IS400TCASH1ADC là thành phần quan trọng của PCAA (Gói I/O tương tự lõi) trong hệ thống điều khiển GE Mark VIe, đặc biệt thuộc về bo mạch đầu cuối dòng TCAS . Là giao diện tín hiệu trường của mô-đun PCAA, bảng đầu cuối này cung cấp các thiết bị đầu cuối và định tuyến tín hiệu cho khách hàng, truyền hiệu quả và đáng tin cậy các tín hiệu tương tự khác nhau từ các thiết bị hiện trường như tua bin khí và máy nén – bao gồm cặp nhiệt điện, bộ phát 4-20 mA, LVDT (Biến áp vi sai biến thiên tuyến tính), trình điều khiển servo và cảm biến tốc độ xung – đến bảng xử lý tương tự BCAA và BCAB bên trong PCAA.
IS400TCASH1ADC có thể được áp dụng trong các hệ thống đơn giản và TMR (Dự phòng ba mô-đun) , đáp ứng các yêu cầu công nghiệp về tính sẵn sàng cao và độ an toàn cao. Nó nhận nguồn điện điều khiển 28 V dc thông qua đầu nối P5 và cung cấp nguồn điện 28 V dc cho bảng đầu cuối JGPA thông qua đầu nối P4 để kết thúc tấm chắn cáp trường. Đồng thời, IS400TCASH1ADC kết nối với bảng đầu cuối TCAT thông qua hai đầu nối cáp 68 chân (P1 và P2) để đạt được tín hiệu phân tán, phân phối tín hiệu trường đơn đến một hoặc ba mô-đun PCAA.
Là một phần của mô-đun PCAA – thiết bị ít thay thế nhất (LRU) – IS400TCASH1ADC hoạt động cùng với bo mạch chính BCAA, bo mạch giao diện BCAB và bo mạch xử lý BPPx. Mô-đun này sử dụng công nghệ gắn trên bề mặt, có khả năng chống rung, nhiệt độ và nhiễu điện từ tốt, đồng thời hoạt động trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt từ -30°C đến 65°C.
II. Cấu trúc và giao diện phần cứng
2.1 Kích thước vật lý và cách lắp đặt
Kích thước vật lý của IS400TCASH1ADC phù hợp với các mô-đun TCAS tiêu chuẩn:
Chiều cao: 8,26 cm (3,25 inch)
Chiều rộng: 4,19 cm (1,65 inch)
Độ sâu: 12,1 cm (4,78 inch)
Mô-đun này sử dụng các khối đầu cuối loại hộp có thể cắm theo phong cách Châu Âu để dễ dàng nối dây và bảo trì tại hiện trường. Trong quá trình lắp đặt, mô-đun PCAA được gắn chắc chắn trong tủ hoặc trên bảng điều khiển; IS400TCASH1ADC, là một phần của PCAA, được cố định tổng thể và không cần phải tháo riêng.
2.2 Đầu nối chính
Đầu nối |
Kiểu |
Sự miêu tả |
P5 |
Đầu nối nguồn 3 chân |
Nhập nguồn điện 28 V dc cho toàn bộ mô-đun PCAA và bảng đầu cuối. Lưu ý: nguồn điện đi trực tiếp qua đầu nối này, không phải qua đầu nối nguồn thông thường trên bo mạch xử lý. |
P4 |
Đầu nối đầu ra nguồn |
Cung cấp nguồn điện một chiều 28 V cho bảng đầu cuối JGPA để nối đất tấm chắn cáp hiện trường. |
P1 / P2 |
Đầu nối mật độ cao 68 chân |
Kết nối với bảng đầu cuối TCAT để phân bổ tín hiệu (phân phối một tín hiệu trường đến một hoặc ba mô-đun PCAA ở dạng đơn giản hoặc TMR). |
ENET1 / ENET2 |
Giao diện Ethernet RJ‑45 |
Giao diện mạng INet chính và dự phòng để trao đổi dữ liệu tốc độ cao với bộ điều khiển. |
Thiết bị đầu cuối 120 Euro |
