I. Überblick
Das GE IS200TSVCH1AED ist ein Kern-Servoterminalmodul der GE Mark VI/Mark VIE Speedtronic-Steuerungssystemfamilie und ist eine verbesserte Version der IS200TSVCH1A-Serie. Seine Kernpositionierung besteht darin, als ein "Signalinteraktionshub" zwischen der Turbinen-Servosteuerung und dem Hauptcontroller zu dienen und Schlüsseltasks wie die Ansteuerung und Steuerung des Servoventils, die Erfassung und Rückmeldung des Ventilstellungssignals sowie die Auslösung des Fehlerschutzes zu übernehmen. Es wird weit verbreitet in den Steuerungsszenarien von Dampfturbinenerzeugungsanlagen in der Energiewirtschaft, Gasturbinen im Öl- und Gassektor sowie Leistungsturbinen in großen chemischen Unternehmen eingesetzt. Es bietet die Hardware-Unterstützung für die präzise Drehzahlregelung, den stabilen Betrieb und den Sicherheitsschutz von Turbinen.
Dieses Modul verwendet ein Standard-Industrie-Design für Leiterplatten (mit Abmessungen von etwa 254mm×178mm×25mm), das mit den speziellen Schaltschrankbuchsen der GE Mark-Serie kompatibel ist. Es realisiert eine Hochgeschwindigkeits-Dateninteraktion mit dem System-Hauptcontroller (z. B. dem Mark VIE CPU-Modul) über die Rückplanebusleitung. Die Oberfläche des Moduls ist mit einer elektromagnetischen Störstrahlung (EMI)-resistenten Beschichtung versehen, und die Schlüsselkomponenten (z. B. Signalverstärker und Energiemanagementchips) sind mit metallischen Abschirmhauben ausgestattet. Das Lötverfahren der Pins entspricht der IPC-A-610 Klasse 3 Industriestandard, wodurch es in der Lage ist, hochfrequente elektromagnetische Störungen an industriellen Standorten (z. B. Störungen, die von Frequenzumrichtern und Hochspannungsmotoren erzeugt werden) und einen weiten Temperaturbereich (-20℃~65℃) zu widerstehen. Dies gewährleistet einen langfristig stabilen Betrieb unter komplexen Arbeitsbedingungen und erfüllt die strengen Anforderungen der Turbinensteuerung an Zuverlässigkeit und Echtzeitfähigkeit.

II. Funktionsmerkmale
1. Präzise Ansteuerung und Steuerung für Zwei Servoventile
Das IS200TSVCH1AED unterstützt die Ansteuerungsausgabe von zwei unabhängigen elektrohydraulischen Servoventilen, die separat das Dampfventil und das Brennstoffventil der Turbine steuern können. Das Modul verfügt über eine integrierte hochpräzise D/A-Wandlungsschaltung (16-Bit-Auflösung), die die digitalen Steuerbefehle (z. B. der Sollwert der Ventilöffnung), die vom Hauptcontroller ausgegeben werden, in analoge Ansteuersignale von 4-20mA oder ±10V umwandeln kann. Diese Signale steuern die Verschiebung des Ventilkolbens der Servoventile und regeln somit den Dampf-/Brennstoffstrom. Gleichzeitig ist das Modul mit einer Echtzeitüberwachungsfunktion für den Strom/Spannung der Servoventile ausgestattet, die Lastschwankungen (z. B. Stromanomalien, die durch ein Blockieren des Servoventils verursacht werden) dynamisch kompensieren kann. Dies gewährleistet, dass die Genauigkeit des Ansteuersignals ±0,1% FS beträgt und der Fehler bei der Ventilöffnungssteuerung ≤0,5% ist, was die Hochpräzisionsanforderungen für die Stromregelung während der Turbinendrehzahlregelung erfüllt.
2. Vollprozessverarbeitung von LVDT-Positionssignalen
Um die Echtzeitüberwachungsbedürfnisse der Turbinenventilpositionen zu erfüllen, integriert das Modul eine spezielle Verarbeitungsschaltung für LVDT (Linear Variable Differential Transformer)-Signale und unterstützt den Signalzugang von zwei LVDT-Sensoren. Über einen integrierten LVDT-Anregungssignalgenerator (10kHz-Sinuswelle mit einer Amplitude von 5Vrms) bietet es eine stabile Anregung für den LVDT. Gleichzeitig verwendet es Differenzverstärker- und Filterkreise, um das Rauschen in den Positionssignalen, die vom LVDT zurückgemeldet werden, zu unterdrücken (die Filterbandbreite ist konfigurierbar, Standardwert ist 100Hz). Dann wandelt es die analogen Positionssignale über einen 16-Bit-A/D-Wandler in digitale Signale um und lädt sie an den Hauptcontroller hoch. Diese Funktion ermöglicht die Echtzeitaufzeichnung der Ventilpositionen (Abtastperiode ≤1ms) und die rückgekoppelte Regelung, vermeidet Turbinendrehzahlschwankungen, die durch Ventilpositionsabweichungen verursacht werden, und gewährleistet den stabilen Betrieb.
