IS200DSPXH1D وIS200EMIOH1A هما لوحة التحكم والواجهة الإدخال/الإخراج في نظام التحكم GE EX2100. تُعدّ لوحة التحكم بمعالج الإشارات الرقمية IS200DSPXH1C (DSPX) بمثابة المتحكم الأساسي لجسر المقوم، ومنظم المحرك، ووظائف التحويل في محركات InnovationSeries. كما أنها تتحكم في وظيفة التحفيز الخاصة بجهاز التحفيز EX2100. تقوم لوحة IS200DSPXH1CAA (IS200DSPXH1DBD) بأغلب وظائف واجهة الإدخال/الإخراج والتحكم في جسر الحلقة الداخلية ووظائف الحماية. أما لوحة الواجهة الرئيسية للجهاز التحفيزي IS200EMIOH1ACA (EMIO)، فتُستخدم بشكل رئيسي للتحكم في مرحلات التوجيه ووظائف التحويل، وكذلك لإرسال الأوامر إلى لوحة ESEL. إن IS200EMIOH1A هي لوحة من نوع VME ذات فتحة واحدة وارتفاع مزدوج، وتدير واجهات الإدخال/الإخراج من كتل المحطات EPCT وECTB وEACF وEXTB. تشمل واجهات الإدخال/الإخراج إشارات PT وCT، ومداخل التلامس، ومشغلي مرحلات الإخراج، ومشغلي مرحلات التفريغ التوجيهية. كما ترسل لوحة الإدخال/الإخراج IS200EMIOH1A إشارات نبضات البوابة على مستوى المنطق إلى لوحة ESEL عبر اللوحة الخلفية، ثم تقوم لوحة ESEL بإرسال هذه الإشارات إلى EGPA في خزانة تحويل الطاقة.

يُعدّ نظام التحفيز EX2100 من شركة GE نظامًا مرنًا ومركبًا بشكل عشوائي، يمكن تجميعه لتوفير مجموعة من تيارات الخرج المتاحة ومستويات متعددة من التكرار في النظام. تشمل هذه الخيارات مصادر طاقة من مصادر محتملة، أو مصادر مركبة، أو مصادر طاقة ثانوية. وتتوفر خيارات الجسر الواحد أو الجسور المتعددة، وجسر الاحتياط الساخن، والتحكم البسيط أو المكرر. يظهر في الرسم أدناه نظرة عامة على نظام تحفيز مولد التوربينات. يتم تشغيل جهاز التحفيز بواسطة محول جهد طاقة موصول بأطراف المولد، أو بواسطة محول تحفيز موصول بالباص الثانوي. يُعدّ تيار خط المولد وجهد خرج الجزء الثابت من المولد المدخلات الأساسية لجهاز التحفيز، بينما يُعدّ جهد والتيار المستمر المخرجات المتحكَّم بها للحقل المغناطيسي لجهاز التحفيز. تدعم هذه البنية الاتصال عبر شبكة LAN من نوع إيثرنت (الطريق السريع لبيانات الخلية) مع أجهزة أخرى من شركة GE، بما في ذلك مجموعة أدوات نظام التحكم من GE (Toolbox) للتكوين، ونظام التحكم في التوربينات، ومشغل LCI الثابت، وواجهة الإنسان-الآلة (HMI).

الشكل التالي هو مخطط مبسط بخط واحد للمحفز، يُظهر مصدر الطاقة وقياسات تيار الجهد للمولد ووحدات التحكم ووحدات تحويل الطاقة (PCMs) ودوائر الحماية. في نظام مصدر الجهد المحتمل، يتم توصيل الجانب الثانوي لجهاز PPT بمدخل جسر ثايرستور عاكس كامل ثلاثي المراحل. يوفر هذا الجسر العاكس جهدي تحفيز موجبين وسالبين لتحقيق أداء مثالي. يتيح التحفيز السالب استجابة سريعة للتخلص من الأحمال وإلغاء التحفيز. يمكن اختيار وضع التحكم البسيط أو المكرر. يتم تحقيق التحكم في التحفيز عن طريق التحكم في الطور لمخرج دائرة جسر SCR. يتم إنشاء إشارة تشغيل SCR بواسطة منظم رقمي في وحدة التحكم. في خيار التحكم المكرر، يمكن أن تعمل M1 أو M2 كوحدة تحكم رئيسية نشطة، بينما يقوم الجهاز C بمراقبة كليهما لتحديد أيهما الوحدة النشطة وأيها الوحدة الاحتياطية. يستخدم النظام دائرتين مستقلتين للتشغيل وتعقبًا آليًا لضمان انتقال سلس إلى وحدة التحكم الاحتياطية.

