ジェネラル・エレクトリック DS200NATOG3A 補助インターフェースパネル

製品説明:DS200NATOG3A

1. • 基板レイアウトとコネクタ
     • DS200NATOG3A は、適切に設計されたレイアウトを備えたプリント基板です。合計 24 個のドライ接点入力を備えており、スイッチ、センサー、その他の制御要素などのさまざまなデバイスから外部信号を受信するために重要です。これらの入力は、34 ピン コネクタのうち 2 つと 10 ピン コネクタのうち 2 つを介して接続されます。これらのコネクタの配置は、ケーブルの配線とシステム内の他のコンポーネントへの接続が容易になるように最適化されています。
     • ボードの出力側は、20 ピンのリボン プラグ コネクタを使用して 5 つの抵抗ストリングをリンクします。このコネクタ設定は、電圧フィードバック信号を制御システムの他の部分に送信するように設計されています。抵抗ストリングは、正確な信号調整と制御に不可欠な電圧フィードバック スケーリングにおいて重要な役割を果たします。
   • LEDインジケーター
     • ボードには 5 つの LED (発光ダイオード) インジケータが装備されています。これらの LED は、ボードのステータスを監視する視覚的な手段として機能します。メインプロセッサが起動中にすべての診断チェックを実行し、エラーが発生しない場合、これらの LED が点灯します。通常の動作中は点灯したままになり、ボードの健全性と機能を簡単に観察できます。たとえば、電源に問題がある場合、または信号処理回路に誤動作がある場合、LED は点滅または消灯などの状態を変更して、オペレーターに警告します。
   • 保護部品
     • 信号とボード自体の完全性を保護するために、いくつかの保護要素が組み込まれています。サージや高周波ノイズに対するノイズ低減回路を内蔵しています。この回路は、信号の正確な伝送と処理を妨害する可能性がある外部の電気的干渉に対するシールドとして機能します。さらに、出力回路に過電圧保護を提供するために金属酸化物バリスタが含まれています。これらのバリスタは過剰な電圧スパイクを吸収し、敏感な出力コンポーネントや接続された機器への損傷を防ぐことができます。
2. 機能 - 固有の機能
   • 入力構成と絶縁
     • DS200NATOG3A の入力セクションは、5 つの同一の直列接続された高精度抵抗ストリングで構成されています。これらの抵抗ストリングにはそれぞれ、プラグ コネクタと 2 つのジャンパという 3 つの異なる入力があります。この構成により、入力設定において高度な柔軟性が可能になります。ユーザーは、これらのコネクタとジャンパのさまざまな組み合わせを選択して、ボードを 1200、2200、3300、4200、または 6900 ボルトなどのさまざまな電圧範囲に適合させることができます。この適応性により、さまざまな電圧 - フィードバック要件が存在する幅広い産業用途に適しています。
     • このボードにはグループ分離機能もあります。この分離は、システム全体の安全性と安定性を高めるために重要です。これにより、異なる入力グループ間、またはボードの入力セクションと出力セクション間の信号の干渉や障害の拡大が防止されます。たとえば、複数の電源と敏感な機器を備えた複雑な産業用制御システムでは、この絶縁により、システムの一部の電気的問題が他の部分に影響を与えるのを防ぐことができます。
   • 電圧 - フィードバック スケーリング
     • 制御システムにおける DS200NATOG3A の主な機能は、電圧フィードバック スケーリングです。シリコン制御整流器 (SCR) ブリッジによって生成される AC (交流) 電圧と DC (直流) 電圧を正確に減衰するように設計されています。これらの電圧を正確にスケーリングすることにより、制御システムにブリッジ電圧に関する正確なフィードバックが提供されます。このフィードバックは、制御ループ全体が適切に動作するために不可欠であり、SCR 点火角度やその他の制御パラメータを調整して、安定した効率的な電力変換プロセスを維持できるようになります。