3. Dreifach-redundante Stromversorgung und SicherheitschutzmechanismusRedundante Stromversorgungsdesign
Das Modul ist über die J28-Steckdose an drei 28V-Gleichstrom-redundante Stromversorgungen angeschlossen (jeweils mit einem Nennstrom von 2A) und verfügt über eine integrierte Stromüberwachungs- und Umschaltungsschaltung. Wenn eine Stromversorgung über Spannung (>32V DC), Unterspannung (<24V DC), or power failure, it can automatically switch to the backup power supply within 100μs. This ensures uninterrupted power supply to the core circuits of the module (such as signal processing and servo drive) and avoids control failure caused by power supply faults.
Multi-Level Fault Protection Triggering
The module is equipped with two external trip interfaces (JD1/JD2) that can be connected to turbine safety protection modules (such as overspeed protection and high oil temperature protection modules). When the system detects a safety-threatening fault (such as turbine speed exceeding 110% of the rated value or lubricating oil temperature exceeding 70℃), the protection module sends a trigger signal to the IS200TSVCH1AED through the trip interface. The module immediately cuts off the servo valve drive output, switches the valve to the "safe shutdown" position, and uploads fault alarm information (including fault type and trigger time) to the main controller via the backplane bus. The response time is ≤5ms, meeting the safety requirements for emergency turbine shutdown.
4. Enhanced Compatibility and Diagnostic FunctionsAccurate Hardware Compatibility
Based on the IS200TSVCH1A, it has enhanced compatibility with GE PSVO I/O packs and WSVO servo drives. It supports plug-and-play with these devices through the backplane bus without the need for additional hardware jumper configuration. At the same time, it is clearly incompatible with VSVO processors, avoiding system communication faults caused by hardware mismatching.
Full-Link Fault Diagnosis
The module has a built-in self-diagnostic circuit that can real-time monitor the status of key circuits, including: LVDT signal open/short circuit detection (such as signal loss caused by sensor cable breakage), servo drive circuit faults (such as D/A converter abnormalities), power voltage fluctuations, and backplane bus communication interruptions. The diagnostic results are intuitively fed back through the LED indicators on the front panel of the module (PWR: power green, RUN: operation green, ERR: fault red, LVDT1/LVDT2: position signal yellow) and uploaded to the main controller via the Modbus RTU protocol, facilitating maintenance personnel to quickly locate fault points.

III. Technical Parameters
Electrical Parameters
2. Environmental and Reliability Parameters
Operating Temperature: -20℃~65℃ (wide-temperature design), suitable for the high-temperature environment of power plant turbine rooms (the room temperature can reach 55℃ in summer) and the low-temperature environment of outdoor control cabinets in northern winters.
Storage Temperature: -40℃~85℃, no risk of component aging or pin corrosion during long-term storage.
Relative Humidity: 5%~95% (non-condensing). The board surface is coated with a 0.1mm-thick moisture-proof coating, enabling stable operation in high-humidity coastal environments (such as turbine control cabinets on offshore platforms).
Electromagnetic Compatibility: Complies with the IEC 61000-6-2 industrial anti-interference standard, with electrostatic discharge (ESD) protection of ±2kV (contact discharge)/±4kV (air discharge) and electrical fast transient (EFT) protection of ±1kV (power port)/±0.5kV (signal port).
Mean Time Between Failures (MTBF): ≥150,000 hours. Key components (such as D/A converters and LVDT signal amplifiers) use industrial-grade long-life devices (service life ≥10 years).
IV. Working Principle
The working process of the IS200TSVCH1AED follows a closed-loop logic of "control command reception - servo drive - position feedback - closed-loop adjustment - fault protection", as detailed below:
Command Reception Stage: Based on the turbine operating conditions (such as grid load demand and speed feedback value), the GE Mark VI/VI E main controller calculates the target opening of the steam/fuel valve and sends digital control commands (such as "steam valve opening 50%") to the IS200TSVCH1AED module via the backplane bus.
Servo Drive Stage: The built-in D/A conversion circuit of the module converts the digital command into an analog drive signal (such as a 12mA current signal corresponding to 50% opening). This signal is sent to the electro-hydraulic servo valve through the output terminal, driving the spool movement of the servo valve, adjusting the steam/fuel flow, and changing the turbine input power.
Position Feedback Stage: The LVDT sensor real-time detects the actual opening of the valve and transmits the position signal (analog quantity) to the LVDT signal processing circuit of the module. After the module filters and amplifies the signal, it converts the analog position signal into a digital signal through the A/D converter and uploads it to the main controller.
Closed-Loop Adjustment Stage: The main controller compares the deviation between the "target opening" and the "actual opening". If the deviation exceeds the allowable range (e.g., >0.5%), it issues a correction command to the IS200TSVCH1AED. The module adjusts the servo drive signal until the valve opening reaches the target value, forming a closed-loop control.
Fault Protection Stage: If the module's self-diagnostic circuit detects LVDT signal loss, servo drive failure, or receives an external trip signal (such as turbine overspeed), it immediately triggers the protection logic: cuts off the servo valve drive output, resets the valvdas Ansteuersignal auf Null setzt (Ventilabschaltung) und den Fehlercode über den Bus an den Hauptcontroller überträgt. Der Hauptcontroller löst dann die Notabschaltungsprozedur der Turbine in Verbindung aus, um die Sicherheit der Ausrüstung zu gewährleisten.