A TKT-1 kísérleti gázturbinás sugárhajtómű leírása

Átírás

1 A TKT-1 kísérleti gázturbinás sugárhajtómű leírása A repülőtechnikát lehet tisztelettudóan magázni. A repülőtechnikát szabad becézni. De a repülőtechnikát letegezni SZIGORÚAN TILOS! MINDEN GÉPRE 73-MFM-00

2 TKT-1 MŰSZAKI ÜZEMBENTARTÁSI SZAKUTASÍTÁS 73 FEJEZET TARTALOMJEGYZÉK Tárgy Fejezet Oldal Bevezetés Elosztóhálózat Szabályozórendszer 1 Kijelzés MINDEN GÉPRE 73-TOC oldal

3 TKT-1 MŰSZAKI ÜZEMBENTARTÁSI SZAKUTASÍTÁS 73 FEJEZET ÉRVÉNYES OLDALAK JEGYZÉKE MINDEN GÉPRE 73-LEP oldal

4 Bevezetés 1. A szakutasítás célja A. Jelen leírás bemutatja a fejlesztésével épült, TSz-21 indító gázturbinából kialakított TKT-1 jelzésű, kísérleti gázturbinás sugárhajtóműves berendezés tüzelőanyag- és szabályozórendszerét, és ezek műszaki kiszolgálásának rendjét. 2. Érvényesség A. Az érvényesség kezdete év december hónap 5. napja. 3. A változások kezelése A. Jelen szakutasítás az érvényesség kezdete utáni változásokat közlönyök formájában, a változás által érintett lapok cseréjével tartalmazza. B. Bárminemű változás esetén cserére kerül a változásban érintett összes lap, az érvényes oldalak jegyzéke, valamint szükség esetén a tartalomjegyzék. C. A változást a szövegben a bekezdés, illetve sor mellé bal oldalra tett függőleges vonallal kell jelölni. Cserélni kell az érvényesség időpontját. D. A változásokat az érvényes oldalak jegyzékében frissíteni kell a cserélt lap érvényességi idejét, és bal oldalon függőleges vonallal meg kell jelölni. MINDEN GÉPRE oldal

5 EZ AZ OLDAL SZÁNDÉKOSAN ÜRES MINDEN GÉPRE oldal

6 Elosztóhálózat 4. Rendeltetés A. A tüzelőanyag elosztóhálózat célja, hogy a tüzelőanyag szivattyúegység által adagolt, a gázturbina működéséhez szükséges tüzelőanyagot az égéstérbe eljuttassa, valamint ott a megfelelő égési feltételek biztosítása céljából beporlassza. 5. Alrendszerek A. A tüzelőanyag eljuttatásáért felelős alrendszer a gyűjtőcső, mely a szivattyútól a fúvókákig történő szállítást végzi. B. A tüzelőanyag beporlasztását a fúvókák biztosítják. 6. A gyűjtőcső A. A TKT-1 tüzelőanyag gyűjtőcsöve két fő részből áll: (1) A szivattyú és a gázturbina közötti nagynyomású, egy ágú szakasz, mely a tüzelőanyag továbbítását végzi, melynek megnevezése betápláló vonal. (2) A gázturbina körüli gyűjtőcső, melynek rendeltetése a fúvókák közötti elosztás. Szűkebb értelemben erre a részre is hivatkozhatunk gyűjtőcső néven. B. A betápláló vonal leírása (1) A betápláló vonal a szivattyú nagynyomású kimenetétől indul. (2) A fogaskerekes szivattyúegységből esetlegesen kikerülő kopástermék továbbjutását a rendszerben egy finomszűrő akadályozza meg, mely a szivattyúegység és a vezérlőpult között, a fékpad bal alsó hossztartójára rögzítve található. A szűrőbetét ultrahangos eljárással tisztítható (lásd fejezet). (3) A gázturbina rendeltetéséből fakadóan a tüzelőanyag rendszer bizonyos elemei (nyomóági fojtás, nyomásmérő műszer) a vezérlőpulton kerültek elhelyezésre, ezért a betápláló vonal is érinti a vezérlőpult bal felső sarkát, ahol ezek a szervek megtalálhatóak. MINDEN GÉPRE oldal

7 EZ AZ OLDAL SZÁNDÉKOSAN ÜRES MINDEN GÉPRE oldal

8 Nyomóági szűrő Karbantartás 1. Feladatok A. A tüzelőanyag rendszer nyomóági szűrőjének karbantartása a szűrő szétszedésével és szűrőbetétjének vizuális ellenőrzésével történik. B. A vizuális ellenőrzést tíz indításonként vagy legkésőbb az előző ellenőrzéstől számított három naptári hónap múltán kell elvégezni. C. Amennyiben a szűrő eltömődött, ultrahangos tisztítási eljárás segítségével a szűrőbetét ismét alkalmazhatóvá tehető oldal

9 Szabályozórendszer 1. Rendeltetés A. A szabályozórendszer feladatai: 2. Felépítés (1) a gázturbinás sugárhajtómű üzemének megvalósítása, (2) a vett parancsjelek alapján az egyes üzemmódok létrehozása, (3) sorrendvezérlések biztosítása (4) a biztonságos működés érdekében a kritikus paraméterek figyelemmel kísérése, (5) a gázturbina üzemi jellemzőinek folyamatos monitorozása (6) a mért adatok továbbítása adatgyűjtés céljára (7) a mért adatokból saját memóriába történő mentés a hibafeltárás megkönnyítésére (8) beépített önellenőrzés segítségével a nem megfelelően működő komponensek kiszűrése, a hibafeltárás könnyítésére A. A kísérleti gázturbinás sugárhajtómű teljes hatáskörű, digitális elektronikus szabályozással rendelkezik. B. A TEDDI rendszer moduláris mikrokontrolleres áramkörökből áll, melyek biztosítják a gázturbina automatikus szabályzását, kézi vezérlését a működtetés terén, valamint jelentős beépített önellenőrző képességekkel is rendelkezik a hibás komponensek kiszűrése és az így bekövetkező rendellenességek elkerülése érdekében. C. Az egyes modulok rövid leírását a -1. táblázat tartalmazza. A felsorolt feladatok a hajtómű szabályozásával kapcsolatosak, hibafeltárás, vagy egyéb külső elektronikus kapcsolat esetén más funkciók is rendelkezésre állnak. Mindegyik kártya képes RS232 kommunikációra, tehát hibafeltárás céljából az egyes modulok önállóan képesek adatokat szolgáltatni egy központi számítógépes egység részére, mely segítheti az esetleges hiba behatárolását. Ezen kívül az összes mikrokontroller rendelkezik programozó interfésszel, amely szükség esetén új firmware betöltését teszi lehetővé. 1. oldal

10 D. A szabályozórendszer moduljai Modul Változat Db Rövid megnevezés Funkciók A Nyomásérzékelők modulja M250 PRESS Nyomásérzékelők modulja 1 B SENS Analóg jelek konverziója Kommunikáció a CAN buszon Hőmérséklet-érzékelés A Analóg (p + T) paraméterek konverziója M850 1 T/C Kommunikáció a CAN buszon MODUL Hőmérséklet-érzékelés B Hőmérséklet paraméterek konverziója Kommunikáció a CAN buszon BITE-M modul (Beépített Önellenőrző és Manuális Modul) M248 B 1 BITE-M Önellenőrzési funkciók MODUL Manuális vezérlés digitális kimenetek, PWM kimenetek Kommunikáció a CAN buszon Automatikus szabályozó egység M288-2 Digitális bemenetek, fordulatszám AUTO nyomon követése (#1 vagy #2) Kommunikáció a CAN buszon Kommunikáció RS-232 vonalon M723 B 1 SPARE Digitális bemenetek szintillesztése Kommunikáció a CAN buszon M252-1 Alaplap -1. táblázat: A szabályozórendszer moduljai Leírás -2/E -2/F -2/G -2/H /I 2. oldal

