216VC62A واحد پردازش هسته ای حفاظت از ژنراتور عددی ABB REG 216 و سیستم های کنترل REC 216 است که به درستی 'مغز' کل RE در نظر گرفته می شود. سیستم 216. این بسیار بیشتر از یک پردازنده ساده است. این یک پلت فرم محاسباتی و کنترلی بسیار یکپارچه و قدرتمند است. این واحد وظایف حیاتی اجرای تمام الگوریتم های حفاظتی، انجام عملیات تابع منطقی، مدیریت و هماهنگی سیستم و ارتباط با دنیای بیرونی (مثلاً سیستم های نظارت) را بر عهده دارد. هدف طراحی آن ارائه قدرت محاسباتی بسیار بالا، قابلیت اطمینان، انعطاف پذیری و مقیاس پذیری برای حفاظت از تجهیزات پیچیده الکتریکی است.
216VC62a به عنوان واحد پردازش مرکزی سیستم، مسئول اجرای تمامی کتابخانه های نرم افزاری حفاظتی داخلی و عملکرد منطقی، ذخیره تمامی تنظیمات و تنظیمات کاربر و مدیریت تبادل داده بین واحدهای داخلی سیستم است. 216VC62a چه برای محافظت از ژنراتورهای کوچک و چه از ترانسفورماتورهای بزرگ و فیدرهای ولتاژ بالا استفاده شود، 216VC62a می تواند دقیقاً با نیازهای برنامه های مختلف از طریق سخت افزار قدرتمند و پیکربندی نرم افزار انعطاف پذیر خود سازگار شود و آن را به جزء تعیین کننده برای دستیابی به حفاظت دقیق، سریع و مطمئن تبدیل کند.
2. توابع اصلی
عملکردهای 216VC62A جامع و قدرتمند هستند و در بخشهای اصلی زیر خلاصه میشوند:
1. اجرا و محاسبه تابع حفاظت
کتابخانه ماژول نرم افزار: یک کتابخانه کامل ماژول نرم افزاری از عملکردهای حفاظتی و منطقی در داخل واحد مستحکم شده است. این شامل دهها عملکرد، از اضافه جریان اصلی، اضافه ولتاژ، ولتاژ پایین، فرکانس بیش از حد، حفاظت در برابر فرکانس، تا حفاظت دیفرانسیل پیچیده (به عنوان مثال، دیفرانسیل ژنراتور، دیفرانسیل ترانسفورماتور)، حفاظت از خطای زمین استاتور (به عنوان مثال، هارمونیک 3، نوع تزریق)، از دست دادن حفاظت تحریک، حفاظت از توان معکوس و غیره است.
ظرفیت محاسباتی: هر واحد 216VC62A 425% ظرفیت محاسباتی را فراهم می کند. این درصد نشان دهنده فراوانی قدرت پردازش آن است که به کاربران امکان می دهد تعداد زیادی از عملکردهای حفاظتی را فعال کرده و ترکیبات منطقی پیچیده را در یک سیستم واحد انجام دهند. یک رک استاندارد میتواند تا دو واحد 216VC62A را در خود جای دهد و ظرفیت محاسباتی تا 850 درصد را برای پاسخگویی به سختترین برنامهها به دست آورد.
پردازش بلادرنگ: واحد به طور مداوم اندازهگیریهای سیستم (جریانها، ولتاژها) را که توسط واحد ورودی آنالوگ 216EA61 از طریق گذرگاه B448C دیجیتالی میشود، دریافت میکند و این دادههای بلادرنگ را با تنظیمات تعریفشده توسط کاربر برای هر عملکرد حفاظتی فعال شده مقایسه میکند. هنگامی که شرایط عملیاتی برآورده شد، بلافاصله سیگنال یا فرمان سفر مربوطه را تولید می کند.
2. پیکربندی سیستم و مدیریت داده ها
3. ارتباطات سیستمی و رابط ها
Internal Bus Master: 216VC62A یکی از اصلی ترین مسترهای ارتباطی در گذرگاه موازی B448C است که مسئولیت اولیه و مدیریت تبادل داده با سایر واحدهای الکترونیکی (216EA61، 216AB61، 216DB61، و غیره) را بر عهده دارد.
