Le panneau de déclenchement primaire de turbine aérodérivée GE IS200TRPAH2AGD est un bornier critique pour la sécurité utilisé dans les systèmes de contrôle industriels GE pour les applications de protection des turbines aérodérivées. En tant que membre de la famille des cartes TRPA, la carte de déclenchement primaire pour turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD fournit la fonction de déclenchement principale pour les turbines aérodérivées, en acceptant les entrées de vitesse des dispositifs de fréquence d'impulsion TTL magnétiques passifs ou actifs, en surveillant les tensions des chaînes de déclenchement, en fournissant une entrée d'arrêt d'urgence de sécurité et en pilotant deux sorties de contact de déclenchement votées par TMR vers la bobine de déclenchement du disjoncteur principal.
Le tableau de déclenchement primaire de turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD est identifié par la convention de numérotation des pièces GE utilisée dans toute la gamme de produits de systèmes de contrôle industriels. Le préfixe « IS200 » identifie la carte comme un produit GE Industrial Control Systems, le préfixe « 200 » indiquant spécifiquement que la carte est un assemblage de base. L'acronyme « TRPA » identifie la désignation fonctionnelle de la carte en tant que carte de déclenchement primaire de turbine aérodérivée. La désignation « H2 » identifie le groupe matériel et la variante de puissance nominale du contact de sortie 125 V CC, tandis que le suffixe « AGD » identifie la combinaison d'illustration et de révision fonctionnelle. Tous les chiffres sont importants lors de la commande ou du remplacement d'une carte, car les cartes de différents niveaux de révision peuvent ne pas contenir de matériel identique, et GE garantit la compatibilité ascendante des cartes de remplacement tout en notant que différents niveaux de révision peuvent ne pas contenir de composants identiques.
Le tableau de déclenchement primaire pour turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD est la version H2A de la famille TRPA, fournissant des valeurs nominales de contact de sortie de 125 V CC. La famille TRPA comprend également la version H1A avec des valeurs nominales de contact de sortie 24 V CC, ainsi que les versions certifiées de sécurité S1A et S2A qui sont certifiées CEI 61508 avec le pack d'E/S YTUR. La carte est compatible avec le système de contrôle Mark VIe utilisant le pack E/S IS220PTUR, mais n'est pas compatible avec le contrôle de sécurité Mark VIeS utilisant le pack E/S IS200YTUR, car les versions H1A et H2A ne sont pas certifiées en matière de sécurité. La version H2A est destinée aux applications qui nécessitent des tensions de bobine de déclenchement et de chaîne de déclenchement de 125 V CC, qui sont courantes dans les grandes installations de turbines aéronautiques.
Cette introduction au produit fournit des informations techniques détaillées, des descriptions fonctionnelles, des affectations de connecteurs, des conseils de configuration et des spécifications complètes pour le tableau de déclenchement primaire de turbine aérodérivée GE IS200TRPAH2AGD, servant de référence essentielle pour les ingénieurs de systèmes de contrôle, les techniciens de maintenance et les intégrateurs de systèmes travaillant avec les équipements de contrôle industriel GE.
Architecture fonctionnelle et traitement du signal
La carte de déclenchement primaire pour turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD est construite autour d'une architecture robuste à triple redondance modulaire (TMR) qui fournit la fonction de déclenchement principale pour la turbine aérodérivée. La carte remplit plusieurs fonctions distinctes qui, ensemble, garantissent une protection fiable et sûre de la turbine, notamment la détection de vitesse, la surveillance de la tension des chaînes de déclenchement, la gestion de l'arrêt d'urgence et la sortie de relais de déclenchement votée par TMR.
La carte accepte douze dispositifs de fréquence d'impulsion passifs, quatre par section R, S et T, détectant une roue dentée pour mesurer la vitesse de la turbine, ou bien six entrées de fréquence d'impulsion actives, deux par section TMR. Cette capacité de mesure de vitesse permet à la carte de détecter les conditions de survitesse et d'initier la fonction de déclenchement primaire lorsque la vitesse de la turbine dépasse la limite de fonctionnement sûre. Les entrées de vitesse sont configurées à l'aide des cavaliers JP1 et JP2, qui sélectionnent la ventilation des capteurs de fréquence d'impulsion de la section R vers les packs S et TI/O, offrant ainsi une flexibilité dans la disposition du câblage des entrées de vitesse.
