GE IS200MVRDH1AAB Модуль обработки сигналов

GE IS200MVRDH1AAB Модуль обработки сигналов

I. Принцип работы

1. Принцип реализации совместимости системы

Адаптация аппаратного интерфейса: Как доработанная плата с Mark V до Mark VIe, модуль может быть совместим с шиной исходной системы Mark V (например, шиной EPBP) с помощью специальных разъемов шины (например, интерфейсов P1 и P2), а также поддерживать электрический протокол системы Mark VIe. Например, переключение между различными режимами системы (одноканальным или избыточным режимом) с помощью определения выводов (например, конфигурации выводов разъема P2) для обеспечения совместимости аппаратных интерфейсов старой и новой систем.

Преобразование электрического протокола Стандарты сигналов систем Mark V и Mark VIe могут различаться (например, диапазоны напряжения и тока). Модуль может интегрировать схемы преобразования уровня или чипы для обработки сигналов, чтобы преобразовать сигналы системы Mark V (например, аналоговый вход/выход) в формат, распознаваемый системой Mark VIe, и наоборот. Реализовать бесперебойное соединение между старой и новой системами.

2. Механизм обработки и передачи сигналов

Поток обработки аналоговых сигналов:

Если модуль используется для сбора сигналов от датчиков турбины (например, температуры, давления, скорости вращения и других аналоговых величин), рабочий процесс может быть следующим:

Сбор сигналов: Прием аналоговых сигналов, выходящих от датчиков (например, ток 4-20 мА, напряжение 0-10 В) через передний интерфейс и удаление помехи с помощью фильтрующей схемы.

Аналого-цифровое преобразование (АЦП): Использование встроенного АЦП (аналого-цифрового преобразователя) для преобразования аналоговых сигналов в цифровые, облегчающих обработку процессором.

Обработка и передача данных: После обработки цифрового сигнала внутренней логической схемой (которая может содержать ЦП или FPGA), он передается на главный контроллер (например, модуль процессора Mark VIe) через разъем шины или загружается на систему верхнего уровня мониторинга через коммуникационный интерфейс (например, Modbus, Profibus).

Поток обработки цифровых сигналов:

Если модуль используется для выполнения выхода управляющих инструкций, он может получать цифровые сигналы от главного контроллера, которые затем преобразуются в аналоговые сигналы или сигналы переключения с помощью цифро-аналогового преобразования (ЦАП) или схем широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для управления исполнительными механизмами (например, клапанами, двигателями) для регулировки параметров работы турбины.

3. Принципы надежного проектирования

Избыточность и отказоустойчивость: В избыточной архитектуре системы Mark VI (например, трехкратная избыточность), модули могут обеспечивать надежность сигнала с помощью избыточного проектирования аппаратного обеспечения (например, работа нескольких модулей параллельно) и механизмов голосования (сравнение выходных результатов нескольких модулей). Например, при отказе одного модуля другие модули могут взять на себя работу, чтобы избежать простоя системы.

Электрическая изоляция и противодействие помехам: Внутри может быть использована схема изоляции на основе оптоизоляторов или трансформаторной изоляции для изоляции входных/выходных сигналов от внутренней схемы, предотвращая влияние внешнего электромагнитного помеха (например, запуск и остановка двигателя, частотный преобразователь) на работу модуля, а также исключая влияние отказа модуля на другие системы.

Механизм самодиагностики: С помощью встроенной схемы мониторинга в реальном времени контролируются питание, температура и состояние сигнального канала модуля. При обнаружении аномалии (например, слишком низкое напряжение питания или перегрев чипа) подается сигнал о неисправности через индикатор на передней панели (например, светодиодный индикатор) или коммуникационный интерфейс, что позволяет обслуживающему персоналу определить место проблемы.

4. Принципы коммуникации и взаимодействия протоколов

Промышленный коммуникационный интерфейс: Модуль может интегрировать промышленные шинные интерфейсы, такие как RS-485 и CANopen, поддерживать коммуникационные протоколы, такие как Modbus RTU и Profibus DP, и обмениваться данными с другими модулями или компьютером верхнего уровня. Например:

Передача данных о работе турбины (например, скорости вращения и мощности) на систему верхнего уровня мониторинга;

Прием управляющих инструкций от компьютера верхнего уровня (например, запуск и остановка, настройка параметров) и передача их на главный контроллер или исполнительный механизм.

Логика обмена данными: Полученные пакеты инструкций разбираются с помощью стека коммуникационного протокола, и выполняются соответствующие операции (например, чтение данных регистров и запись управляющих параметров) в соответствии с правилами протокола (например, кодом адреса, кодом функции) для обеспечения точности и реального времени передачи данных.

Ii. Логика совместной работы с системой Mark VI

В системе управления турбиной GE Speedtronic Mark VI каждый модуль обычно следуют следующему алгоритму работы:

Ввод сигналов датчиков: Различные датчики турбины (например, датчики вибрации и температуры) преобразуют физические величины в электрические сигналы и передают их на модуль IS200MVRDH1AAB.

Предварительная обработка модуля: Модуль выполняет фильтрацию, усиление, преобразование и другие процессы над сигналом для создания стандартных цифровых сигналов.

Обработка главным контроллером: Цифровые сигналы передаются через шину на главный контроллер (например, модуль ЦП), и главный контроллер вычисляет управляющую величину на основе заранее заданной логики управления (например, алгоритма PID).

Выход управляющей инструкции: Главный контроллер возвращает инструкции на модуль, который преобразует их в сигналы (например, аналоговые или переключательные величины), которые могут быть получены исполнительным механизмом, управляя клапанами, регуляторами и другими устройствами турбины.

Замкнутый контур обратной связи: Модуль постоянно собирает сигналы состояния после выполнения, формируя замкнутый контур управления, чтобы обеспечить стабильность параметров работы турбины (например, скорости и температуры) в заданном диапазоне.