دروازه ارتباط خارجی: این واحد دروازه ای برای RE است. سیستم 216 برای اتصال به دنیای خارج، پشتیبانی از پروتکل های ارتباطی متعدد برای ادغام یکپارچه در سیستم های نظارت یا اتوماسیون پست:
SPA Bus: رابط همیشه در دسترس، پروتکل ارتباطی سنتی ABB.
LON Bus: از طریق کارت PCMCIA پشتیبانی می شود.
گذرگاه MCB Interbay: برای سیستم های مانیتورینگ پست (SMS) استفاده می شود.
MVB Process Bus: از طریق کارت PCMCIA پشتیبانی می شود که برای سیستم های اتوماسیون پیشرفته تر استفاده می شود.
رابط کاربری: رابط RS-232 در پانل جلویی برای اتصال یک رابط کاربری قابل حمل استفاده می شود که وسیله اصلی برای پیکربندی سیستم، اصلاح تنظیمات، نظارت بر وضعیت و خواندن داده ها است.
4. نظارت و تشخیص سیستم
Master Diagnostics Controller: 216VC62A روال عیب یابی اصلی سیستم را اجرا می کند و به طور مداوم سلامت خود و وضعیت سایر واحدهای متصل شده از طریق اتوبوس را زیر نظر دارد.
مدیریت وضعیت سیستم: سیگنالهای خطا را از همه دستگاهها ارزیابی میکند و وضعیت کلی سیستم حفاظت را بر اساس آن تنظیم میکند ('بدون خطا'، 'خطای فوری'، 'خطای مرگبار')، عملکردهای حفاظتی را در صورت لزوم مسدود میکند (مثلاً پس از تشخیص خطای مرگبار) برای اطمینان از ایمنی سیستم.
ثبت رویداد: تمام شروع سیستم، خطاها، تغییرات وضعیت و غیره در لیست رویدادها برای تجزیه و تحلیل پرسنل تعمیر و نگهداری ثبت می شود.
5. ساعت و حفظ داده ها
همگام سازی ساعت: ساعت داخلی واحد را می توان از طریق رابط گذرگاه شی با سیستم مانیتورینگ ایستگاه فرعی همگام کرد یا به ساعت رادیویی متصل کرد و از دقت زمان برای همه سوابق رویدادهای سیستم اطمینان حاصل کرد.
حفظ اطلاعات: مجهز به خازن طلایی است که در طول یک قطع کوتاه برق کمکی سیستم، توان پشتیبان را برای حافظه فراهم می کند و اطمینان می دهد که لیست رویدادها و داده های ضبط کننده اختلال از بین نمی روند.
3. اصل کار
عملکرد 216VC62A یک فرآیند پیچیده، مداوم و چند وظیفه ای است که با سخت افزار تعامل نزدیک دارد. جریان عملیاتی آن را می توان به مراحل کلیدی زیر تقسیم کرد:
1. راه اندازی و راه اندازی سیستم
هنگامی که برق کمکی سیستم از طریق سوکت RESET یا پس از تنظیم مجدد روشن می شود، 216VC62A دنباله راه اندازی خود را آغاز می کند. ابتدا یک خودآزمایی سخت افزاری انجام می دهد و بررسی می کند که آیا پردازنده، حافظه و رابط گذرگاه عادی هستند یا خیر. متعاقباً، برنامه تشخیصی شروع می شود و پیکربندی و وضعیت سایر واحدهای الکترونیکی در سیستم را از طریق گذرگاه B448C جویا می شود تا اطمینان حاصل شود که چیدمان سخت افزار واقعی با پیکربندی از پیش تعریف شده در نرم افزار مطابقت دارد. اگر پیکربندی درست باشد و هیچ نقص سخت افزاری وجود نداشته باشد، وضعیت سیستم روی 'بدون خطا' تنظیم می شود و برنامه حفاظت اصلی شروع به اجرا می کند. این فرآیند یک رکورد رویداد 'شروع سیستم سرد' یا 'شروع سیستم گرم' ایجاد می کند.
2. چرخه اکتساب و پردازش داده ها
در طول عملیات عادی، سیستم وارد یک حلقه پردازش پیوسته می شود:
اکتساب داده ها: 216VC62A به صورت دوره ای مقادیر نمونه دیجیتالی را برای همه کانال های اندازه گیری (به عنوان مثال، جریان های سه فاز، ولتاژها) از واحد ورودی آنالوگ 216EA61 از طریق گذرگاه B448C دریافت می کند. به طور همزمان، وضعیت تمام سیگنال های باینری خارجی از واحدهای ورودی باینری 216DB61 و 216EB61 را نیز می خواند.