11 E. Az M250 PRESS SENS nyomásérzékelő modul A változat (-1. ábra) (1) A modul célja, hogy a gázturbina körfolyamattal kapcsolatos nyomásokat azokkal arányos villamos jellé, feszültséggé konvertálja. A modul kizárólag a piezorezisztív nyomásérzékelőket tartalmazza. (2) A modul a TEDDI alaplapba illeszthető önálló kártyaként került kialakításra. (3) A modul bemenetei a nyomásérzékelőkön elhelyezett hajlékony csöveken keresztül érkező levegőnyomások. A modul a kimeneteit a kártyán lévő tüskesoron, valamint az alaplapi élcsatlakozó megfelelő érintkezőin keresztül továbbítja a külvilág felé. (4) A modul a TEDDI A változatú alaplapról, vagy más forrásból +5V és +3V egyenfeszültségeket igényel. (5) A modul folyamatos működésű, a jelek állandóan kivezetésre kerülnek az egyes kimeneti pontokra. F. Az M250 PRESS SENS nyomásérzékelő modul B változat (1) A modul célja, hogy a gázturbina körfolyamattal kapcsolatos nyomásokat azokkal arányos villamos jellé, feszültséggé konvertálja, majd a BITE-M modul jelére CAN buszon a többi kontroller részére továbbítsa. A modul a piezorezisztív nyomásérzékelők mellett a tápellátás integrált áramköreit, valamint egy az analóg-digitális átalakítást és a CAN buszon történő kommunikációt végző MC9S08DZ60 mikrokontrollert tartalmaz. (2) A modul a TEDDI alaplapba illeszthető önálló kártyaként került kialakításra. (3) A modul bemenetei a nyomásérzékelőkön elhelyezett hajlékony csöveken keresztül érkező levegőnyomások. A modul a kimeneteit a kártya alaplapi élcsatlakozóján kialakított CAN buszon keresztül adja tovább a rendszerben. (4) A modul az analóg jelfeldolgozás mellett rendelkezik másodlagos digitális ki- és bemenet kezelési funkcióval is, mely tartalékként kerül megvalósításra, az elsődleges AUTO #1 és #2, valamint BITE-M modulok azonos célú áramköreinek nem megfelelő működése esetén. A digitális jelek optocsatolókon keresztül kerülnek illesztésre a modul TTL jelszintje és a gázturbina 24V-os rendszere között. A modul 5 kimenő és 5 bemenő jelet képes kezelni, melyek közül 1 fordulatszámjel és 4 digitális jel képezi a bemeneteket, a kimenetek mindegyike pedig alkalmas mind egyszerű digitális működésre, mind pedig PWM jelek küldésére. Kapcsolataikat a felhasználó dönti el, megfelelő szervizkábelek segítségével. (5) A modul a TEDDI B változatú alaplapról működik kizárólag. Az alaplapról +24V egyenfeszültségből állítja elő a működéshez szükséges +5V és +3V egyenfeszültségeket. (6) A modul időben diszkrét pillanatokban végez adatküldést, illetve mintavételt. A megfelelő ütemezést a BITE-M modul végzi, melynek jelére elsőként a legutolsó konverzió értékei kerülnek a CAN buszra, utána pedig 3. oldal

12 megkezdődik a következő mintavételezés. A CAN busz üzeneteinek normál sorrendjét lásd a 3.D.7. pont alatt, a -10. oldalon. (7) Amennyiben az M850B modul valamelyik üzenete az előzőhöz képest 40ms időn belül nem érkezik meg, akkor ideiglenesen az M250B modul átveszi az ütemezés feladatát, és a 40ms lejárta után automatikusan küldi a soron következő saját üzenetet. Mivel az M850B modul két üzenete vált ki az M250B modul működésében üzenetküldésre való felkészülést, ezért az M250B modul mikrokontrollerének vezérlő programja tárolja az aktuális állapotot, és ennek alapján meg tudja különböztetni a kétféle szituációt. Amennyiben tehát az M850B modul bármilyen okból nem küld üzenetet, az M250B modul az időkorlát leteltével folytatja a munkát, mintha minden rendesen működne. Mivel egy ilyen helyzet adódhat az M850B modul áramkimaradásából, vagy rejtett szoftverhibájából, melyek nem végleges meghibásodást, csak pillanatnyi kihagyást eredményeznek, a rendszer nem fogja elsőre meghibásodottként megjelölni és a további szabályzásból kizárni az M850B modult. Azonban ha az M850B modul 25 cikluson keresztül (rendes ütemezés és más hiba nélkül 1 s alatt) nem küld adatot, a BITE-M modul kizárja a további működésből. Ezt a CAN üzenetekben kódolva küldi tovább az AUTO kontrollerek számára. 4. oldal

13 M250V1 TKT-1 (c)2009 Beneda MPX7002DP Dpm MPX7002DP p1* MPX4250GP - p2 MPX4250DP - p2* MPX4250GP - pvez MPXA p0 A oldal MPXV7025DP Dp4 MP3V5050DP p4 MP3V5050DP p4* MP3V5050DP psc B oldal -1. ábra: Az M250 A változatú modul beültetési és áramköri vázlata 5. oldal

14 EZ AZ OLDAL SZÁNDÉKOSAN ÜRES KÉSŐBBI FELDOLGOZÁSRA FENNTARTVA 6. oldal

15 G. Az M850 T/C modul A változat (1) A modul feladata a gázturbina körfolyamattal kapcsolatos hőelemek jeleinek erősítése, digitalizálása és a nyomásadatokkal együtt a CAN buszon történő továbbítása. (2) A modul a TEDDI alaplapba illeszthető önálló kártyaként került kialakításra. (3) A modul bemenetei a kártyán kialakított hőelem csatlakozókon keresztül érkező feszültségekből, valamint az alaplapi élcsatlakozón kialakított nyomásmodul kimenő jeleiből állnak. A modul a kimeneteit a kártya alaplapi élcsatlakozóján kialakított CAN buszon keresztül adja tovább a rendszerben. (4) A modul a TEDDI A változatú alaplapról, vagy más forrásból +24V egyenfeszültséget igényel, amiből kialakítja a megfelelő +5V tápfeszültséget. (5) A modul időben diszkrét pillanatokban végez adatküldést, illetve mintavételt. A megfelelő ütemezést a BITE-M modul végzi, melynek jelére elsőként a legutolsó konverzió értékei kerülnek a CAN buszra, utána pedig megkezdődik a következő mintavételezés. A CAN busz üzeneteinek normál sorrendjét lásd a 3.D.7. pont alatt, a -10. oldalon. H. Az M850 T/C modul B változat (1) A modul feladata a gázturbina körfolyamattal kapcsolatos hőelemek jeleinek erősítése, digitalizálása és a CAN buszon történő továbbítása. (2) A modul a TEDDI alaplapba illeszthető önálló kártyaként került kialakításra. (3) A modul bemenetei a kártyán kialakított hőelem csatlakozókon keresztül érkező feszültségekből állnak. A modul a kimeneteit a kártya alaplapi élcsatlakozóján kialakított CAN buszon keresztül adja tovább a rendszerben. (4) A modul rendelkezik további 5 analóg (4 erősített és 1 erősítetlen) bemenettel illetve 4 digitális vonallal, melyek bármelyike lehet kimenet, vagy bemenet, valamint kezelhetnek egyszerű kétállapotú digitális jeleket és PWM jelsorozatokat, de jelszintjük TTL, tehát a gázturbina vezérléséhez szükség lehet kiegészítő szintillesztő áramkörre. (5) A modul a TEDDI B változatú alaplapról, vagy más forrásból +24V egyenfeszültséget igényel, amiből kialakítja a megfelelő +5V tápfeszültséget. (6) A modul időben diszkrét pillanatokban végez adatküldést, illetve mintavételt. A megfelelő ütemezést a BITE-M modul végzi, melynek jelére elsőként a legutolsó konverzió értékei kerülnek a CAN buszra, utána pedig megkezdődik a következő mintavételezés. A CAN busz üzeneteinek normál sorrendjét lásd a 3.D.7. pont alatt, a -10. oldalon. 7. oldal

