Produktbeschreibung
I. Produktübersicht
GE IS200ECTBG1ADE ist eine Hochpr?zisions-Signalverarbeitungsplatine im Speedtronic Mark VIe-Serien-Steuerungssystem von General Electric (GE), speziell für die Analogsignalaufnahme, -aufbereitung und -umwandlung in industrietauglichen Dampfturbinen und Gasturbinen entwickelt. Als das "Signalkern" des Mark VIe-Systems übernimmt es die Schlüsselaufgabe, schwache Analogsignale (wie Temperatur-, Druck- und Vibrationssignale), die von den Sensoren vor Ort ausgegeben werden, zu verst?rken, zu filtern, zu isolieren und zu digitalisieren. Es dient als Kernbrücke zwischen der Vor-Ort-Ausrüstung und den Steuerungsmodulen und gew?hrleistet, dass die Steuerungsmodule genaue und zuverl?ssige Rohdaten erhalten k?nnen. Es wird weit verbreitet in industriellen Szenarien eingesetzt, die hohe Anforderungen an die Signalaufnahmegenauigkeit und St?rfestigkeit stellen, wie z. B. in der Stromerzeugung, der Petrochemie und der Metallurgie.
Diese Platine hat ein Standard-3U-VME-Industrieformat (etwa 100 mm hoch, 233 mm breit und 22 mm dick) und keinen unabh?ngigen Bedienungspanel. Sie realisiert die Dateninteraktion und die Stromversorgung mit den Steuerungsmodulen und Stromversorgungsmodulen über die Systemrückplane. Die Oberfl?che der Platine hat ein industrietaugliches St?rfestigkeitslayout; die wichtigen Signalaufbereitungschips (wie Instrumentenverst?rker und ADC-Umsetzer) sind mit Metallabschirmungen ausgestattet, und das L?tverfahren der Pins entspricht der IPC-A-610 Klasse 3-Industrienorm. Sie kann langfristig unter hoher Belastung und in komplexen elektromagnetischen Umgebungen (wie beim An- und Ausschalten von Motoren und bei Hochfrequenzst?rungen von Frequenzumrichtern) betrieben werden, gew?hrleistet die Stabilit?t der Signalverarbeitungsfunktionen und die Datengenauigkeit und ist an die rauen Betriebsbedingungen an industriellen Standorten angepasst.

II. Technische Parameter
1. Elektrische Parameter
Stromversorgungsanforderungen: Die Eingangsspannung betr?gt +5V DC (für digitale Schaltungen) und ±12V DC (für Analogschaltungen), mit einem zul?ssigen Spannungsschwankungsbereich von ±5%; der maximale Stromverbrauch betr?gt ≤12W. Sie hat ein natürliches Kühlkonzept (ein kleiner Kühlk?rper ist auf der Platinenoberfl?che integriert), und die Betriebstemperatur betr?gt ≤55℃.
Eingangskanalparameter:
Thermoelementkan?le (8 Kan?le): Unterstützt K/J/T-Typen, mit einer Kaltanschlusskompensationsgenauigkeit von ±0,5℃. Der Messbereich betr?gt -200℃~1300℃ (für K-Typ), und der Eingangswiderstand betr?gt ≥10MΩ;
RTD (Widerstandsthermometer)-Kan?le (8 Kan?le): Unterstützt PT100/Cu50, unter Verwendung einer 3-Draht-Messmethode. Der Messbereich betr?gt -200℃~850℃ (für PT100), und die Messgenauigkeit betr?gt ±0,1% FS;
Standard-Signalkan?le (8 Kan?le): Unterstützt 4-20mA/0-10V. Der Eingangswiderstand betr?gt ≥100kΩ (für Spannungssignale)/≤250Ω (für Stromsignale), und die Umsetzungsgenauigkeit betr?gt ±0,05% FS;
ADC-Umsetzungsparameter: 16-Bit-Aufl?sung, Abtastrate von 10-100Hz (konfigurierbar), Umsetzungszeit ≤10ms und Eingangs-Gleichmodusspannungsbereich von ±10V.
St?rfestigkeit: Entspricht der IEC 61000-6-2-Industriest?rfestigkeitsnorm. Sie hat eine elektrostatische Entladungsschutz (ESD) von ±2kV (Berührungsentladung)/±4kV (Luftentladung), einen Schutz gegen elektrische schnelle transiente St?rungen (EFT) von ±1kV (Stromanschluss)/±0,5kV (Signalanschluss) und eine Radiofrequenzstrahlungsimmunit?t von ≥10V/m (80-1000MHz).