特徴:DS200NATOG3A

• • 多彩な入力構成
    • DS200NATOG3A は、24 個のドライ接点入力を備えた柔軟な入力セットアップを提供します。これらの入力は、センサー、スイッチ、リレーなどの幅広い外部デバイスとインターフェースできます。複数の入力コネクタ (34 ピンが 2 つと 10 ピンが 2 つ) があるため、さまざまなタイプの入力ソースに簡単に接続できます。この多用途性により、ボードはさまざまな産業用制御シナリオに適応し、さまざまな種類の機器やセンサーと統合できます。
  • 高精度の電圧 - フィードバック スケーリング
    • 重要な機能の 1 つは、電圧 - フィードバック信号を正確にスケールできることです。このボードは、シリコン制御整流器 (SCR) ブリッジによって生成された電圧で動作するように設計されています。 AC 電圧と DC 電圧の両方を正確に減衰でき、正確で信頼性の高い電圧フィードバック情報を制御システムに提供します。これは、正確な電圧の監視と制御に依存する電力変換プロセスやその他のアプリケーションの安定性とパフォーマンスを維持するために非常に重要です。
  • グループ - シグナルインテグリティのための絶縁
    • グループ分離機能は大きな利点です。異なる入力グループを分離し、ボードの出力セクションから入力を分離します。この絶縁は、信号の干渉や電気的障害の拡大を防ぐのに役立ちます。たとえば、複数の電気システムや干渉源がある複雑な産業環境では、この絶縁により、処理される信号の完全性が確実に維持されます。また、システムの一部の電気的問題が他の部分に影響を与えるリスクを最小限に抑えることで、システム全体の安全性と信頼性も向上します。
• システムの監視および保護機能
  • LEDベースのステータス監視
    • ボード上の 5 つの LED インジケータは、使いやすい視覚監視システムを提供します。ボードが起動時にすべての診断チェックに合格すると、LED が点灯し、通常の動作中は点灯したままになります。これにより、オペレーターはボードのステータスを一目ですぐに評価できるようになります。電源の問題、信号処理エラー、コンポーネントの誤動作などの問題がある場合、LED の状態が変化し (点滅または消灯など)、潜在的な問題を即座に示すことができます。
  • ノイズ低減と過電圧保護
    • 内蔵のノイズ低減回路は、電気サージや高周波ノイズから保護するように設計されています。産業環境では、モーター、発電機、その他の高電力機器などの電気的干渉の発生源が存在することがよくあります。ノイズ低減回路はこれらの不要な信号を除去し、ボードによって処理される信号がクリーンで正確であることを保証します。さらに、金属酸化物バリスタは出力回路に過電圧保護を提供します。これにより、電源変動や電気的故障時に発生する可能性のある電圧スパイクによる損傷からボードと接続された機器を保護します。
• 構成と適応性の機能
  • 柔軟な入力 - 電圧範囲の選択
    • ボードの入力セクションは、複数のコネクタとジャンパを備えた 5 つの高精度抵抗ストリングで構成されており、幅広い入力電圧設定が可能です。ユーザーは、1200、2200、3300、4200、6900 ボルトなどのさまざまな電圧範囲で動作するようにボードを構成できます。この柔軟性により、DS200NATOG3A は、異なる電圧 - フィードバック要件を持つさまざまな産業用アプリケーションに適しています。また、将来的にアップグレードまたは変更が必要になる可能性があるシステムでも、完全な交換を必要とせずにボードを使用できるようになります。
  • さまざまな制御システムとの互換性
    • DS200NATOG3A は、さまざまな制御システムと互換性があるように設計されています。シングルプレックスおよび TMR (トリプル モジュラー冗長) アプリケーションで動作し、VTCC/VCRC (電圧 - 電流コンバーター/電流 - 電圧コンバーター) で動作することができます。この互換性により、単純な単一パス システムであっても、より複雑で信頼性の高い冗長システムであっても、さまざまなタイプの産業用制御アーキテクチャに統合することができます。さまざまなタイプのコンバータを使用できるため、さまざまなタイプの電気信号や制御要件を処理する際の汎用性も高まります。