پردازش و محاسبه داده ها: داده های خام به دست آمده برای محاسبه به ماژول های تابع حفاظت فعال مربوطه وارد می شود. به عنوان مثال، ماژول حفاظت دیفرانسیل مجموع برداری (جریان دیفرانسیل) جریان ها را از طرف های مختلف محاسبه می کند و آن را با مقدار تنظیم مقایسه می کند. ماژول اضافه جریان مقدار فعلی RMS را محاسبه می کند و آن را بر اساس زمان معین یا منحنی های مشخصه زمان معکوس ارزیابی می کند.
عملیات منطقی: در عین حال، توابع منطقی پیچیده که توسط کاربر از طریق نرم افزار پیکربندی شده اند نیز به صورت موازی اجرا می شوند. این توابع منطقی میتوانند خروجیهای چند عنصر حفاظتی و سیگنالهای ورودی باینری را با استفاده از 'AND'، 'OR', 'NOT' و غیره ترکیب کنند تا کنترل نهایی یا خروجی سیگنال تولید کنند.
3. تصمیم حفاظت و خروجی فرمان
هنگامی که نتیجه محاسبه یک تابع حفاظتی با شرایط عملیاتی آن مطابقت دارد:
تولید سیگنال: این تابع یک فرمان سفر یا نشانگر سیگنال تولید می کند.
Command Assignment: با توجه به نگاشت نرم افزاری از پیش پیکربندی شده، این دستور به طور خودکار به کانال خروجی تعیین شده هدایت می شود. به عنوان مثال، فرمان سفر حفاظت دیفرانسیل به کانال CHO01 یک واحد 216DB61 ارسال می شود. در حالی که یک سیگنال اضافه جریان به کانال CHO10 یک واحد 216AB61 ارسال می شود.
انتشار اتوبوس: 216VC62A این دستورات خروجی را به عنوان بسته های داده از طریق گذرگاه B448C به واحدهای خروجی مربوطه منتشر می کند (216AB61 برای سیگنال ها، 216DB61 برای خاموش کردن).
4. ارتباطات و تعامل خارجی
Cyclic Data Handling: در حین پردازش منطق حفاظتی، رابط های ارتباطی 216VC62A نیز به طور مداوم کار می کنند. به درخواستهای رابط کاربری قابل حمل پاسخ میدهد (مثلاً خواندن اندازهگیریها، تغییر تنظیمات)، یا تبادل اطلاعات دورهای با سیستم نظارت برتر، بارگذاری اندازهگیریها، وضعیت، اطلاعات رویداد، و دریافت فرمانهای کنترل یا تغییرات تنظیم از راه دور انجام میدهد.
مدیریت داده های اختلال: هنگامی که یک رکورد اختلال ایجاد می شود، واحد ذخیره سازی داده های ضبط شده را مدیریت می کند. پرسنل تعمیر و نگهداری می توانند بعداً این داده ها را از طریق رابط کاربری یا رابط ارتباطی برای تجزیه و تحلیل دقیق خطا بخوانند.
5. خود نظارت مستمر و پاسخ به خطا
Watchdog: این واحد دارای یک تایمر سگ نگهبان است. برنامه اصلی باید به صورت دوره ای (حداقل هر 50 میلی ثانیه) آن را بازنشانی کند. اگر برنامه به طور غیرعادی اجرا شود ('runs away') و نتواند به موقع نگهبان را بازنشانی کند، وقفه زمانی زمان سنج باعث بازنشانی پردازنده می شود که باعث 'شروع گرم سیستم' و ضبط یک رویداد 'خطای نرم افزار' یا 'Watchdog Time-out' می شود.
تست حافظه: برنامه تشخیصی به صورت دوره ای RAM، EPROM و EEPROM خود را آزمایش می کند تا از یکپارچگی داده ها اطمینان حاصل کند.
