IS220YTURS1A er en kritisk I/O-pakke i Mark VleS Safety Control System, designet specifikt til primær turbinebeskyttelse. Det er et applikationsspecifikt I/O-modul, der fungerer sammen med kompatible terminaltavler (såsom TTUR, TRPA, TRPG) for at overvåge og beskytte turbiner (gas eller damp) mod kritiske farer som overhastighed og flammesvigt. Dens kernefunktion er at sikre en sikker nedlukning af udstyret ved detektering af farlige forhold.
Modulet er designet og certificeret i overensstemmelse med IEC 61508 funktionel sikkerhedsstandard. Det er i stand til at opnå:
SIL 2 i hardwarefejltolerance (HFT) = 0 arkitekturer (f.eks. 1oo1, 2oo2).
SIL 3 i HFT = 1 arkitekturer (f.eks. 1oo2, 2oo3).
Den er velegnet til brug i både lav-efterspørgsel og høj-efterspørgsel/kontinuerlig driftstilstande.
Nøglefunktioner
1. Hastighedsovervågning og overhastighedsbeskyttelse
IS220YTURS1A understøtter op til fire passive, magnetiske hastighedssensorindgange med et frekvensområde på 2 Hz til 20.000 Hz.
Hver inputkanal kan konfigureres uafhængigt til forskellige applikationer (f.eks. Flow, Speed, Speed_High, Speed_Low).
Det inkorporerer en hurtig overhastighedsdetekteringsalgoritme med konfigurerbar triplogik, såsom tripping på en enkelt kanal ( PR_Single ) eller på den maksimale værdi fra flere kanaler ( PR_Max ).
Konfigurerbare accelerations- og decelerationsudløsningsfunktioner er tilgængelige for at beskytte mod pludselige, farlige ændringer i akselhastigheden.
2. Flammedetektion
Den accepterer input fra op til otte flammedetektorer (f.eks. Geiger-Muller-typen).
Det flammefølende kredsløb fortolker spændingsimpulser over 2,5 V som en logisk høj, hvilket indikerer tilstedeværelsen af flamme. Pulsfrekvensen måles af en tæller over et brugerkonfigurerbart tidsinterval (multipler af 40 ms).
Den sikre tilstand for YTUR-flammedetektionskredsløbet er defineret som 'Flame Present'. Et tab af flammesignal udgør den usikre tilstand, der vil udløse en beskyttelseshandling. Det er ikke beregnet til applikationer, hvor detekteret flamme er en usikker tilstand.
3. Elektrisk udkoblingsenhed (ETD) kontrol
IS220YTURS1A driver overvågede udløsningsrelæudgange til interface med elektriske udløsningsenheder (ETD'er), som typisk afbryder strømmen til udløsning af solenoider, hvilket starter en mekanisk nedlukning.
I en Triple Modular Redundant (TMR)-konfiguration er udgangene fra tre YTUR-pakker forbundet til et klemkort (som TRPG eller TRPA), der implementerer et hardware-afstemningskredsløb (f.eks. 2-ud-af-3-afstemning) for at sikre, at en enkelt fejl ikke forhindrer en trip.
4. Nødstop-indgang (E-stop).
En dedikeret E-Stop-indgang giver en hardwarebaseret nødstopsti. Når den er aktiveret, kan den direkte deaktivere udløsningsrelæerne.
Dette nødstopsignal kan også konfigureres til at krydse andre beskyttelsessystemer, såsom YPRO backup overhastighedsbeskyttelse, hvilket sikrer systemdækkende beskyttelse.
5. Ikke-sikkerhedscertificerede funktioner (ikke-forstyrrende)
Generatorsynkronisering og afbryderkontrol: Giver ikke-sikkerhedsklassificeret funktionalitet til synkronisering af en generator til forsyningsnettet og styring af hovedafbryderen.
Akselspænding og strømovervågning: Overvåger induceret akselspænding og strøm for at hjælpe med at forhindre skade fra akselstrømme, men dette er ikke en del af sikkerhedsfunktionen.
Potential Transformer (PT) overvågning: Overvåger generator- og busspændingssignaler fra potentielle transformere til ikke-sikkerhedskontrol og overvågningsformål.
Systemarkitektur og driftsprincip
1. Hardwarearkitektur
IS220YTURS1A fungerer som en nøglekomponent i den større Mark VleS-arkitektur. Dens signalvej består af tre primære dele:
Klemmekort (TTUR/TRPA/TRPG): Giver den fysiske grænseflade til feltledninger og tilbyder funktioner som transientbeskyttelse, signaludblæsning (for TMR-indgange) og output-afstemning (for TMR-udgange).