技術パラメータ:DS200NATOG3A

1. • 入力電圧と電流
     • 入力電圧範囲: DS200NATOG3A は、幅広い入力電圧を処理できるように設計されています。抵抗ストリングを使用した柔軟な入力構成により、1200V、2200V、3300V、4200V、6900V などの電圧で動作するように調整できます。これにより、さまざまな電圧レベルで動作するさまざまな電力変換システムおよび機器とのインターフェースが可能になります。
     • 入力電流容量: 正確な最大入力電流は特定の構成やアプリケーションによって異なる場合がありますが、前述の入力電圧に関連する標準的な電流レベルを処理できるように設計されています。ドライ接点入力の場合、消費される電流は通常ミリアンペアの範囲にあり、入力ソースに過負荷がかからないようになっています。たとえば、各ドライ接点入力では、入力回路と接続されたデバイスを保護するために、電流が数ミリアンペアに制限される場合があります。
   • 出力電圧と電流
     • 出力電圧範囲: 出力電圧は、入力電圧と抵抗ストリングによって設定された減衰率に応じて調整されます。出力は、接続された制御システムに適した電圧フィードバック信号を提供するように設計されています。出力電圧の範囲は、入力電圧とアプリケーションの特定のスケーリング要件によって異なります。たとえば、入力電圧がキロボルトの範囲にあり、減衰率が特定のパーセンテージに設定されている場合、出力電圧はボルトの範囲 (通常は数ボルトから数十ボルト) になります。
     • 出力電流容量: 出力電流容量は、電圧フィードバック信号を受信する接続コンポーネントを駆動するのに十分なように設計されています。これは、受信コンポーネントの負荷インピーダンスに応じて、数ミリアンペアから数十ミリアンペアの範囲になる場合があります。出力回路は、電流制限抵抗やヒューズなどの保護機構を内蔵しており、ある程度の短絡状態に対処できるように設計されています。
2. 信号 - 処理パラメータ
   • 電圧 - フィードバック スケーリング精度
     • 電圧フィードバック スケーリングは、DS200NATOG3A の重要な機能です。入力電圧の高精度スケーリングを提供するように設計されています。スケーリングの精度は、数パーセント ポイント以内、たとえば、所望の減衰率の ±1% ～ ±3% 以内にすることができます。この精度は、正確な電圧フィードバック信号に依存する電力変換システムやその他のアプリケーションの正確な制御に不可欠です。この精度は、高精度の抵抗ストリングの使用と製造プロセス中の慎重な校正によって実現されます。
   • 信号 - 周波数の処理
     • このボードは、処理する AC および DC 電圧に関連する幅広い信号周波数を処理できます。 AC 電圧の場合、通常は電力線周波数 (50Hz または 60Hz など) から数 kHz までの周波数を処理できます。この範囲により、さまざまなタイプの電力変換装置および電気システムで動作することができます。 DC 電圧の場合、周波数によって制限されるのではなく、電圧変化の速度と回路の応答時間によって制限されます。基板上のコンデンサやインダクタなどの信号処理コンポーネントは、適切な周波数応答とフィルタリング特性を提供するように選択されます。
3. 通信インターフェースパラメータ
   • コネクタ仕様
     • 入力コネクタ: ボードには、24 個のドライ接点入力用の 34 ピン コネクタが 2 つと 10 ピン コネクタが 2 つあります。これらのコネクタのピン配置構成は、さまざまな入力ソースを明確かつ体系的に接続する方法を提供するように設計されています。コネクタは標準的なピッチとサイズを持ち、定格電流、つまり容量と絶縁抵抗を備えている可能性があります。たとえば、34 ピン コネクタのピッチは 2.54 mm、定格電流はピンごとに数アンペアです。
     • 出力コネクタ: 出力は 20 ピン リボン プラグ コネクタを使用して 5 つの抵抗ストリングをリンクします。リボンプラグコネクタには、出力電圧フィードバック信号用の特定のピン配列があります。受信コンポーネントへの信頼性の高い接続を提供するように設計されており、最小の挿入力と最大の接触抵抗などの特性を備えています。このコネクタに接続できるケーブルには、信号の整合性を確保するために適切なワイヤ ゲージとシールドが必要です。
4. 環境仕様
   • 動作温度範囲
     • DS200NATOG3A は通常、-20°C ～ +70°C などの広い温度範囲内で動作するように設計されています。これにより、寒い屋外の設備から暑い屋内の産業プラントまで、さまざまな産業環境で使用することができます。広い温度範囲は、適切な温度定格を持つコンポーネントと、ヒートシンクやコンポーネント間の適切な間隔などの熱設計の考慮事項を使用することによって実現されます。
   • 耐湿性
     • 結露することなく、たとえば 5% ～ 95% の相対湿度範囲に耐えることができます。湿度が高いと、電子部品の腐食や漏電などの問題が発生する可能性があります。ボードの設計、材料およびコーティングの選択は、性能を大幅に低下させることなくこれらの湿度条件に耐えられるように設計されています。たとえば、プリント回路基板 (PCB) ラミネートとコンポーネントの封止材は、優れた耐湿性特性を持つように選択されます。
   • 耐振動性と耐衝撃性
     • ボードは一定レベルの振動や衝撃に耐えられるように設計されています。振動については、10Hz ～ 1000Hz の周波数範囲で、最大数 g - 力 (例: 5g ～ 10g、g は重力による加速度) までの連続振動を処理できる可能性があります。衝撃については、短時間（例えば、10ミリ秒未満）、最大数十gの力（例えば、最大50g）の非反復的な衝撃に耐えることができる。これらの耐振動性と耐衝撃性の特性は、移動や輸送の影響を受ける産業用機器など、基板が機械的外乱にさらされる可能性がある用途にとって重要です。