2. Umweltparameter
Betriebstemperatur: -25℃~65℃, unterstützt einen Betrieb bei breitem Temperaturbereich und ist an Szenarien wie Hochtemperatur-Werkst?tten und Au?en-Schaltschr?nken angepasst;
Lagertemperatur: -40℃~85℃, ohne Risiko von Bauteilveralterung oder Korrosion der Pins bei langfristiger Lagerung;
Feuchtigkeit: 5%~95% (nicht kondensierend). Die Platinenoberfl?che ist mit einer feuchtigkeitsdichten Isolierschicht beschichtet, was die Verwendung in feuchten und salzhaltigen Küstenumgebungen erm?glicht;
Schutz gegen Vibrationen: Entspricht der IEC 60068-2-6-Norm, kann sinusf?rmige Vibrationen mit einer Frequenz von 10-500Hz und einer Beschleunigung von 5g aushalten; entspricht der IEC 60068-2-27-Norm, kann einen Sto? mit einer Beschleunigung von 50g (11ms-Puls) aushalten und vermeidet ein Lockern der Schnittstellen und Sch?den an Bauteilen, die durch Betriebsvibrationen der Ausrüstung oder Transportst??en verursacht werden.
3. Physikalische und Schnittstellenparameter
Abmessungen: 3U-VME-Platinenformat (100mm×233mm×22mm), kompatibel mit der Installation in Standard-19-Zoll-Industrieschaltschr?nken und unterstützt das Hot-Swapping (erfordert die Genehmigung des Mark VIe-Systems);
LED-Anzeigen: 4 Statusleuchten (PWR: Stromstatus, grün; RUN: Betriebsstatus, grün; ERR: Fehlerstatus, rot; COMM: Kommunikationsstatus, gelb). Die RUN-Leuchte blinkt, um anzuzeigen, dass die Signalaufnahme und -verarbeitung im Gange ist, und die COMM-Leuchte leuchtet dauerhaft, um anzuzeigen, dass die Rückplane-Kommunikation normal ist;
Rückplaneschnittstelle: 1 VME64x-Rückplaneschnittstelle, zur Kommunikation mit den Steuerungsmodulen verwendet, um die gesammelten Daten und Konfigurationsbefehle zu übertragen, und unterstützt Unterbrechungsanforderungen (z. B. Ausl?sen einer Unterbrechung, wenn ein Signal den Grenzwert überschreitet);
Eingangsschnittstelle: 24 Phoenix-Klemmanschluss-Schnittstellen (jedem Kanal entspricht 1 Signal-Eingang + 1 gemeinsamer Anschluss), unterstützt das Anschlie?en von Leitungen mit Schraubverbindungen, mit einer Leitungsgr??e von 0,5-2,5mm2.

III. Funktionsmerkmale
1. Mehrkanalige hochpr?zise Analogsignalaufnahme
Mit der Analogsignalverarbeitung als Kern integriert das IS200ECTBG1ADE 24 differentielle Analog-Eingangskan?le und unterstützt die Aufnahme von Thermoelementen (K-Typ, J-Typ, T-Typ), RTDs (PT100, Cu50) und Standard-Industriesignalen (4-20mA, 0-10V), was die Hauptsensor-Signaltypen an industriellen Standorten abdeckt:
Für Thermoelement-Signale hat die Platine eine integrierte Kaltanschlusskompensationsschaltung mit einer Kompensationsgenauigkeit von ±0,5℃, was eine Temperaturmessfehler von ≤±1℃ gew?hrleistet;
Für RTD-Signale wird eine 3-Draht-Messmethode verwendet, um den Einfluss des Leitungs-Widerstands effektiv auszugleichen und eine Messgenauigkeit von ±0,1% FS zu erreichen;
Für 4-20mA/0-10V-Signale werden schwache Signale 10-100 mal durch einen Instrumentenverst?rker (wie AD8221) verst?rkt und dann von einem 16-Bit-hochpr?zisen ADC-Umsetzer (wie ADS1115) mit einer Umsetzungsgenauigkeit von ±0,05% FS und einer Abtastrate von bis zu 100Hz digitalisiert, was es m?glich macht, subtile ?nderungen in den Signalen in Echtzeit zu erfassen (z. B. hochfrequente Schwankungen von Vibrationssignalen).
