IS400TCASH1A là thành phần quan trọng của PCAA (Gói I/O tương tự lõi) trong hệ thống điều khiển GE Mark VIe. Cụ thể, nó thuộc loại bo mạch đầu cuối TCAS. Là một phần của mô-đun PCAA, bảng đầu cuối này cung cấp các thiết bị đầu cuối và định tuyến tín hiệu cho khách hàng, truyền tín hiệu tương tự một cách chính xác và đáng tin cậy từ các thiết bị hiện trường đến bảng xử lý tương tự BCAA và BCAB.
IS400TCASH1A đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển tuabin khí. Nó xử lý một số lượng lớn các tác vụ đầu vào/đầu ra tín hiệu tương tự, bao gồm tín hiệu cặp nhiệt điện, tín hiệu vòng lặp dòng điện 4-20 mA, tín hiệu kích thích và phản hồi LVDT (Biến áp vi sai biến thiên tuyến tính), tín hiệu truyền động cuộn dây servo, đầu vào tốc độ xung, v.v. Bảng đầu cuối này có thể được áp dụng trong các hệ thống đơn giản và TMR (Dự phòng ba mô-đun), đáp ứng các yêu cầu về độ tin cậy, tính khả dụng và an toàn của các ứng dụng công nghiệp khác nhau.
Là một phần của mô-đun PCAA, là thiết bị ít thay thế nhất (LRU), IS400TCASH1A hoạt động cùng với bo mạch chính BCAA, bo mạch giao diện BCAB và bo mạch bộ xử lý BPPx để tạo thành cụm I/O tương tự lõi PCAA hoàn chỉnh. Mô-đun này nhận nguồn điện điều khiển 28 V dc thông qua đầu nối P5 và cung cấp nguồn điện 28 V dc thông qua đầu nối P4 đến bảng đầu cuối JGPA để chấm dứt tấm chắn cáp trường. Ngoài ra, IS400TCASH1A kết nối với bảng đầu cuối TCAT thông qua hai đầu nối cáp 68 chân (P1 và P2) để phân phối tín hiệu ra, phân phối tín hiệu trường đơn tới một hoặc ba mô-đun PCAA.
II. Tính năng và cấu trúc phần cứng
2.1 Cấu trúc vật lý và các đầu nối
Là bo mạch đầu cuối của mô-đun PCAA, IS400TCASH1A tích hợp nhiều giao diện đầu nối để đảm bảo kết nối ổn định với các thiết bị bên ngoài và các bo mạch khác:
Đầu nối nguồn P5 : Giao diện nguồn 3 chân để cấp nguồn 28 V dc để cấp nguồn cho toàn bộ mô-đun PCAA và bảng đầu cuối. Lưu ý rằng mô-đun nhận nguồn điện trực tiếp từ đầu nối P5, không qua đầu nối nguồn thông thường trên bo mạch xử lý.
Đầu nối đầu ra nguồn P4 : Cung cấp nguồn điện 28 V dc cho bảng đầu cuối JGPA để nối đất tấm chắn cáp trường.
Đầu nối P1 và P2 : Cả hai đều là đầu nối cáp 68 chân để kết nối với bảng đầu cuối TCAT. Hai đầu nối này hỗ trợ phân bổ tín hiệu, phân phối tín hiệu từ thiết bị hiện trường đến một hoặc ba mô-đun PCAA, cho phép cấu hình hệ thống đơn giản hoặc TMR.
Giao diện Ethernet ENET1 và ENET2 : Hai đầu nối Ethernet RJ-45, lần lượt đóng vai trò là giao diện hệ thống chính và giao diện hệ thống dự phòng/thứ cấp để kết nối với mạng INet, cho phép giao tiếp dữ liệu giữa bộ điều khiển và mô-đun.
Khối thiết bị đầu cuối kiểu hộp kiểu Euro : IS400TCASH1A được trang bị 120 thiết bị đầu cuối kiểu hộp kiểu Euro có thể cắm được để nối dây tín hiệu của thiết bị hiện trường. Các thiết bị đầu cuối này hỗ trợ nhiều loại dây dẫn và mặt cắt khác nhau, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp đặt và bảo trì tại hiện trường.