アプリケーション:DS200NATOG3A

1. • ガスタービンおよび蒸気タービンの制御
     • ガスタービンベースの発電所では、DS200NATOG3A はタービン発電機システムの制御と監視において重要な役割を果たします。発電機の励起システムからの電圧フィードバック信号を受信して​​スケーリングするために使用できます。正確な電圧フィードバック情報を提供することにより、発電機の出力電圧と無効電力の制御に役立ちます。たとえば、負荷の変化中に、ボードの正確な電圧 - フィードバック スケーリングにより、制御システムは励起電流を迅速に調整して、安定した出力電圧と周波数を維持できます。
     • 蒸気タービン発電所では、タービン駆動発電機の制御に関与します。このボードは、発電機の固定子および回転子巻線からの電圧フィードバック信号を処理できます。この情報は、電力変換プロセスを最適化し、蒸気駆動タービンから電力網への効率的なエネルギー伝達を保証するために使用されます。さらに、正確なリアルタイム電圧監視を提供することで、過電圧および過電流状態から発電機を保護するのに役立ちます。
   • インバーター - 制御された再生可能エネルギー システム
     • 太陽光発電 (PV) 発電システムの場合、DS200NATOG3A をインバーター制御回路に統合できます。ソーラーパネルからの DC 電圧フィードバックを調整するのに役立ちます。インバータが DC 電力を系統接続に適した電圧と周波数の AC 電力に変換するには、正確な電圧フィードバック信号が不可欠です。風力タービン発電システムでは、発電機および電力変換電子機器からの電圧フィードバック信号を処理するために使用できます。これにより、電力変換プロセスの効率的な制御と電力網との同期が可能になります。
2. 産業オートメーションとプロセス制御
   • モーター - 駆動機器の制御
     • ポンプ、コンプレッサー、コンベアなどの大規模なモーター駆動機器を含む産業プロセスでは、DS200NATOG3A を使用してモーターへの電力供給を監視および制御できます。モーター駆動システムからの電圧フィードバック信号を受信して​​スケーリングできます。正確な電圧情報を提供することで、制御システムがプロセス要件に応じてモーターの速度とトルクを調整できるようになります。たとえば、化学処理プラントでは、ポンプ モーターの速度を制御して、パイプラインを通る化学物質の流量を調整するのに役立ちます。
     • ボードのグループ絶縁機能は、モーター制御アプリケーションで特に役立ちます。異なるモーター駆動システム間の電気的干渉を防ぎ、モーターの電気的故障から制御回路を保護します。複数のモーター駆動のコンベヤーを備えた製造工場では、隔離により、1 つのコンベヤーのモーター駆動システムの問題が他のコンベヤーの動作に影響を及ぼさないことが保証されます。
   • プロセス - 計測と監視
     • 自動化された産業プロセスでは、DS200NATOG3A を計測および制御システムの一部として使用できます。圧力トランスデューサ、電圧出力付き温度センサー、流量計などのさまざまな電圧ベースのセンサーと接続できます。これらのセンサーからの電圧フィードバック信号をスケーリングすることで、正確なプロセス パラメーター情報を制御システムに提供します。たとえば、食品加工工場では、温度センサーと圧力センサーからの電圧フィードバック信号を正確にスケーリングすることで、滅菌プロセスの温度と圧力を監視するのに役立ちます。
3. 産業用電気システムおよび変電所
   • 配電の監視と制御
     • 配電システムでは、DS200NATOG3A を使用して、配電ネットワーク内のさまざまなポイントの電圧レベルを監視および制御できます。変電所または配電線沿いにある変圧器から電圧フィードバック信号を受信できます。これらの信号を正確にスケーリングして処理することにより、電圧レベルと電力品質に関する情報を制御システムに提供します。この情報は、変圧器のタップ切替設定を調整したり、コンデンサバンクや静止型無効電力補償装置などの電圧調整装置の動作を制御したりするために使用できます。
     • ボードのノイズ低減および過電圧保護機能は、配電アプリケーションに有益です。ノイズ低減回路は、電気的干渉を除去し、正確な電圧監視を保証します。金属酸化物バリスタが提供する過電圧保護は、電力システムの故障や落雷時の電圧サージによる損傷から監視および制御機器を保護します。