16 I. Az M723 SPARE modul (1) A modul feladata a rendszer digitális bemeneteinek szintillesztése, mikrokontrolleres felügyelete, ezen belül az adatok továbbítása a CANbuszon érkező parancsra, valamint a mikrokontrollerrel párhuzamosan tartalék jelek továbbítása az alaplapi buszra a mikrokontroller meghibásodása esetén. (2) A modul elvi kapcsolási vázlata a -2. ábrán látható. (3) A modulhoz kívülről kapcsolódó vezetékek száma, típusa a -4. táblázatban található. Csatlakozó Vezeték szám Rövid leírás J1 3 Identification (ID) Plug J2 2 Tápfeszültség bemenet (24V, GND) J6 6 Background Debug Modul (MCU programozás) J9 3 RS232 kommunikáció J10 20 Tartalék analóg bemenetek és digitális ki-/bemenetek J Digitális bemenetek 24V jelszinttel, I/1 csatlakozó, lásd -5. táblázat J Digitális bemenetek 24V jelszinttel, I/2 csatlakozó, lásd -6. táblázat J Digitális bemenetek 24V jelszinttel, II/1 csatlakozó, lásd -5. táblázat J Digitális bemenetek 24V jelszinttel, II/2 csatlakozó, lásd -6. táblázat táblázat: A szabályozórendszer moduljai (4) A TEDDI 32 digitális bemenet kezelését végzi alapkiépítésben, mely a SPARE modulon történik. (5) Mindegyik bemenet optocsatolóval galvanikusan leválasztott. Az J100/J101 és J200/J201 DIGITAL INPUTS HI/LO csatlakozóin keresztül a külvilágból érkező jelek (melyek a 0 28VDC tartományba esnek tipikusan) egy-egy LED-optotranzisztor páros segítségével jutnak el az 5VDC tápfeszültségű részre. (6) A J100, J101, J200, J201 csatlakozók szabványos, 2,54mm osztásközű kétsoros tűsorok. Lábkiosztásuk a -5 és -6 táblázatok. A nagybetűs jelek passzív kapcsolók, a kisbetűs jelek tápfeszültség érzékelések. 8. oldal

17 Megnevezés Láb Láb Megnevezés PSFUEL H 1 2 PSFUEL L PSOIL H 3 4 PSOIL L Starter H 5 6 Starter L Ignite H 7 8 Ignite L Fuel Sol 2 H 9 10 Fuel Sol 2 L Fuel Sol 1 H Fuel Sol 1 L Oil 924 H Oil 924 L Fuel 924 H Fuel 924 L -5. táblázat: Az M723 SPARE modul J100 és J200 csatlakozóinak lábkiosztása (7) Magyarázat a -5. táblázatban szereplő megnevezésekhez: (a) PSFUEL a tüzelőanyag nyomóágban, a fúvókák előtt elhelyezett nyomáskapcsoló jele (Pressure Switch FUEL); (b) PSOIL az olajnyomás kapcsoló jele (Pressure Switch OIL); (c) Starter az indítómotor tápfeszültsége (d) Ignite a gyújtóegység tápfeszültsége (e) Fuel Sol 2 a 2. tüzelőanyag mágnesszelep (bypass) tápfeszültsége (f) Fuel Sol 1 az 1. tüzelőanyag mágnesszelep (beeresztő) tápfeszültsége (g) Oil 924 az olajszivattyú 924 tápfeszültsége (h) Fuel 924 a tüzelőanyag szivattyú 924 tápfeszültsége. Megnevezés Láb Láb Megnevezés PSL H 1 2 PSL L PSH H 3 4 PSH L MODE SEL SW H 5 6 MODE SEL SW L FSOV OPEN H 7 8 FSOV OPEN L MASTER SW H 9 10 MASTER SW L START SW H START SW L COOLING FAN H COOLING FAN L FSOV CLOSED H FSOV CLOSED L -6. táblázat: Az M723 SPARE modul J101 és J201 csatlakozóinak lábkiosztása (8) Magyarázat a -6. táblázatban szereplő megnevezésekhez: (a) PSL a kis kompresszor utáni nyomás kapcsolójának jele (Pressure Switch Low, RPM 15%); 9. oldal

18 (b) PSH a nagy kompresszor utáni nyomás kapcsolójának jele (Pressure Switch High, RPM 30%); (c) MODE SEL SW az üzemmód választó kapcsoló jele (Mode Select Switch) (d) FSOV OPEN a tűzcsap nyitott végálláskapcsolójának jele (Fuel Shutoff Valve Open) (e) MASTER SW a főkapcsoló jele (Master Switch) (f) START SW az indító kapcsoló jele (Start Switch) (g) COOLING FAN az olajhűtő ventilátorának jele (h) FSOV CLOSED a tűzcsap nyitott végálláskapcsolójának jele (Fuel Shutoff Valve Closed). 10. oldal

19 TKT-1-2. ábra: Az M723B modul elvi kapcsolási rajza 11. oldal

20 3. Működés A. A TEDDI a következő működési fázisokkal rendelkezik: 1 Bekapcsolás 2 Várakozás 3 Felkészülés az indításra 4 Indítás megkezdése 5 Kezdeti tüzelőanyag betáplálás 6 Kigyorsítás starter motorral 7 Kigyorsítás turbinával 8 Üzem 9 Hűtési ciklus 10 Leállítás -7. táblázat: A működés fázisai B. Az egyes működési fázisok részletei a kihajtással rendelkező és nem rendelkező gépek esetében az eltérő berendezések okán eltérnek. C. A kihajtás nélküli TKT-1 automatikus szabályozása és kézi vezérlése (1) A TEDDI a bekapcsoláskor elvégzi a szükséges önellenőrzést, mely során meggyőződik az egyes komponensek megfelelő működéséről. Amennyiben az ellenőrzési rutin lefutása előtt indítási parancsjelet vesz a rendszer, azt eltárolja, és a feltételek teljesülése esetén a gázturbina automatikus indításáról gondoskodik. (2) A várakozási ciklus lényege, hogy az indításhoz szükséges feltételek teljesüljenek. A kihajtással nem rendelkező TKT-1 esetében ezek a következők: (a) 5TA tűzcsap nyitva (végállás-kapcsoló jele alapján) (b) Nincs kritikus hiba az önellenőrzés során (c) Indítási parancs érkezett (3) Az indításra való felkészülés az 1TA tüzelőanyag- és 1OL kenőolaj szivattyúegységek, valamint az 5ST gyújtóegységek megtáplálását jelenti. (4) Az indítás megkezdése abban esetben lehetséges, ha az előző fázisban megtáplált mindegyik eszköz megfelelően működik. Erről a TEDDI az automatikus kontrollerek digitális bemenetein keresztül értesül, melyek részben a tápfeszültségek kialakulását, másrészt pedig a tüzelőanyag- illetve kenőolaj-nyomás nem alacsony értékéről adnak visszajelzést. Ezek után az indítómotor megtáplálásával megindulhat a gázturbina átszellőztetése. (5) A kezdeti tüzelőanyag-betáplálás a gázturbina forgórészének megközelítőleg 15%-os névleges fordulatszámánál (~7500 1/perc) megkezdődik, amikor a 2TA beeresztő mágnesszelepen keresztül a gyűjtőcsövekbe bejut a tüzelőanyag. A 2TA beeresztő mágnesszelep vezérlése a 6TA sorrendvezérlő nyomáskapcsoló jele alapján történik. A 2TA mágnesszelep nyitásakor megtelik a gyűjtőcső, majd a fúvókákon keresztül a tüzelőanyag beporlasztásra kerül, és a jelen lévő gyújtószikrák hatására az égéstérben 12. oldal