تضمّن جهاز EX2100 الأجهزة الثلاثة التالية:

1. خزانة التحكم، التي تحتوي على رف التحكم باللوحة المفاتيح ووحدة توزيع طاقة التحكم ومصدر الطاقة، وكتل طرفية للإدخال/الإخراج.
2. خزانة مساعدة، لدوائر التوهج والحماية في الميدان، مثل إلغاء التحفيز وإخماد جهد العمود.
3. خزانة تحويل الطاقة، مخصصة لوحدات SCR الخاصة بالطاقة، ومراوح التبريد، والمقاولات ذات التيار المستمر، وقواطع الدوائر الكهربائية المتناوبة. يتألف محول طاقة المثير من جسر مقوم، وتكوين مرشح من مقاومة ومكثف، ودائرة تحكم. تختلف أبعاد المكونات وجسر المقوم حسب نظام الإثارة ومستوى خرج الطاقة المطلوب.

توفر واجهة تشخيصية (لوحة مفاتيح) لوحة مفاتيح ثانية للتحكم الزائد. وتُعدّ هذه اللوحة واجهة تشغيل محلية مثبتة على باب خزانة التحكم. ويمكن إصدار أوامر التشغيل/الإيقاف، وأوامر تبديل المنظم، وأوامر تفعيل المنظم جميعها عبر هذه اللوحة. كما تتضمّن اللوحة شاشات أجهزة تعرض حالة النظام، مثل قدرة المولد بالميغاواط (MW) والطاقة غير الفعالة (MVAR)، وتيار وفولتية التحريض، وحالة توازن المنظم. وتوفّر شاشات التشخيص (مثل شاشات سجل الإنذارات) معلومات عن النظام لغرض الصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.

وحدة التحكم عبارة عن رف من نوع VME مع كابلات مدمجة تربطه بكتلة طرفية للإدخال/الإخراج. ينقسم هذا الرف إلى ثلاثة أقسام مستقلة بالطاقة لمتحكمات M1 وM2 وC. يحتوي كل متحكم على لوحة تحكم ولوحة معالج إدخال/إخراج. إذا احتوى الرف على متحكم M1 فقط، فهو نظام تحكم بسيط؛ أما إذا احتوى الرف على المُتَحَكِّمَات الثلاثة جميعًا، فهو نظام تحكم زائد. إن IS200DSPXH1D وIS200EMIOH1A هما لوحة التحكم والواجهة الإدخال/الإخراج في خزانة التحكم هذه. وتكون لوحات المعالج للتحكم والواجهة الإدخال/الإخراج كما يلي:

• وحدة تحكم طبقة التحكم في التطبيقات القائمة على المعالج الدقيق (ACLA) مع منفذ إيثرنت LAN
• وحدة تحكم معالج إشارة رقمية (DSPX) تعتمد على المعالج الدقيق
• لوحة Exciter ISBus (EISB)، تتواصل مع لوحة ردود فعل الجسر عبر كابل الألياف البصرية
• لوحة الإدخال/الإخراج الرئيسية للمثير (EMIO)، تُستخدم للتحكم في إرسال الأوامر إلى لوحة ESEL عبر مرحلات التحكم والترحيل.
• لوحة محدد المحفز (ESEL)، تُستخدم لتوزيع نبضات التحكم من وحدة التحكم النشطة إلى EGPA

نظام التحكم البسيط

يُظهر الرسم التخطيطي التالي الترابط بين نظام التحكم البسيط ولوحة المحطة ووحدة حماية المولد ومصدر الطاقة. يتم استخدام مصدر طاقة واحد فقط من نوع EPSM، لكن هذا المصدر يمكنه توفير كل من الطاقة المتناوبة والطاقة المستمرة في الوقت نفسه لتحسين الموثوقية.