Thiết bị đầu cuối loại hộp có thể cắm được |
Đối với hệ thống dây tín hiệu của thiết bị hiện trường; hỗ trợ dây rắn, dây bị mắc kẹt và dây có ống sắt. |
2.3 Thông số kỹ thuật nối dây đầu cuối
Thiết bị đầu cuối Euro của IS400TCASH1ADC hỗ trợ các loại dây dẫn và mặt cắt sau:
Loại dây dẫn |
Mặt cắt tối thiểu |
Mặt cắt ngang 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 |
III. Các loại tín hiệu và phân bổ I/O
IS400TCASH1ADC xử lý các tác vụ truy cập tín hiệu chính ở phía thiết bị đầu cuối PCAA. Theo bảng phân bổ tín hiệu (Thiết bị đầu cuối PCAA) trong tài liệu đính kèm, các tín hiệu được nối trực tiếp vào bảng đầu cuối này bao gồm:
3.1 Tín hiệu được nối trực tiếp tới IS400TCASH1ADC
Số lượng tín hiệu |
Loại tín hiệu |
Vít cho mỗi tín hiệu |
25 |
Đầu vào cặp nhiệt điện (hỗ trợ các loại E, J, K, S, T) |
2 |
10 |
Đầu vào tương tự 4‑20 mA |
2 |
2 |
Đầu vào tương tự 4‑20 mA hoặc ±10 V có thể định cấu hình |
2 |
2 |
Đầu ra tương tự 4‑20 mA |
2 |
1 |
Công suất đầu ra ±12 V dc (50 mA) |
2 |
6 |
Đầu ra kích thích LVDT (7 Vrms, 3,2 kHz, 60 mA) |
2 |
6 |
Đầu ra trình điều khiển cuộn dây servo (±10 mA) |
2 |
3 |
Kết nối chung (COM) |
1 |
2 |
Đầu vào tốc độ xung TTL (có nguồn cảm biến) |
2 (bao gồm cả sức mạnh) |
3.2 Tín hiệu được truyền qua TCAT (IS400TCASH1ADC cũng tham gia)
Số lượng tín hiệu |
Loại tín hiệu |
Vít cho mỗi tín hiệu |
12 |
Đầu vào địa chấn có quạt (cảm biến vận tốc) |
2 |
24 |
Đầu vào analog 4‑20 mA có quạt (từ TCAT) |
2 |
12 |
Công suất đầu ra 24 V (mỗi nguồn 25 mA, đối với máy phát) |
2 |
3 |
Biểu quyết đầu ra 4‑20 mA (đối với ứng dụng TMR) |
2 |
12 |
Tín hiệu 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 (đối với hai đầu ra servo đầu tiên) |
2 |
IV. Thông số kỹ thuật độ chính xác tín hiệu
Loại tín hiệu |
Độ chính xác được chỉ định (bao gồm tất cả các lỗi) |
Độ chính xác điển hình (ở 25°C) |
Đầu vào cặp nhiệt điện |
±0,10% toàn thang đo (-13,8 đến +45,5 mV) |
±0,06% |
Đầu vào tương tự 4‑20 mA |
±0,25% |
±0,10% |
Đầu vào tương tự 0‑10 V |
± 0,50% |
± 0,20% |
Đầu vào xung/tốc độ dòng chảy |
±0,05% giá trị đọc |
— |
Đầu vào địa chấn (đỉnh ± 1,5 V) |
±2,00% |
±0,90% |
Đầu vào LVDT (0‑7,07 Vrms) |
± 1,00% |
±0,25% |
Đầu vào màn hình kích thích LVDT |
± 1,00% |
±0,55% |
Đầu ra kích thích LVDT |
7 Vrms ±5,00% |
±3,00% |
Đầu ra servo (±10 mA) |
±3,50% |
±0,70% |
Đầu ra tương tự 4‑20 mA |
±0,75% |
±0,43% |
Công suất đầu ra 24 V |
24 V dc ±0,5% (0‑25 mA) |
— |
V. Cấu hình và vận hành
Mỗi kênh đầu vào analog trên IS400TCASH1ADC có một jumper (JP1 đến JP12) để chọn xem đầu cuối trở về được nối đất (GND) hay thả nổi (OPEN) . Vị trí mặc định là MỞ. Đối với đầu vào analog 11 và 12, các chân nhảy bổ sung (JP13, JP14) chọn giữa MA (chế độ 4‑20 mA với điện trở gánh 250 Ω) và VOLT (chế độ điện áp ±10 V, loại bỏ điện trở gánh).