21 megindul az égés, mely hatására az indítómotor mellett a turbina is bekapcsolódik a forgórész gyorsításába. (6) A starter motorral történő kigyorsítás akkor kezdődik, amikor a forgórész eléri a körülbelül 30%-os névleges fordulatszámot. Ebben az esetben már biztosan stabilizálódott az égéstér működése. Ekkor megtáplálást kap a 13TA bypass mágnesszelep, és a tüzelőanyag-betáplálás csökkentésre kerül. A starter motorral történő kigyorsítás egészen a forgórész megközelítőleg 40%- os névleges fordulatszámáig történik, ahol az 1ST starter motorba épített röpsúlyos kapcsoló bontását érzékeli a rendszer, melynek hatására az 1ST starter motor és az 5ST gyújtórendszer leállításra kerül. (7) A kigyorsítás ezt követően (40%-os névleges fordulatszám felett) a turbina többlet-teljesítményével folytatódik. A kigyorsítás a forgórész közel 60%-os névleges fordulatszámáig történik, ahol a gyorsulás megáll, a gázturbina bemelegítése megtörténik. (8) Az indítási ciklus befejeztével kezdetét veszi az üzemelés szakasza, melyben a bemenő parancsjelek (gázkar, GVK, indító kapcsoló) alapján megtörténik a gázturbina szabályzása. (9) Az indító kapcsoló leállítás állásba helyezésével kezdetét veszi a leállításra való felkészülés, amely a gázturbina kedvező élettartama érdekében a terhelés függvényében 1-2 percet vesz igénybe. A GSF ekkor teljesen nyitott helyzetben kell legyen, illetve a turbina utáni gázhőmérséklet alapján számítja ki a szabályozó a hűtéshez szükséges időt. (10) A hűtésre szánt időkeret leteltével megkezdődik a leállítás ciklusa. A szabályozó elsőként elmenti az aktuális adatokat, melyeket az adatgyűjtő modulok rendelkezésére bocsátanak, ezzel segítve a gázturbina állapot szerinti üzemeltetését. Az adatok tárolása után a 2TA beeresztő mágnesszelep zárásával a tüzelőanyag-betáplálás megszűnik, ekkor a fordulatszám és a gázhő hirtelen esni kezd. Ezzel egyidőben megszűnik az 1TA tüzelőanyagszivattyúegység megtáplálása is. A leállítás során kb. 30%-os fordulatszámot elérve nyílik ismételten a 13TA bypass mágnesszelep. A 15%-os névleges fordulatszámot átlépve az olajbetáplálás is megszűnik, az 1OL szivattyúegység lekapcsolásával. D. A szabályozás megvalósítása (1) A TEDDI működésének alapját a BITE-M modul képezi, mely lehetőséget biztosít egyrészről az önellenőrző, másrészt pedig a kézi vezérlés funkcióira. Az automatikus illetve kézi vezérlés aktuális állapotától (melyik aktív, az üzemelés mely szakaszában tart éppen a gázturbina) függetlenül másodpercenként 50 alkalommal vezérli a rendszert a BITE-M modul az adatcserére és a szükséges szabályzások megtételére. (2) A CAN busz sebessége a mikrokontrollerek buszfrekvenciájának (melynek értéke 20MHz) következtében 950kbit/s. Egy üzenet, mely a CAN szabványban megengedett maximális 8 adatbájtot (64 adatbitet) kihasználja és standard formátumú azonosítót alkalmaz, az üzenet egyéb kötelező keret információi következtében 111 bitet kell a buszon továbbítson. Ennek 13. oldal

22 következtében az egy üzenetre jutó idő 0,1168ms. Mivel egy ciklusban összesen 9 üzenet található (lásd -3-D-(3)-at), így az egy ciklusban a kommunikációra fordított idő legalább 0,85ms, tekintettel arra, hogy vannak olyan üzenetek, amelyek nem küldenek 8 adatbájtot, így rövidebb idő alatt lezajlik ezeknek a buszra küldése. (3) Az így létrejövő maximálisan 20 ms időtartammal rendelkező ciklus a következőképpen épül fel: (a) A BITE-M SPARE modul beolvassa az analóg és a digitális parancsjeleket (gázkar pozíció, kapcsoló állások) visszacsatolásokat és a CAN buszon keresztül elküldi az információkat. Ezeket az adatokat két automatikus kontroller eltárolja memóriájában későbbi felhasználásra. (b) Egyúttal az AUTO #1 kontroller ezt az üzenetet időzítésként is használja, és elküldi az általa mért fordulatszámot és a digitális bemeneteket (hőbiztosítékok állapota) a CAN buszon. (c) Ez az üzenet aktiválja az AUTO #2 kontrollerben azt a rutint, amely az előzőhöz hasonlóan az általa mért fordulatszámot és a digitális bemeneteit (komponensek megtáplálása) a CAN buszon keresztül elküldi. (d) M250-A és M850-A változat esetén: Erre az üzenetre reagálva az M850 analóg modul elsőként a legfontosabb hőmérséklet-értékeket (T 4 *, T 4, T 2 *, T 2 ) küldi el digitalizált formában, majd ugyanez következik a legfontosabb nyomásértékek (p 2 *, p m, p scm, p 0 ) tekintetében is. M250-B és M850-B változat esetén: Erre az üzenetre reagálva az M850 hőelem modul elsőként a legfontosabb hőmérséklet-értékeket (T 4 *-1, T 4 *-2, T 2 *, T olaj ) küldi el digitalizált formában. Ez az üzenet az M250-B modulban aktiválja a legfontosabb nyomásértékek (p 2 *, p m, p vez, p 0 ) elküldésének rutinját. (e) M250-A és M850-A változat esetén: A következő öt üzenet az M850 modultól származik, ezekben a kevésbé fontos hőmérsékletek és nyomások találhatóak meg. Ezek a szabályzás szempontjából nem kritikus információk, tehát hiányuk nem igényli a gázturbina vészleállítását, azonban a számítógépes adatgyűjtő rendszer irányába a BITE-M modul ezen adatok elmaradása esetén természetesen tud jelzést küldeni a rendellenességről. M250-B és M850-B változat esetén: A következő két üzenet az M850 modultól származik, ezekben a kevésbé fontos hőmérsékletek (T 1, T 2, T tüa924, T olaj924 ) találhatóak meg, majd az M250 modul is küld két üzenetet a kevésbé fontos nyomásokról (p 1, p 2, p 4, p 4 *, p 4, p scm ). Ezek a szabályzás 14. oldal

23 szempontjából nem kritikus információk, tehát hiányuk nem igényli a gázturbina vészleállítását, azonban a számítógépes adatgyűjtő rendszer irányába a BITE-M modul ezen adatok elmaradása esetén természetesen tud jelzést küldeni a rendellenességről. (f) Az adatok cseréje a CAN busz órajelétől függően nagyjából 1 ms időt vesz igénybe. Ezek után kerülhet sor a tényleges szabályzás megvalósítására. (4) A szabályozás mikéntjéről a BITE-M modul dönt. A kapcsoló állásoktól, illetve az egyes modulok működőképességétől függően alapvetően két irányítási mód jöhet létre: (a) automatikus szabályzás (b) kézi vezérlés (5) Amennyiben a következő feltételek teljesülnek, a BITE-M modul automatikus szabályzást tesz lehetővé: (a) a szabályozók közül legalább egy működőképes: a kijelölt szabályozó (AUTO #1 vagy #2) nem érzékelt meghibásodást a kijelölt szabályozó jelezte meghibásodását, de a másik szabályozó még működőképes (b) és az üzemmód választó kapcsoló AUTOMATIKUS állásban van. (6) Amennyiben a következő feltételek teljesülnek, a BITE-M modul kézi vezérlésre tér át: (a) a szabályozók közül (AUTO #1 vagy #2) egyik sem működőképes (b) vagy az üzemmód választó kapcsoló MANUÁLIS állásban van. (7) A kézi üzemmódra való automatikus áttérést az üzemmód választó kapcsoló AUTOMATIKUS állásában a gázkar mellett elhelyezett piros színű jelzőfény villogása jelzi. Az üzemmód választó kapcsoló MANUÁLIS állásba helyezésével a piros fény villogása megszüntethető, a manuális üzemmód jelzőfénye állandó kék fénnyel világít egészen a gázturbina leállításáig, vagy a manuális üzemmódról való bármilyen más kilépés esetén (visszatérés automatikus módba). 15. oldal

24 Hexadecimális 0x04x 0x05x 0x06x 0x07x 0x08x 0x09x 0x0Ax 0x0Bx 0x0Cx 0x0Dx 0x0Ex 0x0Fx 0x10x 0x11x 0x12x 0x13x 0x14x 0x15x 0x16x 0x17x 0x18x 0x19x 0x1Ax 0x1Bx 0x1Cx 0x1Dx 0x1Ex 0x1Fx 0x78x 0x79x 0x7Ax 0x7Bx 0x7Cx 0x7Dx 0x7Ex 0x7Fx TKT-1 (8) Az egyes CAN üzenetek CAN azonosító Bináris (bitszám) x x x x x x Üzenet küldője BITE-M SPARE x x x x x x AUTO # x x x x x x AUTO # x x x x x x M x x x x x x M x x x x x x M x x x x x x M850 Üzenet tartalma Analóg és digitális visszacsatolások parancsjelek Fordulatszám 1 és hőbiztosítók állapota Fordulatszám 2 és komponensek tápfeszültsége Legfontosabb hőmérsékletek (T 4 *-1, T 4 *-2, T 1, T 2 *) Legfontosabb nyomások (p 0, p 2 *, p vez, p 4 *) T 2, T olaj, T tüa924, T olaj924 Egyéb hőmérsékletek (T 3 *-1, T 3 *-2) 16. oldal Adatbájtok száma x x x x x x M250 p 1, p SCM, p 4, p m x x x x x x M250 Egyéb nyomások (p 4irány, p 2 ) Üzenet vevője 4 Mindenki AUTO #2 és BITE-M AUTO #1 és BITE-M AUTO #1 #2 és BITE-M AUTO #1 #2 és BITE-M AUTO #1 #2 és BITE-M AUTO #1 #2 és BITE-M AUTO #1 #2 és BITE-M AUTO #1 #2 és BITE-M Egy ciklus alatt elküldendő üzenetek száma: bit 0,85ms -8. táblázat: A CAN busz üzenetei (9) A -8. táblázatban növekvő sorrendben kerültek a CAN busz üzenetei feltüntetésre. Ez a CAN szabvány szerinti, kontrollerek közötti versengés miatt van, ugyanis a versenyt a busz használatáért az a vezérlő nyeri, amelyik