2.2 Đặc điểm nối dây của thiết bị đầu cuối
Thiết bị đầu cuối hộp kiểu Euro của IS400TCASH1A hỗ trợ các thông số kỹ thuật dây dẫn sau:
Loại dây dẫn |
Mặt cắt tối thiểu |
Mặt cắt tối đa |
Dây dẫn rắn |
0,2 mm2 |
2,5 mm2 |
Dây dẫn bị mắc kẹt |
0,2 mm2 |
2,5 mm2 |
Dây dẫn bị mắc kẹt với ống sắt và ống nhựa |
0,25mm2 |
2,5 mm2 |
Dây dẫn bị mắc kẹt với ống sắt không có ống bọc nhựa |
0,25mm2 |
2,0 mm2 |
đặc điểm kỹ thuật AWG |
24 AWG |
12 AWG |
2.3 Triết lý thiết kế mô-đun
Mô-đun PCAA (bao gồm bảng đầu cuối IS400TCASH1A) bao gồm bốn bảng mạch riêng biệt trong một cụm vật lý duy nhất. Bởi vì rất khó để xác định lỗi trên một bo mạch duy nhất nên toàn bộ mô-đun được coi là bộ phận ít có khả năng thay thế nhất. Do đó, không được phép chẩn đoán hiện trường hoặc thay thế các bảng mạch riêng lẻ trong mô-đun. Nếu mô-đun bị lỗi, toàn bộ mô-đun PCAA phải được thay thế.
III. Các loại tín hiệu và phân bổ I/O
Bảng đầu cuối IS400TCASH1A cung cấp khả năng truy cập tín hiệu mở rộng, bao gồm nhiều loại tín hiệu tương tự khác nhau cần thiết để điều khiển tuabin khí. Dựa trên sự phân chia tín hiệu giữa thiết bị đầu cuối PCAA và thiết bị đầu cuối TCAT, IS400TCASH1A chịu trách nhiệm chính cho các tín hiệu sau:
3.1 Tín hiệu đầu cuối PCAA (Được nối trực tiếp tới IS400TCASH1A)
Số lượng tín hiệu |
Loại tín hiệu |
Vít cho mỗi tín hiệu |
25 |
Đầu vào cặp nhiệt điện |
2 |
10 |
Đầu vào tương tự 4-20 mA |
2 |
2 |
Đầu vào tương tự 4-20 mA hoặc ±10 V |
2 |
2 |
Đầu ra tương tự 4-20 mA |
2 |
1 |
Công suất đầu ra ±12 V |
2 |
6 |
Đầu ra kích thích LVDT |
2 |
6 |
Đầu ra trình điều khiển cuộn dây servo |
2 |
3 |
Kết nối chung |
1 |
2 |
Đầu vào xung TTL |
2 (có điện) |
3.2 Tín hiệu đầu cuối TCAT (Được kết nối với IS400TCASH1A qua TCAT)
Số lượng tín hiệu |
Loại tín hiệu |
Vít cho mỗi tín hiệu |
12 |
Đầu vào địa chấn có quạt |
2 |
24 |
Đầu vào tương tự 4-20 mA có quạt |
2 |
12 |
Công suất đầu ra 24 V ở 25 mA |
2 |
3 |
Biểu quyết đầu ra 4-20 mA |
2 |
12 |
Phản hồi LVDT được quạt |
2 |
2 |
Đầu vào tốc độ xung từ có quạt (đồng hồ đo lưu lượng servo) |
2 |
1 |
Đầu vào rơle tự sát servo |
2 |
V. Cấu hình và vận hành
4.1 Cấu hình đầu vào tương tự
IS400TCASH1A hỗ trợ giao diện với nhiều loại máy phát 4-20 mA khác nhau. Mỗi đầu vào analog có một jumper bên cạnh để chọn xem đầu cuối trở về được nối đất hay thả nổi (vị trí mặc định là nổi/mở). Đối với đầu vào tương tự 11 và 12, một jumper bổ sung được cung cấp để loại bỏ điện trở gánh 250 Ω, cho phép ứng dụng đầu vào điện áp DC ±10 V.
Bảng JGPA đi kèm cung cấp 12 đầu ra 24 V dc, một đầu vào cho mỗi đầu vào máy phát 4-20 mA.
4.2 Cấu hình đầu ra servo
IS400TCASH1A hỗ trợ sáu đầu ra servo, mỗi đầu ra có thể cấu hình thông qua các nút nhảy cho chế độ TMR (servo 3 cuộn dây) hoặc chế độ đơn giản (servo 2 cuộn dây). Hai đầu ra servo đầu tiên cũng được trang bị chức năng tự sát bên ngoài thông qua các đầu cuối SVRL1 và SVRL2. Khi một tiếp điểm bên ngoài đóng qua các đầu cuối này, đầu ra servo sẽ được cách ly khỏi bộ điều khiển bộ điều chỉnh kỹ thuật số, cung cấp kết nối trực tiếp thông qua điện trở giới hạn dòng điện (đầu ra cố định 15 mA) để đáp ứng bảo vệ điều khiển.
