P2 hoặc P3 để cấp nguồn theo yêu cầu.

5. Kết nối cáp ISBus: Kết nối nguồn song công hoàn toàn với P1A hoặc kết nối nguồn truyền phụ với P1B.

6. Kết nối cáp quang: Kết nối cáp quang ISBus với U5 (RX) và U9 (TX).

7. Cấu hình Jumper: Đặt JP1 theo yêu cầu hệ thống.

8. Kiểm tra đèn LED: Sau khi bật nguồn, hãy xác minh rằng đèn LED cho biết trạng thái bình thường.

3. Khuyến nghị bảo trì

• Kiểm tra định kỳ: Kiểm tra các đầu nối cáp quang xem có sạch sẽ và kết nối an toàn không.

• Vệ sinh: Thường xuyên vệ sinh bo mạch để tránh bụi bẩn tích tụ.

• Bảo vệ ESD: Đeo dây nối đất khi xử lý bo mạch và bảo quản nó trong túi chống tĩnh điện.

• Quản lý phụ tùng thay thế: Duy trì bo mạch IS200ISBEH2A dự phòng để giảm thời gian ngừng hoạt động trong trường hợp hỏng hóc.