25 előbb küld egy domináns jelszintű bitet. Ez a CAN busz specifikációja szerint a 0. Így biztosítható, hogy a fontosabb üzeneteknek elsőbbsége legyen a kevésbé fontos üzenetekkel szemben, bár a TEDDI működése során elvben ezek az üzenetek szigorú sorrendiséggel bírnak, így nem valószínű, hogy egyszerre két kontroller próbálkozzon meg a busz használatával normál üzem közben. (10) A -8. táblázat a CAN azonosító bináris formájában jól láthatóan az alsó 6 bitet bizonytalan állapotban mutatja. Erre azért van szükség, mert mindegyik bit egy-egy modulnak felel meg. A megfeleltetés a -4. táblázatban látható. Amennyiben az adott modul működőképes, akkor a CAN üzenetekben a megfelelő bithelyen 0 van, ellenkező esetben 1 -el jelzi a rendszer a többi modulnak, hogy melyik hibásodott meg. Egy adott szituációban leggyakrabban a BITE-M modul dönti el, hogy egy modul meghibásodott-e. Amennyiben a BITE-M modulnak olyan hibája adódik, amely miatt nem képes ezt a külvilág felé jelezni, az AUTO modulok vezérlő programja tartalmaz olyan részt, mely kideríti a BITE-M modul meghibásodását és átkonfigurálja a rendszert a BITE-M modul nélküli üzemre. Bit száma Modul 0 BITE-M 1 AUTO #1 2 AUTO #2 3 M850 4 M250 5 SPARE -9. táblázat: A meghibásodás bitek megfeleltetése 4. Az AUTO kontrollerek felépítése A. Fordulatszám (1) Az AUTO kontrollerek mindegyike rendelkezik egy mágneses tér változását detektáló fordulatszám-érzékelővel. Az áramkör feladata a digitális impulzussorozat formájában érkező fordulatszámjelek megfelelő irányba történő továbbadása az alaplapi buszon. A két kontroller azonos felépítésű, az alaplap megfelelő foglalataiba helyezve 1-es vagy 2-es eszközként kell működniük. Tehát az elhelyezés szabja meg, hogy melyik áramkör milyen funkciókkal rendelkezik. Ennek megfelelően az AUTO #1 áramkör az RPM 1-es jelet, az AUTO #2 áramkör pedig az RPM 2-es jelet továbbítja az alaplapi buszra. Ezt azonban a kontrollerek működéséből fakadóan a bekapcsoláskor kell inicializálni, hogy az esetleges kontroller meghibásodás ne jelentse azonnal a fordulatszámjel elvesztését is. Ennek okán a fordulatszám-jel továbbítására egy különálló áramkör áll rendelkezésre, mely két IC-t tartalmaz és a ábra mutatja. 17. oldal

26 -3. ábra: A fordulatszám jel továbbításának áramköre (2) A -3. ábrán látható U601 és U602 jelű, TS5A3159 típusú elektronikus 1 pólusú, két áramkörű kapcsoló IC-k az RPM SEL közös bemenő jel 0 vagy 1 állapota alapján választják ki a saját oldali fordulatszámérzékelő jel (RPM OWN) továbbításának útvonalát, illetve az adott áramköri kártyán RPM OPP (ellenkező oldali fordulatszám) jel forrását (RPM2 a SLOT1 és RPM1 a SLOT2 esetén). Az áramkör igazságtáblája a -5. táblázatban látható. RPM SEL RPM RPM OPP OWN (cél) (forrás) 0 RPM1 RPM2 1 RPM2 RPM1-5. táblázat: Az U601 és U602 RPM Switch IC-k igazságtáblája B. Kimenetek aktiválása (1) A kimenetek aktiválásának a fő mikrokontrollertől való függetlenítésére azért van szükség, hogy egy esetleges hiba esetén rossz kimenet ne kerülhessen kivezérlésre. Ennek érdekében egy második mikrokontroller is elhelyezésre került az AUTO modulokon. (2) Az AUTO kontrollerek és egyéb eszközeik számára az U5051 jelű, SLOT SELECT MCU (SSM) nevű MC9S08SG8 Freescale mikrokontroller IC szolgáltatja a működéshez szükséges kiválasztó jelet. A mikrokontroller áramkörbe illesztve történő programozására szolgál a J5051 SSM BDM csatlakozó. Ennek kapcsolódását az áramköri kártya buszrendszeréhez a ábra, működési vázlatát pedig a -6 és -7 táblázatok tartalmazzák. A PWM kimenetek aktiválása két kétpólusú, két áramkörös relén keresztül zajlik, melyek elsődlegesen a BITE-M modul AUTO1(2)SEL jelei alapján kerül kiválasztásra, illetve rendellenesség esetén más bemenő információk segítségével történik a választás. A BITE-M modul hibáját jelezheti a ~BITE FAIL vonal alacsony szintje, ha a modul észleli saját rendellenességét. Abban az esetben, ha saját normálistól eltérő működését nem detektálja a BITE-M modul, akkor az AUTO1SEL és AUTO2SEL vonalak érvénytelen kombinációiból lehet következtetni. Ezekben az esetekben az elsődleges az AUTO1 kontroller, ha ez működik (SLOT1 vonal magas), a saját kártyáján lévő SSM az AUTO1 GO vonalat is 18. oldal

27 magas értéken tartja. Erre azért van szükség, mert a SLOT1 vonal csak a BITE-M modulig tart az alaplapon, így az AUTO2 kontroller erről nem kapna visszajelzést. Ha az AUTO1 kontroller hibás, az SSM alacsony szinten tartja az AUTO1 GO kimenetet és az AUTO2 kontroller kapja a kimenetek vezérlésének lehetőségét. -4. ábra: A kimenetek aktivitásáért felelős áramkör (U5051 Slot Select MCU) Láb Megnevezés Funkció Irány 1 RESET Reset BE 2 BKGD/MS BDM KI/BE 3 VDD Tápfeszültég - 4 VSS Föld - 5 PTB7/SCL/EXTAL N. C. - 6 PTB6/SDA/XTAL RPM SEL KI 7 PTB5/TPM1CH1/~SS AUTO2 SEL BE 8 PTB4/TPM2CH1/MISO AUTO1 SEL BE 9 PTB3/PIB3/MOSI/ADP7 SLOT1 BE 10 PTB2/PIB2/SPSCK/ADP6 SLOT2 BE 11 PTB1/PIB1/TxD/ADP5 N. C PTB0/PIB0/RxD/ADP4 ~BITE FAIL BE 13 PTA3/KBIP3/TCLK2/ADP3 RPM RLY SEL1 KI 14 PTA2/KBIP2/TCLK1/ADP2 RPM RLY SEL2 KI 15 PTA1/KBIP1/TPM1CH1/ADP1 N. C PTA0/KBIP0/TPM1CH0/ADP0 N. C táblázat: Az U5051 SLOT SELECT MCU mikrokontroller lábkiosztása AUTO1 SEL SLOT1 SLOT2 RPM SEL 0 0 Érvénytelen Érvénytelen -7. táblázat: Az U5051 SLOT SELECT MCU fordulatszám választó igazságtáblája AUTO2 SEL ~BITE FAIL PWM RLY SEL1 PWM RLY SEL2 AUTO1 AUTO2 AUTO1 AUTO2 19. oldal