4.3 Hệ thống servo định vị LVDT
IS400TCASH1A nhận tín hiệu phía thứ cấp từ cảm biến LVDT thông qua bảng đầu cuối TCAT. Các tín hiệu này được điều chỉnh bởi bảng thu nhận BCAA, được chuyển đổi thành tín hiệu tương đương dc và được bộ xử lý đọc thông qua bộ chuyển đổi A/D. Phần sụn PCAA có thể chạy tối đa sáu bộ điều chỉnh servo kỹ thuật số độc lập, mỗi vòng hoạt động ở tốc độ mẫu 100 Hz. Đầu ra của bộ điều chỉnh được ghi vào bộ chuyển đổi D/A, sau đó cung cấp lệnh hiện tại cho bộ điều chỉnh dòng điện tương tự.
4.4 Chức năng hiệu chuẩn
Khi sử dụng bảng đầu cuối mới trên hệ thống, cần phải hiệu chỉnh LVDT liên kết với các servo PSVO, PSVP, PCAA hoặc PMVE (MVRA hoặc MVRF). Bộ điều khiển lưu mã vạch của bảng thiết bị đầu cuối và so sánh nó với bảng thiết bị đầu cuối hiện tại trong thời gian tải cấu hình lại. Mỗi lần lưu hiệu chuẩn, nó sẽ cập nhật tên mã vạch cho bảng hiện tại.
V. Chẩn đoán và Cảnh báo
Là một phần của mô-đun PCAA, IS400TCASH1A cung cấp các chức năng tự chẩn đoán toàn diện. Khi chẩn đoán phát hiện sự bất thường, hệ thống sẽ tạo ra các cảnh báo tương ứng. Sau đây là các cảnh báo phổ biến liên quan đến IS400TCASH1A:
Mã báo động |
Sự miêu tả |
Nguyên nhân có thể |
Giải pháp |
33-67 |
Cặp nhiệt điện không tốt cho sức khỏe |
Đầu vào Millivolt vượt quá phạm vi cặp nhiệt điện; cấu hình sai loại TC; dây hở; điện áp lạc hoặc nhiễu khiến đầu vào vượt quá -63 mV |
Kiểm tra hệ thống dây điện và che chắn hiện trường; kiểm tra TC xem có hở mạch không; đo tín hiệu milivolt; xác minh loại TC phù hợp với cấu hình |
68 |
Giao lộ lạnh không tốt, sử dụng bản sao lưu |
Tín hiệu tiếp giáp lạnh cục bộ từ bo mạch đầu cuối TCAS nằm ngoài phạm vi (bình thường: -50 đến 85°C) |
Nếu phần cứng nằm trong phạm vi nhiệt độ bình thường, có thể cảm biến mối nối lạnh bị lỗi; thay thế mô-đun PCAA |
69-80 |
Đầu vào tương tự TCAS không tốt |
Kích thích sai hoặc thiếu tới đầu dò; đầu dò bị lỗi; cài đặt jumper cấu hình không phù hợp; đầu vào ngoài phạm vi; hở mạch hoặc ngắn mạch |
Kiểm tra hệ thống dây điện hiện trường; kiểm tra thiết bị hiện trường; kiểm tra jumper chọn mặt đất; xác minh đầu vào trong phạm vi 3,0-21,5 mA, ±5,25 V, ±10,5 V |
117-122 |
Kích thích LVDT không thành công |
Lỗi chạm đất kích thích; sự cố nối dây hiện trường hoặc lỗi cảm biến LVDT; lỗi phần cứng bên trong |
Kiểm tra hệ thống dây điện trường và che chắn để kích thích LVDT; kiểm tra cảm biến LVDT; nếu lỗi phần cứng, hãy thay thế PCAA |
123-134 |
Điện áp kích thích LVDT nằm ngoài phạm vi |
Kích thích LVDT thực tế vượt quá ±10% ExcitMonCal; có thể hỏng bo mạch đầu cuối |
Đo điện áp kích thích và so sánh với thông số cấu hình; kiểm tra cảm biến LVDT; hiệu chỉnh lại servo; thay thế PCAA |
135-146 |
Vị trí LVDT vượt quá giới hạn |
Vấn đề kích thích LVDT; đầu dò bị lỗi; hở mạch hoặc ngắn mạch; đầu vào ngoài phạm vi; không được hiệu chỉnh |
Kiểm tra hệ thống dây điện và kích thích trường; kiểm tra cảm biến LVDT; hiệu chỉnh bộ điều chỉnh servo; xác minh giới hạn MinVrms và MaxVrms; xác minh ExcitSelect khớp với hệ thống dây điện |
155-160 |
Đã tắt servo: Lỗi cấu hình |