I/O Pack (YTURS1A): Selve modulet, som indeholder et fælles processorkort og et unikt dataopsamlingskort. Det digitaliserer signaler, udfører beskyttelsesalgoritmer og håndterer kommunikation.
IONet: Et proprietært, lukket Ethernet-netværk, der bruges til kommunikation mellem I/O-pakkerne og Mark VleS Safety-controllere. I/O pakker multicast-inputdata til controllerne hver frame, og controllere sender outputdata tilbage til I/O-pakkerne.
I et TMR-system bruges tre IS220YTURS1A-moduler (R, S, T). Hvert modul behandler de udluftede input uafhængigt. Regulatorerne udfører derefter et medianvalg på hastighedssignalerne og en flertalsafstemning (2 ud af 3) om helbreds- og turbeslutningerne, hvilket sikrer fortsat drift, selvom en hel kanal svigter.
2. Workflow for signalbehandling og kontrol
Indgangsopsamling: Feltsignaler (hastighed, flamme, nødstop osv.) er forbundet til klempanelet, som konditionerer og blæser dem til YTURS1A-modulet(erne).
Signalbehandling: YTURS1A digitaliserer de analoge signaler og udfører dens indlejrede firmwarealgoritmer. For hastighedsindgange beregner den RPM. For flammeindgange bestemmer den flamme-on/flame-off-status baseret på pulstællinger.
Beskyttelseslogik: Modulet sammenligner løbende de behandlede værdier (f.eks. hastighed, acceleration) med de konfigurerede trip-setpunkter. Den overvåger også tilstanden af sin egen hardware og inputsignaler.
Udgangshandling: Hvis en tripbetingelse er opfyldt (f.eks. overhastighed) eller en kritisk fejl detekteres, deaktiverer YTURS1A straks sine sikkerhedscertificerede triprelæudgange. Denne handling udføres lokalt i I/O-pakken uden at kræve en kommando fra hovedcontrolleren, hvilket sikrer en meget hurtig responstid.
Systemkommunikation: YTURS1A kommunikerer samtidig status for alle input, udgange og dens interne diagnostik til Mark VleS-controllerne via IONet til overvågning på systemniveau, alarmering og HMI-visning.
3. Sundhedsovervågning og diagnostisk dækning
IS220YTURS1A har omfattende indbygget diagnostik til at opdage hardwarefejl, kommunikationstab og strømforsyningsproblemer.
I Mark VleS-systemet har hver I/O-afledt variabel en tilknyttet sundhedsstatus. Denne sundhed er en kombination af punktsundhed (fra I/O-pakkens selvdiagnostik) og linksundhed (fra controllerens validering af IONet kommunikationsintegritet).
Applikationskode kan overvåge helbredet af kritiske variabler ved hjælp af VAR_HEALTH-funktionsblokken, hvilket gør det muligt for sikkerhedslogikken at træffe passende handlinger, hvis et input anses for usundt (f.eks. valg af en redundant sensor, initiering af en alarm).
Systemets branding-funktion sikrer konfigurationsintegritet. Når applikationen er testet og mærket, genererer enhver uautoriseret ændring af koden, konstanterne eller hardwaren en diagnostisk alarm.
4. Integration med YPRO og YSIL for Layered Protection
IS220YTURS1A er ofte en del af en flerlagsbeskyttelsesstrategi:
IS220YTURS1A (Primær beskyttelse): Fungerer som hovedsystemet til overhastighed og flammebeskyttelse.
YPRO (Backup Protection): Giver et fuldstændigt uafhængigt, redundant overhastighedsbeskyttelseslag, ofte med både firmware- og hardwarebaserede udløsningsmekanismer.
YSIL (Core Safety Protection): Tilbyder det højeste niveau af sikkerhedsintegritet (SIL 3) til de mest kritiske funktioner, såsom gaskompressorbeskyttelse.
Konfiguration og idriftsættelse
Konfiguration af IS220YTURS1A udføres ved hjælp af ToolboxST-applikationen.
1. Grundlæggende konfiguration
2. Indstillinger for beskyttelsesparametre
Overhastighedsudkoblingssætpunkter (f.eks. PR1-sætpunkt til PR4-sætpunkt )
Acceleration/Deceleration Trip aktivering og sætpunkter
Flammedetektionstidsinterval og tærskelgrænser ( FlameLimitHigh , FlameLimitLow )
Systemgrænsekontrol og diagnostiske forskelsgrænser ( TMR_DiffLimit )
3. Jumperkonfiguration (på TRPA-kort)
Sikkerhedscertificering og applikationer