Status Aggregation: به طور مداوم اطلاعات ثبت وضعیت دستگاه را که از طریق اتوبوس از سایر واحدها ارسال می شود دریافت می کند. به محض شناسایی هر واحدی که خطا را گزارش میکند، فوراً تأثیر این خطا را بر ایمنی کلی سیستم ارزیابی میکند، وضعیت سیستم را بهروزرسانی میکند (مثلاً به 'خطای فوری')، و سیگنالهای هشدار راه دور مربوطه را از طریق خطوط گذرگاه SML و CK فعال میکند (به عنوان مثال، باعث میشود CHO01 و CHO02 216AB61 دوباره تنظیم شود).
4. معماری سخت افزار
عملکرد قدرتمند 216VC62A از طراحی سخت افزاری پیشرفته آن ناشی می شود:
واحد پردازش مرکزی (CPU): از یک پردازنده Intel 80486 DX-2 با فرکانس 50 مگاهرتز استفاده می کند که قدرت محاسباتی کافی را برای اجرای الگوریتم های حفاظتی پیچیده و کارهای بلادرنگ فراهم می کند.
سلسله مراتب حافظه:
حافظه برنامه: 4 مگابایت فلش EPROM، برای ذخیره سازی دائمی کتابخانه نرم افزار حفاظتی و عملکرد منطقی استفاده می شود.
حافظه اصلی: 2 مگابایت RAM که به عنوان حافظه زمان اجرا برای برنامه ها عمل می کند.
حافظه داده: 2 مگابایت فلش EEPROM، برای ذخیره تنظیمات کاربر، تنظیمات، رویدادها و داده های ضبط کننده اختلال استفاده می شود. این حافظه توسط خازن طلایی در هنگام افت توان نگهداری می شود.
حافظه رابط باس: 64 کیلوبایت DPM/RAM، برای تبادل سریع داده با گذرگاه B448C استفاده می شود.
رابط های ارتباطی:
رابط پنل جلو RS-232: برای اتصال رابط کاربری قابل حمل.
رابط اتوبوس SPA: رابط RS-232 ثابت.
اسلات PCMCIA: برای گسترش پروتکل های LON Bus یا MVB Bus.
منبع تغذیه: منبع تغذیه کمکی 24 ولت DC که از طریق باس B448C ارائه می شود.
5. نمایش پانل جلو و عملیات
شاخص ها:
ال ای دی AL قرمز: نشان دهنده خطا/آلارم واحد داخلی است.
LED زرد MST: هنگامی که دستگاه در نقش اصلی به گذرگاه B448C دسترسی پیدا می کند، چشمک می زند یا روشن می شود.
LED های زرد L1، L2: وضعیت سیستم را نشان می دهد (L1/L2: خاموش/خاموش=بدون خطا؛ روشن/خاموش=خطای فوری؛ روشن/روشن=خطای مرگبار).
LED های L3، L4 زرد: نشان دهنده وضعیت ارتباط با رابط کاربری (L3=Transmit، L4=Receive).
LED L5 زرد: به محض دریافت تلگرام چشمک LON Bus چشمک می زند.
LED L6 زرد: در حین عملیات نوشتن در Flash EEPROM روشن می شود.
سوکت های عملیاتی:
PSV: قرار دادن پین کوتاه، عملکرد دستگاه را مسدود می کند و آن را در حالت غیرفعال قرار می دهد.
RESET: با قرار دادن پین کوتاه، برنامه مجدداً راه اندازی می شود، تمام واحدها دوباره راه اندازی می شوند، اما لیست رویدادها از بین نمی رود.
6. کاربرد و اهمیت
216VC62A کلید RE است. 216 سیستم به 'پیکربندی' و 'انطباق پذیری' خود دست می یابد. از طریق پیکربندی نرم افزاری در این واحد، همان پلت فرم سخت افزاری را می توان به یک سیستم حفاظتی سفارشی برای ژنراتورهای آبی کوچک، مجموعه های بزرگ مولد برق حرارتی، موتورهای سنکرون بزرگ، ترانسفورماتورهای قدرت مهم یا فیدرهای ولتاژ بالا تبدیل کرد. قابلیتهای ارتباطی قدرتمند آن، آن را به یک گره هوشمند در پست دیجیتال مدرن تبدیل میکند که امکان اتصال اطلاعات و نگهداری از راه دور را فراهم میکند. بنابراین، درک و تسلط بر عملکردها و اصول 216VC62A برای کاربرد صحیح، تعمیر و نگهداری و عیب یابی کل سیستم REG 216/REC 216 بسیار مهم است.