Đầu vào vị trí servo được kết nối với LVDT không sử dụng; luồng đầu vào tới PR chưa sử dụng; đầu vào áp suất đến đầu vào analog không sử dụng; thông số cấu hình sai |
Kiểm tra và hiệu chỉnh các thông số cấu hình; xác minh đầu vào bộ điều chỉnh được kết nối với cảm biến được kích hoạt; sử dụng chẩn đoán nâng cao ToolboxST cho danh sách lỗi |
161-166 |
Đầu ra servo tự động kích hoạt |
Phản hồi ngoài phạm vi; phản hồi hiện tại không khớp với lệnh; kết nối đầu vào không chính xác |
Kiểm tra cấu hình; xác minh đầu vào được kết nối với cảm biến đã sử dụng; kiểm tra các kết nối cảm biến vị trí và tính toàn vẹn cơ học; kiểm tra hệ thống dây điện vòng đầu ra servo xem có bị hở hay ngắn không |
217 |
Cấu hình TCAT và phần cứng không khớp |
TCAT được định cấu hình trong ToolboxST nhưng không được kết nối; TCAT chưa được định cấu hình nhưng đã kết nối |
Xác minh lựa chọn ToolboxST TCAT phù hợp với phần cứng thực tế; xác minh cáp P1 và P2 không bị tráo đổi; đảm bảo dây cáp được siết chặt và các bảng đầu cuối được nối đất; thực hiện thiết lập lại tắt nguồn |
218 |
Loại đầu nối TCAT P1 và P2 không khớp |
Các loại kết nối P1 và P2 (R/R, S/S, T/T) không khớp |
Kiểm tra cấu hình ToolboxST và kết nối cáp P1/P2 giữa TCAS và TCAT để đảm bảo khớp loại |
VI. Những điểm chính về cài đặt và vận hành
6.1 Các bước cài đặt
Gắn mô-đun PCAA một cách an toàn.
Kết nối kết nối nguồn JGPA với đầu nối P4 trên PCAA.
Kết nối mô-đun PCAA với bảng đầu cuối TCAT liên kết tùy chọn bằng cách sử dụng hai cáp 68 chân trên đầu nối P1 và P2. Chỉ siết chặt các vít gắn cáp vào PCAA và TCAT bằng ngón tay để đảm bảo nối đất cáp thích hợp. Việc không cố định cáp có thể khiến PCAA không đọc được ID điện tử trên TCAT và có thể làm giảm chất lượng tín hiệu.
Cắm một hoặc hai cáp Ethernet tùy thuộc vào cấu hình hệ thống. Khi sử dụng một kết nối INet, mô-đun sẽ hoạt động chính xác trên một trong hai cổng. Nếu sử dụng kết nối kép, thông lệ tiêu chuẩn là kết nối ENET1 với mạng được liên kết với bộ điều khiển R.
Kiểm tra nối đất của các đầu nối dây có tấm chắn JGPA. Trong hầu hết các ứng dụng, các đầu nối đất có tấm chắn JGPA được nối điện với tấm kim loại mà bo mạch được gắn trên đó. Trong một số ứng dụng yêu cầu nối đất lá chắn độc lập, hãy cung cấp dây nối đất phù hợp giữa một hoặc nhiều thiết bị đầu cuối JGPA và điện thế nối đất lá chắn cần thiết.
Cấp nguồn cho mô-đun thông qua đầu nối P5 và kiểm tra đèn báo trạng thái nguồn và Ethernet.
Sử dụng ứng dụng ToolboxST để định cấu hình PCAA nếu cần.
6.2 Lưu ý quan trọng
Lưu ý về nguồn điện : Mô-đun hoạt động từ nguồn điện được cấp trực tiếp vào đầu nối P5 của mô-đun, không thông qua đầu nối nguồn thông thường nằm trên bo mạch xử lý.
Lưu ý khi tháo cáp : Khi tháo cáp 68 chân, hãy đảm bảo rằng các trụ lục giác trong các đầu nối gắn trên bo mạch không bị xoay khi lùi các vít vặn cáp.
Nối đất Lưu ý : Cáp 68 chân phải được nối đất đúng cách; nếu không, việc đọc ID điện tử và chất lượng tín hiệu có thể bị ảnh hưởng.
Lưu ý về cấu hình : Không được tùy ý thay đổi tham số ThermCplUnit trong ToolboxST, vì điều này ảnh hưởng đến các đơn vị kỹ thuật mà mã ứng dụng nhìn thấy và có thể ảnh hưởng đến các thiết bị bên ngoài như HMI và Historian.