28 x x 0 ld. szöveg ld. szöveg érvénytelen, ld. szöveg érvénytelen, ld. szöveg -8. táblázat: Az U5051 SLOT SELECT MCU PWM kimenet választó igazságtáblája (3) A két kontroller az alaplap két meghatározott foglalatába kerülhet. Az egyikben az alaplapi busz SLOT1, a másikban pedig a SLOT2 jel van az alaplapon elhelyezett ellenállásokkal alacsony jelszintre lehúzva, míg a másik (amelyik az alaplapon nincs bekötve) az aktuális kontroller áramkörön elhelyezett külső ellenállással kerül magas szintre. Így a mikrokontroller el tudja dönteni, melyik foglalatba helyezték. (4) Normál esetben tehát a bekapcsolás után közvetlenül még az egyik kiválasztó vonal alacsony, a másik pedig magas, méghozzá a SLOT1-nél SLOT1 vonal alacsony, SLOT2 magas és fordítva. A sikeres önellenőrzés befejezésekor az AUTO mikrokontrollerek magasra húzzák a saját vonalaikat. A SLOT vonalak magasra húzásával a kontrollerek működőképességüket saját SSM áramkörnek, valamint a BITE-M modulnak jelzik. (5) Ha valamelyik kontroller olyan mértékben hibásodik meg, hogy az teljességében kizárja a további működtetés lehetőségét, akkor az AUTO mikrokontroller elengedi a magasra húzott kiválasztó vonalat, ezáltal az alacsony jelszintre kerül, és így jelzi az SSM áramkör és a BITE-M modul részére a hibát. C. A digitális bemenetek leírása (1) Az AUTO kontrollerek normál működés során a digitális bemenetek állapotát a SPARE modul felől CAN buszon keresztül kapják. (2) A SPARE modul fő mikrokontrollerének meghibásodása esetén is biztosított a legfontosabb jelek továbbítása az alaplapi buszon, az AUTO modulok ebben az esetben a saját U502 jelű, TCA9555 típusú (Texas Instruments), I2C buszra csatlakozó 16 bites port expanderükön keresztül jutnak hozzá az információhoz. (3) Az U502 DIGITAL IN port expander lábkiosztása a -9 táblázatban található. Láb Megnevezés Funkció 1 ~INT Megszakítás kimenet, nem használt 2 A1 Címzőbit, állandóan logikai 0-ra húzva 3 A2 Címzőbit, állandóan logikai 1-ra húzva 4 P00 Oil Cooling Fan ON 5 P01 FSOV Closed 6 P02 Starter 7 P03 FSOV Open 8 P04 Ignite 20. oldal

29 9 P05 Fuel Sol 2 10 P06 PSOIL 11 P07 Fuel Sol 1 12 Vss Föld 13 P10 PSL 14 P11 Fuel P12 Master Switch ON 16 P13 PSFUEL 17 P14 Oil P15 Start Switch ON 19 P16 PSH 20 P17 Mode Select Switch 21 A0 Címzőbit, állandóan logikai 0-ra húzva 22 SDA I2C adatvonal 23 SCL I2C órajel 24 Vdd +5V -9. táblázat: Az U5051 SLOT SELECT MCU mikrokontroller lábkiosztása (4) Az AUTO modulok rendelkeznek közvetlenül a fő mikrokontrollerre csatlakozó digitális bemenetekkel, ezek a SLOT1 és SLOT2 vonalak, melyek segítségével (a -4. bekezdésben leírtaknak megfelelően) döntik el, melyik foglalatba került a kártya. D. Digitális kimenetek (1) Az AUTO kontrollerek számos kétállapotú rendszerelemet vezérelnek, melyeket a kártyákon elhelyezett relékkel hozhatnak működésbe. (2) Az AUTO fő mikrokontrollerének nyolc kimenete különböző méretű relékkel állnak kapcsolatba a vezérelt rendszerelem áramfelvételétől függően. Ezeket a -10. táblázat tartalmazza. MCU Rendszerelem Relé (max. áramfelvétel) Relé helyettesítő típus láb 4 Fuel Sol 1 TYCO PE (5A)? 5 Fuel Sol 2 TYCO PE (5A)? 25 Oil Cooling Fan TYCO PE (5A)? 26 Fuel 924 OMRON G8P-1A4P (30A) RAYEX L90-24W 27 Starter Control RAYEX RSY-24 OMRON G5V-1 30 Fuel Shutoff Valve LMR1H-24D OMRON G2RL-1-E 31 Oil 924 LMR1H-24D OMRON G2RL-1-E 32 Ignition TYCO PE (5A)? -10. táblázat: A digitális kimenetek reléi (3) A Starter Control Out kivételével az összes relé közvetlenül kapcsolja a feltüntetett rendszerelemet. Az említett esetben ugyanis egy 100A-es kontaktor vezérlése történik, ennek nagy vezérlőárama miatt egy kis relé közbeiktatásával. E. Az analóg bemenetek leírása 21. oldal

30 (1) Az AUTO kontrollerek rendelkeznek néhány fontos analóg bemenettel, melyeket a hajtómű üzemelésének biztonsága érdekében közvetlenül is felügyelnek, és az információ nem csak a CAN buszon jut el hozzájuk. (2) Ezek a jelek a két turbina utáni gázhő (T4*-1 és T4*-2), az azonosító dugó (ID Plug) és a gázkar pozíció (Throttle Lever Angle TLA) jele. A turbina utáni gázhő és ID Plug jelek az alaplapi buszról érkeznek, míg a gázkar pozíció kettős potenciométer, melyből egy-egy függetlenül és közvetlenül az AUTO kontrollerekre kerül. F. Kommunikáció (1) CAN busz (2) I2C busz (3) RS A BITE-M modul felépítése (a) A CAN busz az alaplapon keresztül a többi áramköri kártyával történő kommunikációra szolgál. Az AUTO modul mikrokontrollere egy SN65HVD1050 típusú (Texas Instruments) illesztő segítségével kapcsolódik a tényleges buszra. (a) Az AUTO modul áramköri kártyáján belül, lokális IC-k közötti buszrendszer, mely a digitális bemenetek IO expanderével és az opcionális külső EEPROM memóriával biztosít kapcsolatot egy P82B715 (Texas Instruments) I2C busz kiterjesztő IC-n keresztül. (a) Az AUTO modulok rendelkeznek RS232 szintillesztővel, melynek segítségével külső számítógéppel is kapcsolatot teremthetnek. A. A BITE-M modul általános leírása (1) A BITE-M modul alapvető rendeltetése, hogy a szabályozórendszer működését összefogja, ütemezze, valamint a rendszer egyes komponenseinek megfelelő üzemelését ellenőrizze, és szükség esetén a hibás elemet kiiktatva a folyamatból vészüzemre állítsa át a rendszert. (2) Ezen kívül, az automatikus szabályozó áramkörök meghibásodásakor, vagy szándékolt választás eredményeképpen manuális vezérlést biztosítson a gázturbinát üzemeltetők részére. (3) A BITE-M modul nagy integráltsági fokú IC-k segítségével valósítja meg a komplex működést, melyek közül számos mikrokontroller is található. (4) A BITE-M modul fő egységei a következők: (a) Alaplapi élcsatlakozó Ennek feladata az alaplap jeleivel való kapcsolat létrehozása, mellyel a további modulok egyes digitális, illetve analóg információcseréje zajlik. Ezen felül az alaplap biztosítja a tápellátást minden modul részére. (lásd -4. ábra) (b) Elsődleges mikrokontroller 22. oldal