2. Mehrfaches Signalfiltern und St?rfestigkeit
Um das Problem der Signalverzerrung, das durch elektromagnetische St?rungen an industriellen Standorten verursacht wird, zu l?sen, hat die Platine eine integrierte doppelte St?rfestigkeitsmechanismus von "Hardwarefilterung + Softwarefilterung":
Auf der Hardware-Ebene ist jeder Signal-Eingangskanal in Reihe mit einer RC-Tiefpassfilter-Schaltung verbunden (die Grenzfrequenz kann über Jumper auf 50Hz/60Hz eingestellt werden), um die Netzfrequenzst?rungen effektiv zu unterdrücken; es ist auch ein Signalisolationsmodul (wie ISO1540) vorhanden, um eine elektrische Isolation zwischen dem Eingangssignal und der internen Schaltung der Platine zu erreichen (Isolationsspannung ≥2,5kVrms) und die Auswirkungen von Gleichtaktst?rungen und Erdschleifen zu verhindern;
Auf der Software-Ebene wird ein gleitendes Fenster-Filteralgorithmus verwendet, um Spitzenimpulsst?rungen zu eliminieren, und ein Kalman-Filteralgorithmus wird kombiniert, um Signal-Schwankungen zu gl?tten (z. B. momentane Sprünge von Drucksignalen). Nach der Filterung wird das Signal-Rausch-Verh?ltnis auf mehr als 60dB erh?ht, was gew?hrleistet, dass die an das Steuerungsmodul hochgeladenen Daten den tats?chlichen Zustand der Ausrüstung wirklich widerspiegeln und eine Fehlbeurteilung der Steuerlogik durch St?rungen vermeiden.
3. Signallinearisierung und -kalibrierung
Für nichtlineare Sensorsignale (z. B. die nichtlineare Beziehung zwischen thermoelektrischer Spannung und Temperatur von Thermoelementen) hat das IS200ECTBG1ADE einen integrierten Signallinearisierungsalgorithmus: Durch die Speicherung der nichtlinearen Korrekturkurve des Sensors (wie der ITS-90-Standardkurve für K-Typ-Thermoelemente) führt es eine Echtzeit-Linearisierung der gesammelten Rohsignale durch und h?lt den nichtlinearen Fehler innerhalb von ±0,2%;
Gleichzeitig unterstützt es benutzerdefinierte Kalibrierfunktionen. Bedien- und Wartungspersonal kann die Null- und Verst?rkungskalibrierung für jeden Kanal über die GE ToolboxST-Konfigurationssoftware durchführen - indem ein Standardsignal (wie 4mA/20mA) angeschlossen wird, korrigiert die Platine automatisch die Kalibrierparameter, um sicherzustellen, dass nach langfristigem Betrieb eine hochpr?zise Messung aufrechterhalten wird (der empfohlene Kalibrierzyklus ist einmal im Jahr). Darüber hinaus hat die Platine auch eine Unterbrechungs-/Kurzschlusserkennungsfunktion. Wenn das Sensorkabel unterbrochen oder kurzgeschlossen ist, kann es es schnell erkennen und eine Alarm ausl?sen, um überwachungslücken aufgrund von "keinem Signal" zu vermeiden.
4. Flexible Dateninteraktion und Statusüberwachung
Die Platine realisiert eine Hochgeschwindigkeits-Dateninteraktion mit dem Steuerungsmodul über den VME64x-Rückplanbus, mit einer übertragungsrate von 40MB/s. Sie kann die digitalisierten Daten von 24 Kan?len in Echtzeit an das Steuerungsmodul hochladen, w?hrend sie die Konfigurationsbefehle, die vom Steuerungsmodul ausgegeben werden (wie die Anpassung der Abtastrate und die Einstellung der Filterparameter), empf?ngt;
Sie ist mit 4 LED-Anzeigen ausgestattet (PWR: Stromstatus, grün; RUN: Betriebsstatus, grün; ERR: Fehlerstatus, rot; COMM: Kommunikationsstatus, gelb). Die ERR-Leuchte leuchtet dauerhaft, um einen Hardwarefehler der Platine (wie eine Besch?digung des ADC-Chips) anzuzeigen, und blinkt, um eine Signalst?rung (wie eine unterbrochene Sensorleitung) anzuzeigen;
über die Rückplaneschnittstelle kann die Platine auch den Aufnahmezustand von jedem Kanal (wie ob er kalibriert ist und ob es St?rungen gibt) an das überwachungssystem hochladen, was es dem Bedien- und Wartungspersonal erleichtert, die Signalqualit?t remote zu überprüfen und fehlerhafte Kan?le schnell zu lokalisieren (z. B. ein Temperatur-Signal eines bestimmten Kanals überschreitet den Grenzwert).