La carte fournit deux contacts de sortie à vote TMR de 24 V CC (H1A) ou 125 V CC (H2A) à la bobine du disjoncteur principal pour la bobine de déclenchement. Les relais de déclenchement sont constitués d'ensembles de six dispositifs individuels de forme A disposés selon un modèle de vote, de sorte que deux contrôleurs qui votent pour la fermeture établissent un chemin de conduction à travers l'ensemble. La détection d'un relais en court-circuit étant importante pour préserver la fiabilité du déclenchement, un circuit de détection est appliqué à chacun des ensembles de relais. Lorsque les relais reçoivent l'ordre de s'ouvrir et qu'une tension est présente aux bornes des relais, le circuit détectera si un ou plusieurs relais sont en court-circuit, et ce signal sera transmis au pack d'E/S pour créer une alarme. Le circuit de détection utilise les commandes de relais des trois packs pour éviter une fausse indication dans le cas où un pack d'E/S vote pour fermer le relais tandis que les deux autres packs d'E/S votent pour l'ouvrir.
La carte comprend quatre circuits de détection de tension 24-125 V CC pour surveiller la chaîne de déclenchement. Étant donné que le circuit de la chaîne de déclenchement n'est pas fixe, le TRPA comporte quatre entrées de capteur de tension isolées à usage général qui peuvent être utilisées pour surveiller n'importe quel point du système de déclenchement et transmettre l'état de la tension au contrôleur du système où une action peut être entreprise. L'utilisation typique de ces entrées peut consister à détecter la tension d'alimentation des deux chaînes de déclenchement et à détecter la tension du solénoïde du dispositif piloté par les relais.
La carte comprend une entrée d'arrêt d'urgence à sécurité intégrée de 24 à 125 V CC pour couper l'alimentation des relais de déclenchement. La fonction d'arrêt d'urgence consiste en un circuit d'entrée optiquement isolé conçu pour une entrée CC dans la plage de 24 V à 125 V nominal. Lorsqu'il est sous tension, le circuit active l'alimentation de bobine dans les circuits de relais R, S et T via des chemins matériels indépendants. Le temps de réponse de ce circuit est inférieur à cinq millisecondes et, combiné au temps de réponse des relais de déclenchement inférieur à une milliseconde, cela donne une réponse d'arrêt d'urgence très rapide. L'arrêt d'urgence est surveillé par le pack d'E/S, mais l'action visant à couper l'alimentation de la bobine du relais de déclenchement est entièrement intégrée au matériel du TRPA, fournissant ainsi une fonction de sécurité matérielle qui ne dépend pas du logiciel.
Conception du système et modes de fonctionnement
Le tableau de déclenchement primaire de turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD est conçu pour être utilisé dans deux configurations de système différentes, offrant une flexibilité dans l'architecture de protection de la turbine.
Dans la première configuration, un bornier TTUR est utilisé pour contenir trois packs d'E/S, et le bornier TRPA peut être connecté à l'aide de trois câbles avec des connecteurs à broches DC-37 à chaque extrémité. Dans ce mode de fonctionnement, le TRPA fournit deux sorties de relais de déclenchement à vote par contact, un arrêt d'urgence et quatre capteurs de tension, tandis que le TTUR fournit l'ensemble normal de fonctionnalités décrites pour cette carte, notamment des entrées de vitesse, des relais de synchronisation et des retours de tension de bus et de générateur. Les entrées de vitesse TRPA ne sont pas actives et ne doivent pas être connectées à cette disposition de carte, donc la fonction de mesure de vitesse est assurée par la carte TTUR plutôt que par la TRPA.
Dans la deuxième configuration, la carte TRPA peut être utilisée avec trois packs d'E/S montés directement dessus. Dans ce mode de fonctionnement, les entrées de vitesse du TRPA deviennent des chemins actifs dans le pack d'E/S, permettant une solution de déclenchement primaire sur un seul bornier. Le fonctionnement simplex n'est pas possible dans cette configuration, car l'architecture TMR nécessite que les trois packs d'E/S soient présents pour que les fonctions de vote et de redondance fonctionnent correctement.