Bảng JGPA đi kèm cung cấp 12 đầu ra 24 V dc, mỗi đầu có khả năng cấp nguồn cho một máy phát hai dây 4‑20 mA.
5.2 Cấu hình đầu ra servo
Mỗi đầu ra servo có thể được cấu hình sáu đầu ra thông qua các nút nhảy (JP15 đến JP20) như:
Vị trí TMR (1‑2) : dành cho động cơ servo 3 cuộn dây (mỗi mô-đun trong số ba mô-đun PCAA điều khiển một cuộn dây).
Vị trí đơn giản (2‑3) : dành cho động cơ servo 2 cuộn dây (một mô-đun PCAA điều khiển cả hai cuộn dây).
Hai đầu ra servo đầu tiên (Servo 1 và servo 2) còn cung cấp thêm chức năng tự sát bên ngoài thông qua các đầu cuối 107 và 108 (SVRL1, SVRL2). Khi một tiếp điểm bên ngoài đóng qua các cực này, mạch điều khiển servo sẽ bị ngắt kết nối khỏi bộ điều chỉnh kỹ thuật số và van bị buộc phải đóng thông qua điện trở giới hạn dòng điện (đầu ra cố định 15 mA) để có phản ứng bảo vệ.
5.3 Hệ thống servo định vị LVDT
IS400TCASH1ADC 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, chuyển đổi thành điện áp một chiều 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 bộ điều khiển 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.
Hiệu chuẩn LVDT được thực hiện bằng phần mềm ToolboxST: người dùng điều khiển van về vị trí đóng hoàn toàn và mở hoàn toàn, phần mềm sẽ tự động ghi lại các giá trị Vrms tương ứng (MinVrms / MaxVrms). Các giá trị đã hiệu chỉnh được sử dụng để chuyển đổi Vrms thời gian thực thành tỷ lệ phần trăm vị trí 0%–100%.
5.4 Cặp nhiệt điện và bù điểm lạnh
Mỗi mô-đun PCAA bao gồm một cảm biến nhiệt độ điểm nối lạnh tích hợp để bù điểm nối tham chiếu cặp nhiệt điện. Nếu cảm biến cục bộ bị lỗi, giá trị dự phòng (CIBackup) hoặc giá trị điểm nối nguội từ xa do bộ điều khiển cung cấp (CJRemote) . bạn có thể định cấu hình Tất cả đầu vào cặp nhiệt điện đều có mạch phân cực phát hiện dây hở: khi cặp nhiệt điện mở, tín hiệu sẽ được phân cực về toàn thang âm để dễ dàng chẩn đoán.
VI. Chẩn đoán và báo động
Là một phần của mô-đun PCAA, IS400TCASH1ADC cung cấp khả năng tự chẩn đoán toàn diện. Sau đây là các cảnh báo điển hình có liên quan chặt chẽ đến bảng đầu cuối này (dựa trên các cảnh báo dành riêng cho PCAA trong tài liệu đính kèm):
Mã báo động |
Sự miêu tả |
Nguyên nhân có thể |
Giải pháp |
33‑67 |
Cặp nhiệt điện không lành mạnh |
Đầu vào Millivolt vượt quá phạm vi; cấu hình sai loại; dây hở; điện áp lạc |
Kiểm tra hệ thống dây điện và che chắn hiện trường; đo tín hiệu milivolt; xác minh loại TC phù hợp với cấu hình |
68 |
Ngã ba lạnh không tốt, sử dụng dự phòng |
Tín hiệu tiếp giáp lạnh TCAS cục bộ nằm ngoài phạm vi (-50 đến 85°C) |
Kiểm tra nhiệt độ; nếu bình thường, có thể cảm biến mối nối nguội bị hỏng – thay thế mô-đun PCAA |
69‑80 |
Đầu vào analog TCAS không tốt |
Kích thích sai hoặc thiếu tới máy phát; máy phát bị lỗi; cấu hình jumper không khớp; đầu vào ngoài phạm vi |
Kiểm tra hệ thống dây điện và thiết bị hiện trường; kiểm tra cầu nối đất; xác minh đầu vào trong phạm vi 3,0‑21,5 mA, ±10,5 V |
81‑104 |
Đầu vào analog TCAT không tốt |
Như trên, cộng thêm cáp TCAT‑PCAA chưa được lắp khít hoàn toàn |
Kiểm tra xem cáp đã được siết chặt chưa; xác minh các kết nối P1/P2 có an toàn không |