31 (c) Kimenet engedélyező mikrokontroller (d) B. A BITE-M elsődleges mikrokontrollere (-5. ábra) (1) A BITE-M modul alapja egy Freescale (korábban Motorola) MC9S08DZ60 mikrokontroller, mely az elvi áramköri rajzon U1 jelöléssel szerepel. Ez egy 8 bites architektúrájú, 60kB Flash alapú programmemóriával és 2kB EEPROM-mal rendelkező IC, integrált 12 bites SAR A/D átalakítóval, CAN kontrollerrel és összesen 6 darab 16 bites időzítő csatornával, 32 lábú LQFP tokozásban. (2) A BITE-M modul U1 IC-jének lábkiosztása a -12 és -13 táblázatokban szerepel. Láb Megnevezés Funkció Irány 1 PTA7/PIA7/ADP7/IRQ SLOT1 BE 2 VDD Tápfeszültég - 3 VSS Föld - 4 PTG0/EXTAL Kristály 2 BE 5 PTG1/XTAL Kristály 1 BE 6 RESET Reset - 7 PTE0/TXD1 RS232 kimenet KI 8 PTE1/RXD1 RS232 bemenet BE 9 PTE2/SS ~BITE FAIL KI 10 PTE3/SPSCK PTE4/SCL/MOSI IIC órajel KI 12 PTE5/SDA/MISO IIC adat BE/KI 13 PTE6/TXD2/TXCAN CAN adó KI 14 PTE7/RXD2/RXCAN CAN vevő BE 15 PTD0/PID0/TPM2CH0 RPM1 BE 16 PTD1/PID1/TPM2CH1 RPM2 BE -12. táblázat: A BITE-M elsődleges mikrokontrollerének lábkiosztása 1. Láb Megnevezés Funkció Irány 17 PTD2/PID2/TPM1CH0 PWM1 KI 18 PTD3/PID3/TPM1CH1 PWM2 KI 19 PTD4/PID4/TPM1CH2 PWM3 KI 20 PTD5/PID5/TPM1CH3 PWM4 KI 21 BGND/MS BDM - 22 PTB0/PIB0/ADP8 T4*-1 BE 23 PTA0/PIA0/ADP0/MCLK PTB1/PIB1/ADP9 T4*-2 BE 25 PTA1/PIA1/ADP1/ACMP PTA2/PIA2/ADP2/ACMP PTA3/PIA3/ADP3/ACMPO VSSA/VREFL VDDA/VREFH PTA4/PIA4/ADP4 AUTO2SEL KI 23. oldal

32 31 PTA5/PIA5/ADP5 AUTO1SEL KI 32 PTA6/PIA6/ADP6 SLOT2 BE -13. táblázat: A BITE-M elsődleges mikrokontrollerének lábkiosztása 2. C. A BITE-M manuális kimeneteket engedélyező mikrokontrollere (-6. ábra) (1) Az AUTO szabályozó áramkörökhöz hasonlóan a BITE-M modul esetében is szükség van a manuális üzemmódban aktív digitális és PWM kimenetek szükség szerinti leválasztására, melyet egy Freescale (volt Motorola) MC9S08QD4 mikrokontroller vezérel. (2) Az U301 MAN OUTPUT CTL nevű IC három bemenetet felügyel, a két AUTO SEL vonalat, illetve a BITE FAIL vonal állapotát. Ezek alapján hozza létre egyetlen kimenete megfelelő értékét. Ez a kimenet két IC-t vezérel, az egyik az U302 AUTO/MAN PWM SELECT, mely alapállapotban valamelyik AUTO kontroller irányából engedélyezi a PWM kimenetek vezérlését, ha pedig a BITE-M modul megfelelően működik, és manuális vezérlésre van szükség, akkor magas kimenetet adva a BITE-M modul PWM kimeneteit kapcsolja rá a tranzisztoros kimenő fokozatra. A másik IC az U303 MAN DIG OUTPUT SEL nevű elektronikus kapcsoló. Ez a kézi vezérlés aktivitása esetén (U301 kimenete magas) bekapcsolja az U101 MAN DIG OUTPUT IIC buszra illeszkedő port bővítő áramkört. Ellenkező esetben pedig az U101 lekapcsolásával garantálja, hogy az esetlegesen meghibásodott manuális üzemmód véletlenül sem hagy a kimenetein téves és rossz működéshez vezető jelszintet. (3) Az U301 lábkiosztása a -8. táblázatban található. Láb Megnevezés Funkció Irány 1 PTA5/TPM2CH0I/IRQ/RESET PTA4/TPM2CH0O/BKGD/MS VDD Tápfeszültég - 4 VSS Föld - 5 PTA3/KBIP3/TCLK2/ADP3 CTL OUTPUT KI 6 PTA2/KBIP2/TCLK1/ADP2 BITE FAIL BE 7 PTA1/KBIP1/TPM1CH1/ADP1 AUTO 1 SEL BE 8 PTA0/KBIP0/TPM1CH0/ADP0 AUTO 2 SEL BE -14. táblázat: A BITE-M U301 kimenet engedélyező mikrokontrollerének lábkiosztása (4) Az U301 MAN OUTPUT CTL IC a bekapcsolást követően konfigurálja a beés kimenő portbiteket, majd kis áramfelvételű üzemmódba kapcsol. Amikor van változás a bemenetek terén, visszatér a normál működésbe, a bemenetek alapján létrehozza a megfelelő kimenetet, és újra kis áramfelvételre tér át. Az U301 belső logikai vázlata a -3. ábrán és az igazságtáblája táblázatban látható. 24. oldal

33 -3. ábra: A BITE-M modul U301 kimenet engedélyező IC elvi vázlata Eset ~BITE AUTO AUTO FAIL 1 SEL 2 SEL Kimenet Megjegyzés 1 0 x x 0 BITE hiba Manuális mód AUTO AUTO Illegális kombináció BITE hiba -15. táblázat: A BITE-M U301 kimenet engedélyező mikrokontrollerének igazságtáblája (5) Az U302 AUTO/MAN PWM SELECT nevű IC egy TI TS5A5018 négy elektronikus SPDT kapcsolót tartalmazó áramkör. Egy bemenetével egyszerre lehet mind a négy kapcsoló esetében a COM és a NO (normally open) érintkezőket összekötni magas jelszintet adva a bemenetre, alacsony jelszint esetén a COM és a NC (normally closed) érintkezők között van kapcsolat. Természetesen rendelkezik az áramkör engedélyező bemenettel, azonban a TEDDI szempontjából kedvezőtlen lenne, ha ilyen jellegű probléma miatt (engedélyező jel hiánya) semmilyen eszköz nem tudná vezérelni a PWM kimeneteket, ezért ez stabilan földre van húzva, amellyel az áramkör minden körülmények között engedélyezésre kerül. (6) Az U303 MAN DIG OUTPUT SEL nevű integrált áramkör TI TS5A3160 típusú, és egy SPDT kapcsolót tartalmaz. Egy vezérlő bemenetét alacsony jelszinttel megtáplálva a COM és NC lábak között van kapcsolat, a bemenetre magas jelet adva a COM és a NO lábak kerülnek összekötésre. Az U302 AUTO/MAN PWM SELECT áramkörrel ellentétben itt nincsen engedélyező bemenet, tehát valamelyik irányba mindig vezet az áramkör. Ezért az U101 MAN DIG OUTPUT IC-t az U303 MAN DIG OUTPUT SEL IC-vel tápfeszültség alól mentesíteni lehet. Ez azért is fontos, mert a BITE-M fő mikrokontroller meghibásodása esetén véletlenül se maradjon a digitális kimenetek között hibás jelszint. Mivel azonban az U303 MAN DIG OUTPUT SEL áramkör csak akkor kerül bekapcsolásra, amikor a BITE-M modul kézi vezérlésű üzemmódra tér át, az U1 BITE/MAN CTRL fő mikrokontrollernek a manuális módba való belépéskor az IC vezérlő regisztereinek inicializálásáról gondoskodnia kell. D. A digitális kimenetek (-7. ábra) 25. oldal

34 (1) A BITE-M modulon kerültek kialakításra a külvilággal digitális kapcsolatot létrehozó kimenetek. Ezeket bármelyik modul vezérelheti (vészhelyzet esetén korlátozottan még az M250 és M850 modulok is), ennek megfelelően az egyes helyekről érkező jelek esetleges összeütközését elkerülendő diódás védelem található az egyes vonalakon. E. Impulzus-szélesség modulált kimenetek (PWM, -8. ábra) (1) A gázturbina szabályzása kapcsán számos arányos funkció merül fel, melyek megvalósítása az egyenfeszültségű körökben általánosan elterjedt impulzusszélesség modulációval (Pulse Width Modulation, PWM) történik. (2) A digitális kimenetekhez hasonlóan a BITE-M modul áramköri kártyája tartalmazza a kimeneteket fizikailag, azonban ezeket több modul is elérheti, természetesen nem időben egyszerre. Ezért van szükség az U302 AUTO/MAN PWM SELECT IC alkalmazására. F. Kommunikációs feladatok (1) A BITE-M modul, mint a szabályzás ütemezéséért felelős eszköz igen kiterjedt kommunikációs lehetőségekkel rendelkezik, melyek a következők: (a) Egy RS232-TTL szabványú soros vonal, melynek segítségével külső számítógéppel való kommunikáció, illetve adatcsere folytatható. Habár a normál működés során a készenléti üzemmódban lévő AUTO modul feladata az esetleges adatküldés a soros vonalon keresztül, ennek meghibásodása esetén a BITE-M modul ezt a funkciót is át tudja venni. (b) Egy CAN busz áll rendelkezésre az egyes modulok közti kommunikációra. Ezen a buszon található még egy univerzális I/O bővítő egység, melynek lényege, hogy bármelyik, a buszon jelen lévő IC képes ezen keresztül vészhelyzet esetén a legfontosabb kimenetek vezérlésére. 26. oldal