Les entrées de vitesse de la carte de déclenchement primaire de turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD offrent deux options lorsqu'elles sont utilisées avec des packs d'E/S montés directement sur le TRPA. Chaque pack d'E/S peut recevoir un ensemble dédié de quatre entrées de vitesse depuis ses points terminaux TRPA respectifs, comme c'est le cas sur le TTUR. Alternativement, les cavaliers P1 et P2 peuvent être placés sur le TRPA pour prendre les quatre premières entrées de vitesse, celles du pack R, et les ventiler vers les packs S et T. Lorsque cette option est sélectionnée, les points du bornier pour les entrées de vitesse S et T deviennent sans connexion et ne doivent pas être utilisés.
Le tableau de configuration des cavaliers pour les connexions des entrées de vitesse définit plusieurs dispositions possibles. Lors du câblage des douze entrées d'impulsions, PR1_R à PR4_T, chaque ensemble de quatre entrées d'impulsions est relié à son propre bloc d'E/S dédié, et les cavaliers ne peuvent pas être utilisés et doivent être placés en position STORE. Lors du câblage vers les entrées d'impulsions TTL, TTL1_R à TTL2_T, chaque ensemble de deux entrées d'impulsions est relié à son propre bloc d'E/S dédié, et les cavaliers ne peuvent pas être utilisés et doivent être placés en position STORE. Lors du câblage uniquement vers les quatre entrées d'impulsions inférieures, PR1_R à PR4_R, sans câblage vers TTL1_R via TTL2_T ou PR1_S via PR4_T, le même ensemble de signaux est diffusé sur tous les packs d'E/S et le cavalier doit être placé sur les paires de broches. Lors du câblage vers les deux entrées d'impulsions inférieures, TTL1_R à TTL2_R, les signaux TTL ne peuvent pas être attisés et seul le pack RI/O recevra des données, le cavalier ne peut donc pas être utilisé et doit être placé en position STORE.
Les sorties de contact du tableau de déclenchement primaire de turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD sont sensibles à la polarité, le circuit doit donc être câblé avec soin pour éviter d'endommager les relais. Il n'y a pas de suppression de contact ou de solénoïde sur la carte, et l'utilisateur doit ajouter une suppression de solénoïde externe pour éviter d'endommager les relais et leurs contacts. Les sorties de contact de la carte sont classées pour la classe NEMA F, avec un minimum de 100 000 opérations.
L'entrée d'arrêt d'urgence et de déclenchement doit être alimentée pour que les relais fonctionnent. Si l'utilisateur n'a pas besoin ou n'utilise pas d'arrêt d'urgence, alors la source d'alimentation de déclenchement locale, P24O et P24R, doit être reliée aux entrées de déclenchement respectives du bornier. L'arrêt d'urgence doit être connecté à une source CC propre, soit une batterie, soit une source CA rectifiée filtrée avec moins de 5 % d'ondulation. Il doit y avoir un minimum de 18 V CC aux entrées de déclenchement pour un fonctionnement correct. Le courant requis est maintenu faible pour minimiser la chute sur les longs câbles. Étant donné que l'entrée de déclenchement est très rapide, moins de 5 millisecondes, et que les contacts du relais de sortie sont également rapides, moins de 15 millisecondes, les meilleures pratiques de câblage doivent être utilisées pour éviter un mauvais fonctionnement, en utilisant un câble à paire torsadée lorsque cela est possible et en évitant de fonctionner avec un câblage CA.
Le signal d'arrêt d'urgence signalé dans l'onglet ToolboxST E-Stop est verrouillé par le micrologiciel et nécessite une réinitialisation générale pour effacer cet état. Un vrai indique un circuit d'arrêt d'urgence terminé, tandis qu'un faux indique une perte de l'arrêt d'urgence depuis la dernière réinitialisation générale, et non l'état actuel du circuit d'arrêt d'urgence.
Installation et câblage
Le tableau de déclenchement primaire de turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD est conçu pour une installation et un câblage sur site simples. Les capteurs de fréquence d'impulsion TTL, la détection de tension, l'arrêt d'urgence et le relais du disjoncteur sont câblés au bornier d'E/S TB1, tandis que les capteurs de fréquence d'impulsion passifs sont câblés au TB2. Chaque bloc est maintenu avec deux vis et comporte 24 bornes acceptant jusqu'à des fils #12 AWG, et une bande de terminaison de blindage fixée à la masse du châssis est située immédiatement à gauche de chaque bornier, assurant un blindage et une mise à la terre appropriés du câblage sur site.