カスタマイズ:DS200NATOG3A

• 制御アルゴリズムの調整
  • このボードは、特定の制御アルゴリズムを実装するためにカスタム作成されたソフトウェアと統合できます。たとえば、発電アプリケーションでは、発電機が提供する電圧​​フィードバック信号をカスタム設計の制御アルゴリズムで使用して、発電機の性能を最適化できます。安定した電圧を維持しながら出力を最大化することが目標の場合、DS200NATOG3A からのスケーリングされた電圧 - フィードバック データに基づいて発電機の励起電流を調整するようにソフトウェアをプログラムできます。化学 - 反応 - ケトル温度制御などの産業 - プロセス - 制御シナリオでは、ソフトウェアは温度検知素子からの電圧 - フィードバック (ボードによる適切なスケーリング後) を使用して、正確な比例 - 積分 - 微分係数を実装できます。 (PID) 制御アルゴリズムにより、希望の温度を維持します。
  • モデル予測制御 (MPC) などの高度な制御戦略も組み込むことができます。 MPC は、システムのモデルを使用して、現在および過去の状態に基づいて将来の動作を予測します。 DS200NATOG3A の正確な電圧フィードバック データを使用すると、MPC アルゴリズムは、システムの電圧やその他の関連パラメーターに対するさまざまな制御動作の影響を予測できます。たとえば、再生可能エネルギー統合システムでは、MPC は断続的な電源 (太陽光や風力など) によって引き起こされる電圧変動を予測し、電力変換およびグリッド接続設定をプロアクティブに調整できます。
• 通信プロトコルの適応
  • DS200NATOG3A は、制御システム全体の要件に応じて、さまざまな通信プロトコルをサポートするように構成できます。 Modbus (RTU または TCP/IP バージョン) などの標準産業プロトコルを使用するように設定して、他の Modbus 対応デバイスとシームレスに統合できます。大規模な産業オートメーション設定では、ボードが監視制御およびデータ収集 (SCADA) システムと通信する必要がある場合があります。通信プロトコルをカスタマイズすることにより、電圧フィードバック データおよびその他の診断情報を、システムが理解して処理できる形式で SCADA システムに送信できます。
  • データの伝送速度とパケットのフォーマットも調整できます。特定のアプリケーション（電圧変動が製品品質に影響を与える可能性がある高精度製造プロセスなど）で電圧フィードバック信号のリアルタイム監視が重要な場合、より頻繁にデータを送信するように通信設定を最適化できます。一方、アプリケーションの帯域幅が限られている場合、または緊急性の低いデータの監視が必要な場合は、ネットワーク リソースを節約するために送信速度を下げることができます。