35 -4. ábra: A BITE-M modul alaplapi élcsatlakozóinak lábkiosztása 27. oldal

36 -5. ábra: A BITE-M modul fő mikrokontrollerének, valamint tápellátó áramköreinek csatlakozásai -6. ábra: A kimenet engedélyező mikrokontroller köre 28. oldal

37 -7. ábra: A BITE-M modul digitális kimeneteinek csatlakozásai -8. ábra: A PWM blokkvázlata 29. oldal

38 -9. ábra: A kommunikációs blokk vázlata 30. oldal

39 G. A TEDDI A változatú alaplap lábkiosztása Vezeték neve Jel Vezeték neve Jel A1 GND * B1 P4 * A2 5VDC * B2 N.C. A3 SCL B3 5VDC A4 GND B4 SLOT1 A5 PVEZ * B5 GND A6 SDA B6 SLOT2 A7 24VDC B7 5VDC A8 PM * B8 N.C. ** A9 N.C. B9 N.C. A10 24VDC B10 24VDC A11 P0 * B11 RPM1 ** A12 N.C. B12 RPM2 A13 GND B13 GND A14 P2 * B14 P4* * A15 CAN_LO B15 PSL A16 24VDC B16 N.C. A17 P1 * B17 GND A18 CAN_HI B18 PSH A19 GND B19 N.C. A20 P2* * B20 24VDC A21 N.C. B21 PSOIL A22 24VDC B22 N.C. A23 N.C. B23 GND A24 N.C. B24 P4D * A25 GND B25 N.C. A26 N.C. B26 24VDC A27 N.C. B27 PSCM * A28 GND B28 N.C. A29 N.C. B29 GND A30 N.C. B30 N.C. A31 24VDC B31 3VDC * Jelmagyarázat: Tápfeszültség Föld Digitális jel Analóg jel Nincs csatlakozás * Az M250 A modul által használt vezeték ** Az M250 A modul által foglalt vezeték 31. oldal

40 H. A TEDDI B változatú alaplap lábkiosztása Vezeték neve Jel Vezeték neve Jel A1 GND * B1 GND A2 DO#00 * B2 AUTO 1 SEL A3 DO#01 B3 AUTO 2 SEL A4 GND B4 GND A5 DO#02 * B5 ~SLOT1 A6 DO#03 B6 ~SLOT2 A7 24VDC B7 24VDC A8 DO#04 * B8 ~BITE FAIL * A9 DO#05 B9 RPM1 A10 24VDC B10 24VDC A11 DO#06 * B11 DO#10 * A12 DO#07 B12 RPM2 A13 GND B13 GND A14 Fuel 924 * B14 DO#11 * A15 CAN_LO B15 PSL A16 24VDC B16 24VDC A17 Oil 924 * B17 DO#12 A18 CAN_HI B18 PSH A19 GND B19 GND A20 Fuel Sol. #1 * B20 DO#13 A21 Fuel Sol. #2 B21 PSOIL A22 24VDC B22 24VDC A23 Ignite B23 DO#14 A24 Starter B24 DO#15 * A25 GND B25 GND A26 PWM4 B26 DO#16 A27 PWM3 B27 DO#17 * A28 GND B28 GND A29 PWM2 B29 T4* - 1 A30 PWM1 B30 T4* - 2 A31 24VDC B31 24VDC * Jelmagyarázat: Tápfeszültség Föld Digitális jel Analóg jel 32. oldal

41 I. A TEDDI C változatú alaplap lábkiosztása Vezeték neve Jel Vezeték neve Jel A1 GND * B1 GND A2 AUTO1 GO B2 AUTO 1 SEL A3 DO#01 B3 AUTO 2 SEL A4 GND B4 GND A5 DO#02 * B5 ~SLOT1 A6 DO#03 B6 ~SLOT2 A7 24VDC B7 24VDC A8 DO#04 * B8 ~BITE FAIL A9 DO#05 B9 RPM1 A10 24VDC B10 24VDC A11 DO#06 * B11 PSFUEL A12 DO#07 B12 RPM2 A13 GND B13 GND A14 Fuel 924 * B14 Master Switch A15 CAN_LO B15 PSL A16 24VDC B16 24VDC A17 Oil 924 * B17 Start Switch A18 CAN_HI B18 PSH A19 GND B19 GND A20 Fuel Sol. #1 * B20 Mode Sel. Sw. A21 Fuel Sol. #2 B21 PSOIL A22 24VDC B22 24VDC A23 Ignite B23 FSOV Open A24 Starter B24 FSOV Closed A25 GND B25 GND A26 PWM4 B26 Oil Cooler A27 PWM3 B27 ID Plug A28 GND B28 GND A29 PWM2 B29 T4* - 1 A30 PWM1 B30 T4* - 2 A31 24VDC B31 24VDC * Jelmagyarázat: Tápfeszültség Föld Digitális jel Analóg jel 33. oldal

42 Szabályozórendszer csatlakozók karbantartás 1. Általános A szabályozórendszer két csatlakozóval rendelkezik, egy 32 és egy 20 pólusúval. A csatlakozók aljai a vezérlőpult hátsó részén található tartóra vannak rögzítve, ahol a gázturbina felől érkező dugók kapcsolódnak. Ez a leírás ezen csatlakozóknak az ellenőrzését írja le. 2. Elrendezés A csatlakozók lábkiosztása a , -2, -3, -4 táblázatokban található. Megjegyzés: Az alj lábkiosztások elnevezései rendre a 8VE Hajtóműszabályzás Interfészegysége, illetve az 1VE6 Elektromos Segédberendezések Doboza felől, míg a dugók lábkiosztásának elnevezései a gázturbina rendszerei és a 7VE Hajtómű Szabályozó Egység felől történt. 3. Feladat: Eszközök A feladat végrehajtásához szükséges egy kézi multiméter, lehetőleg szakadásvizsgálatnál hangjelzés adására alkalmas típus. 4. Hozzáférés oldal

43 Láb Szín Kábelköteg Vezeték Kapcsolat a 8VE neve száma HSzI-ben 1 RED RLY IN 1 RLY GND 2 BLK RLY IN 2 RLY 20A 3 GRN ISO OUT 3 T23 4 WHT ISO OUT 2 T22 5 RED ISO OUT 1 T21 6 RED RLY IN 3 RLY 15A #1 7 BLK RLY IN 4 RLY 15A #2 8 BLU ISO OUT 4 T24 9 BRN ISO OUT 5 T25 10 GRY ISO OUT 6 T26 11 YEL ISO OUT 7 T27 12 ORN ISO OUT 8 T28 13 PUR ISO OUT 10 T39 14 GRN ISO IN 1 2+ T WHT ISO IN 1 1 T RED ISO IN 1 1+ T BLK ISO OUT 11 T32 18 PINK ISO OUT 12 T31 19 LTGRN ISO OUT 9 T29 20 BLU ISO IN 1 2 T BRN ISO IN 1 3+ T GRY ISO IN 1 3 T YEL ISO IN 1 4+ T ORN ISO IN 1 4 T RED ISO IN 2 5+ T GRY ISO IN 2 7 T BRN ISO IN 2 7+ T BLU ISO IN 2 6 T GRN ISO IN 2 6+ T WHT ISO IN 2 5 T YEL ISO IN 2 8+ T ORN ISO IN 2 8 T táblázat: A 11VE1 32 pólusú csatlakozó alj lábkiosztása oldal