Dans les applications 240 V CA, il est important de ne pas interconnecter par inadvertance les tensions 240 V CA et CC, car la tension de crête dépasserait la valeur nominale du Transorb et entraînerait une panne. La plupart des alimentations CA fonctionnent avec un neutre mis à la terre, et si une connexion involontaire entre le 125 V CC et la tension CA est créée, la somme de la tension de crête CA et du 125 V CC est appliquée au Transorb connecté entre le CC et la terre. Cependant, dans les applications 120 V CA, le calibre Transorb peut résister à la tension de crête sans provoquer de panne.
La taille de la carte est de 33,0 cm de haut sur 17,8 cm de large (13 po x 7 po) et les borniers peuvent être débranchés du bornier pour la maintenance. La carte comprend un connecteur de type DC-62 broches pour les packs d'E/S et des connecteurs DC-37 broches avec attaches de verrouillage pour les câbles vers JR4, JS4 et JT4 vers le TTUR, pour uniquement les contacts de déclenchement, l'arrêt d'urgence et les circuits de détection de tension.
Diagnostic et détection de défauts
Le tableau de déclenchement primaire de turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD offre des capacités de diagnostic complètes qui facilitent la vérification du système et l'isolation des défauts. Le retour du détecteur de contact en court-circuit est vérifié et s'il y a un problème avec le signal de commande, une alarme doit être créée. Le retour de l'entrée d'arrêt d'urgence et de déclenchement est vérifié et s'il y a un problème avec le signal, un défaut doit être créé. Le retour des cavaliers de ventilation du capteur de vitesse est vérifié, et s'il y a une inadéquation entre l'intention et la position réelle, une alarme doit être créée.
Si l'un de ces signaux devient défectueux, une alarme de diagnostic composite se produit et les signaux de diagnostic peuvent être verrouillés individuellement puis réinitialisés avec le signal RESET_DIA s'ils deviennent sains. Les connecteurs du bornier ont leur propre périphérique d'identification qui est interrogé par le pack d'E/S, le périphérique d'identification étant une puce en lecture seule codée avec le numéro de série du bornier, le type de carte, le numéro de révision et l'emplacement de la fiche. Lorsque la puce est lue par le pack d'E/S et qu'une incompatibilité est rencontrée, un défaut d'incompatibilité matérielle est créé, empêchant le système de fonctionner avec un matériel incorrect ou incompatible.
Configuration
La carte de déclenchement primaire de turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD est configurée à l'aide des cavaliers JP1 et JP2, qui sélectionnent la ventilation des quatre capteurs de vitesse passifs de la section R vers les packs d'E/S des sections S et T. Placer le cavalier sur les paires de broches ventile les quatre entrées de vitesse R vers les deux autres sections TMR, tandis que laisser les cavaliers en position STORE préserve les entrées de vitesse dédiées pour chaque section. La configuration doit être vérifiée par rapport au câblage du système et au mode de fonctionnement prévu pour garantir le bon fonctionnement des fonctions de mesure de vitesse et de déclenchement.
Adéquation des applications et intégration du système
Le panneau de déclenchement primaire de turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD est un composant essentiel du système de protection de turbine aérodérivée, fournissant la fonction de déclenchement principale qui protège la turbine des conditions de survitesse et d'autres événements dangereux. L'architecture TMR de la carte, avec trois packs d'E/S et un vote sur les sorties relais de déclenchement, offre la tolérance aux pannes et la haute disponibilité requises pour une fonction de protection critique en matière de sécurité.
La capacité de mesure de vitesse de la carte, avec douze dispositifs de fréquence d'impulsion passive ou six entrées de fréquence d'impulsion TTL actives, permet de mesurer la vitesse de la turbine de manière redondante sur les trois sections TMR, garantissant ainsi qu'une condition de survitesse est détectée même en cas de défaillance d'un capteur de vitesse. Les quatre circuits de détection de tension de la carte permettent de surveiller les tensions des chaînes de déclenchement en plusieurs points, offrant ainsi une visibilité diagnostique sur l'état du système de déclenchement. La fonction d'arrêt d'urgence matérielle de la carte constitue un moyen rapide et fiable de couper l'alimentation des relais de déclenchement, indépendamment du logiciel et des packs d'E/S.