117‑122 |
Kích thích LVDT không thành công |
Lỗi chạm đất kích thích; hệ thống dây điện hiện trường hoặc lỗi cảm biến LVDT; lỗi phần cứng bên trong |
Kiểm tra hệ thống dây điện và vỏ bọc kích thích LVDT; kiểm tra cảm biến LVDT; nếu lỗi phần cứng, hãy thay thế PCAA |
123‑134 |
Điện áp kích thích LVDT ngoài phạm vi |
Điện áp kích thích thực tế sai lệch >±10% so với ExcitMonCal |
Đo điện áp kích thích; hiệu chỉnh lại servo; thay thế PCAA |
135‑146 |
Vị trí LVDT vượt quá giới hạn |
Vấn đề kích thích LVDT; lỗi cảm biến; không được hiệu chuẩn; MinVrms/MaxVrms được đặt không đúng cách |
Kiểm tra hệ thống dây điện và cảm biến LVDT; hiệu chỉnh lại; xác minh ExcitSelect khớp với nguồn kích thích |
155‑160 |
Vô hiệu hóa servo: lỗi cấu hình |
Vị trí/lưu lượng/đầu vào áp suất của bộ điều chỉnh được kết nối với kênh không sử dụng |
Kiểm tra các thông số cấu hình; đảm bảo đầu vào được kết nối với cảm biến được kích hoạt |
161‑166 |
Đầu ra servo tự kích hoạt |
Phản hồi ngoài phạm vi; lỗi quá mức giữa dòng lệnh và phản hồi |
Kiểm tra các kết nối cảm biến vị trí và tính toàn vẹn cơ học; kiểm tra vòng đầu ra servo xem có 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 đã kết nối nhưng chưa được định cấu hình; cáp trao đổi |
Xác minh cấu hình phù hợp với phần cứng; kiểm tra cáp P1/P2 không bị tráo đổi; siết chặt lại dây cáp và đảm bảo nối đất; chu kỳ điện để xóa |
218 |
Đầu nối TCAT loại P1/P2 không khớp |
Các loại kết nối (R/R, S/S, T/T) không khớp |
Kiểm tra kết nối cáp P1/P2 giữa TCAT và TCAS để đảm bảo tính nhất quán về loại |
VII. Những điểm chính về cài đặt và vận hành
7.1 Các bước cài đặt
Gắn mô-đun PCAA một cách an toàn (bao gồm bảng đầu cuối IS400TCASH1ADC).
Kết nối kết nối nguồn JGPA với đầu nối P4 trên PCAA.
Nếu sử dụng TCAT, hãy kết nối mô-đun PCAA với bảng đầu cuối TCAT bằng hai cáp 68 chân trên đầu nối P1 và P2 (phù hợp với PR1/PR2, PS1/PS2 hoặc PT1/PT2 trên TCAT). Chỉ siết chặt các vít gắn cáp bằng ngón tay để đảm bảo nối đất cáp thích hợp. Việc không siết chặt có thể ngăn PCAA đọc ID điện tử TCAT và 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 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 thiết bị đầu cuối có tấm chắn JGPA. Trong hầu hết các ứng dụng, chúng được nối đất thông qua tấm kim loại lắp đặt. Nếu cần 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 các tham số PCAA và IS400TCASH1ADC nếu cần.
7.2 Lưu ý quan trọng
Nguồn : Mô-đun phải nhận nguồn điện 28 V dc trực tiếp từ đầu nối P5; không cấp nguồn cho nó qua đầu nối nguồn của bo mạch xử lý.
Tháo cáp 68 chốt : Khi tháo cáp, hãy đảm bảo rằng các trụ lục giác trong các đầu nối gắn trên bo mạch không bị xoay trong khi rút vít vặn ra để tránh làm hỏng các đầu nối.
Nối đất : Cáp P1/P2 phải được nối đất đúng cách; nếu không, việc đọc ID điện tử và độ chính xác của tín hiệu analog có thể bị ảnh hưởng.
Cảnh báo cấu hình : Không tự ý thay đổi tham số ThermCplUnit trong ToolboxST, vì điều này làm thay đổi đơn vị kỹ thuật của tín hiệu cặp nhiệt điện mà mã ứng dụng nhìn thấy và có thể ảnh hưởng đến logic ứng dụng và màn hình HMI.