2. ハードウェアのカスタマイズ

• コネクタのピン配置と配線のカスタマイズ
  • DS200NATOG3A の複数のコネクタ (入力用に 34 ピンが 2 つと 10 ピンが 2 つ、出力用に 20 ピンのリボン プラグ) により、カスタムのピン配置と配線構成が可能になります。たとえば、特定の産業セットアップで入力デバイス (独自の電気インターフェイスを備えたセンサーやスイッチなど) の非標準接続が必要な場合、入力コネクタのピン配列を変更できます。これには、外部デバイスの電気要件に合わせて接続を再配線することが必要になる場合があります。冗長性や他のカスタム構築モジュールに接続するために追加の配線が必要なシステムでは、特定のレイアウトおよび接続要件を満たすようにコネクタを配線できます。
  • 出力コネクタのピン配列は、さまざまな種類の下流コンポーネントとインターフェースするようにカスタマイズすることもできます。電圧フィードバック信号の受信デバイスが特定の電圧範囲または信号形式を必要とする場合、出力コネクタの配線を調整して適切な出力信号を提供できます。
• 拡張およびアドオンモジュールの統合
  • アプリケーションの複雑さに応じて、DS200NATOG3A を拡張モジュールと統合できます。たとえば、大規模な産業用プロセス制御システムで追加の電圧ベースのセンサーを監視するためにさらに多くの入力チャンネルが必要な場合は、入力拡張モジュールを追加できます。このモジュールは、DS200NATOG3A の既存のコネクタと接続し、追加の入力機能を提供するように設計できます。
  • 通信または信号処理機能を強化するためのアドオン モジュールも統合できます。電圧フィードバックデータを遠隔監視するために無線通信が必要な環境では、無線通信モジュールをボードに追加できます。このモジュールを使用すると、DS200NATOG3A が有線接続を必要とせずにリモート コントロール センターまたは他のデバイスにデータを送信できるようになります。さらに、信号調整モジュールを追加して、アプリケーションの特定の要件に応じて、追加のフィルタリングや増幅を適用するなど、電圧フィードバック信号をさらに処理することができます。

3. 信号 - コンディショニングとしきい値のカスタマイズ

• アナログ信号 - コンディショニング
  • 電圧フィードバック信号のゲイン設定を調整できます。センサーまたはその他のソースからの入力電圧が比較的弱いアプリケーションでは、ゲインを上げて、正確な処理に適したレベルまで信号を増幅できます。たとえば、高精度電圧基準センサーからの低電圧信号を監視するシステムでは、DS200NATOG3A のアナログ信号調整回路をカスタマイズして、さらなるスケーリングと処理の前に信号強度を高めることができます。
  • フィルタリングパラメータもカスタマイズできます。産業環境にノイズが多く、電圧フィードバック信号が特定の周波数の電気的干渉の影響を受ける場合は、ボード上のローパス、ハイパス、またはバンドパス フィルターのカットオフ周波数を調整できます。これにより、不要なノイズが除去され、電圧フィードバック信号の信号対雑音比が向上し、制御システムのより正確で信頼性の高いデータが保証されます。
• デジタル信号 - しきい値のカスタマイズ
  • DS200NATOG3A が非標準のロジック High およびロジック Low 電圧レベルを持つデジタル コンポーネントと接続する場合、デジタル信号しきい値をカスタマイズできます。たとえば、カスタム設計のデジタル センサーが標準レベルとは異なるロジック高電圧 (たとえば、通常の 3.3V ではなく 2.5V) を提供する場合、ボードのデジタル入力しきい値を次のように調整できます。センサーのデジタル状態を正しく認識します。このカスタマイズにより、信頼性の高いデジタル通信が確保され、入力信号の誤った解釈が防止されます。これは、システムの適切な動作にとって重要です。

サポートとサービス:DS200NATOG3A

当社の製品テクニカル サポート チームは、発生する可能性のある問題に年中無休で対応します。トラブルシューティング、ソフトウェア更新、ハードウェア修理などの幅広いサービスを提供します。当社のチームは高度な訓練を受けており、製品のあらゆる側面に精通しており、専門的なアドバイスや指導を提供できます。さらに、製品を最大限に活用するために役立つ FAQ やユーザー マニュアルなどのオンライン リソースも提供しています。ご質問やご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。