نظام تحكم زائد

يتكون نظام التحكم الزائد من ثلاثة أجهزة تحكم وثلاثة مصادر طاقة زائدة، واحدة لكل جهاز تحكم. كما يحتوي رف مصدر الطاقة على ثلاث وحدات كاشفة لل接地. يُظهر الرسم التخطيطي أدناه ثلاث لوحات EDCF؛ ويمكن أيضًا استخدام ثلاث لوحات EPCT إذا لزم الأمر.

نظام احتياطي للتحكم C

يُستخدم المتحكم C فقط في الأنظمة المزدوجة. يتم تثبيته في رف التحكم، وتشبه بنيته المادية بنيتي المُتحكّمين M1 وM2، لكن C لا يتعامل مع تشغيل الجسر وبالتالي لا يحتوي على لوحة ESEL أو ACLA. يتلقى المتحكم C نفس جهود التغذية الراجعة والدخول الحالية مثل المُتحكّمين الآخرين، ويحتوي على برمجيات مشابهة. يتمثل غرضه في مراقبة المُتحكّمين الأساسي والاحتياطي (M1 أو M2)، وإطلاق استجابات الحماية المناسبة عندما تتجاوز ظروف النظام القيم المحددة. وهو يحدد الحدود التنظيمية. تتم عملية تصويت إشارات الدخل والخرج عبر جميع المُتحكّمين الثلاثة، التي ترتبط في تكوين مُتحكّم ثلاثي الوحدات المزدوجة (TMR). يحتوي كل مُتحكّم على ما يصل إلى ست لوحات متصلة ببعضها عبر لوحة خلفية. وعند اختيار وضع التكرار للمتحكم C، تكون لوحة التحكم IS200DSPXH1C أو IS200DSPXH1D الخيار الوحيد المتاح.

التحكم في مصدر الطاقة
تُزوَّد وحدات التحكم بالطاقة من خلال وحدة توزيع طاقة المحفز (EPDM). يتم تشغيل هذه الوحدة بواسطة مصدر طاقة واحد بجهد 125 فولت مستمر، ومصدر أو اثنين من مصادر الطاقة بجهد 115 فولت متناوب. تُمرَّر طاقة التيار المتناوب عبر محول تيار متناوب/مستمر (DACA). ثم تُربط طاقة التيار المستمر الناتجة بجهد 125 فولت بمصادر طاقة مستمرة أخرى عبر دايودات لتشكيل شبكة تيار مستمر تزوّد وحدة التحكم ولوحة مضخم نبضات البوابة بالطاقة. تُزوِّد مخارج الفيوزات في وحدة EPDM لوحة EGPA ووحدة EXTB ولوحة الحافلة العائمة لطاقة المحفز (EPBP). كل مخرج مزود بمؤشر LED ومفتاح عزل. تُركَّب وحدة EPDM على الجانب الأيسر من رف طاقة المحفز. يمكن تركيب ما يصل إلى ثلاث وحدات طاقة للمحفز (EPSMs) على لوحة الحافلة العائمة EPBP، لتوفير طاقة بمستوى منطقي لوحدات التحكم. يتم تشغيل وحدة EPSM بواسطة مصدر طاقة بجهد 125 فولت مستمر من وحدة EPDM، وتولّد مصادر طاقة بجهد +5 فولت مستمر، و±15 فولت مستمر، و+24 فولت مستمر. بالإضافة إلى ذلك، هناك مخرج معزول بجهد 70 فولت مستمر لترطيب المفاتيح بواسطة وحدتي EXTB وECTB. يمكن تركيب ما يصل إلى ثلاث وحدات كشف الأرض (EGDMs) في لوحة الحافلة العائمة EPBP. تتواصل هذه الوحدات مع وحدة EXAM الموجودة في الخزانة المساعدة.