Dans la configuration basée sur TTUR, le TRPA fournit les sorties relais de déclenchement, l'arrêt d'urgence et les capteurs de tension, tandis que le TTUR fournit les entrées de vitesse et les fonctions de synchronisation et de retour de tension. Dans la configuration à montage direct, le TRPA fournit la solution complète de déclenchement primaire, avec les entrées de vitesse, les sorties relais de déclenchement, l'arrêt d'urgence et les capteurs de tension, tous intégrés dans un seul bornier.
Les sorties de contact de la carte sont sensibles à la polarité et l'utilisateur doit ajouter une suppression de solénoïde externe pour protéger les relais et leurs contacts. L'entrée d'arrêt d'urgence doit être connectée à une source CC propre et le câblage doit suivre les meilleures pratiques pour éviter un mauvais fonctionnement des circuits de relais d'entrée et de sortie à déclenchement rapide.
Maintenance et cycle de vie
Le panneau de déclenchement primaire de turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD est conçu pour une longue durée de vie avec un minimum d'entretien. La carte contient les relais de déclenchement comme seules pièces mobiles, et sa construction robuste et sa technologie de montage en surface garantissent une fiabilité élevée dans un fonctionnement industriel continu. La maintenance de routine consiste en une inspection visuelle périodique de la carte, des borniers et du câblage, en une vérification que les tensions des chaînes de déclenchement sont conformes aux spécifications et en une confirmation que les bornes du blindage sont correctement connectées.
Les fonctionnalités de diagnostic de la carte, notamment le retour du détecteur de contact en court-circuit, le retour d'entrée d'arrêt d'urgence, le retour du cavalier de ventilation du capteur de vitesse et la puce d'identification intégrée, simplifient le dépannage et garantissent que la carte appropriée est installée à chaque emplacement. Si le détecteur de contact en court-circuit identifie un relais en court-circuit, une alarme est créée, alertant le technicien de maintenance d'une perte potentielle de fiabilité de déclenchement. Si le retour d'information de l'entrée d'arrêt d'urgence indique un problème, un défaut est créé, alertant l'opérateur d'une perte potentielle de la fonction d'arrêt d'urgence.
Si la carte doit être remplacée, le processus est simple. Après avoir mis hors tension l'équipement associé et vérifié qu'il n'y a pas d'alimentation, les borniers enfichables doivent être étiquetés et retirés, et la carte doit être retirée de son support. La carte de remplacement doit être installée dans la même position, les cavaliers JP1 et JP2 réglés pour correspondre à la configuration d'origine et les borniers reconnectés comme indiqué avant de remettre le système en service.
GE Industrial Control Systems garantit la compatibilité de ses cartes de remplacement, même si les cartes de différents niveaux de révision peuvent ne pas contenir de matériel identique. Lors de la commande d'un tableau de déclenchement principal de turbine aérodynamique IS200TRPAH2AGD de remplacement, fournissez le numéro de pièce complet et la description, le numéro de série du variateur ou du système et le numéro de liste de matériaux (ML). L'usine peut remplacer les versions ultérieures en fonction de la disponibilité et des améliorations de conception, mais la compatibilité ascendante des cartes de remplacement est garantie.
Conclusion
Le tableau de déclenchement primaire de turbine aérodérivée GE IS200TRPAH2AGD est un module de protection fiable, robuste et critique en matière de sécurité pour les applications de turbine aérodérivée de GE Industrial Control Systems. Ses douze entrées de vitesse passives ou six entrées de vitesse actives, ses deux sorties de contact de déclenchement votées TMR avec une tension nominale de 125 V CC, ses quatre circuits de détection de tension isolés, sa fonction d'arrêt d'urgence basée sur le matériel et ses diagnostics complets fournissent la mesure de vitesse, la sortie de déclenchement, la surveillance de tension et la fonctionnalité d'arrêt d'urgence requise pour la fonction de déclenchement principale.
Avec ses borniers enfichables, ses connecteurs clairement étiquetés, ses diagnostics complets et sa prise en charge des configurations système basées sur TTUR et à montage direct, le tableau de déclenchement primaire de turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD est conçu pour une installation, une vérification et une maintenance faciles. Soutenu par la fabrication de qualité de GE, son réseau d'assistance mondial et son engagement en faveur de la compatibilité ascendante, le panneau de déclenchement primaire pour turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD continue de fournir les performances, la durabilité et la sécurité que les utilisateurs industriels attendent de GE. Qu'elle soit utilisée dans une nouvelle installation ou en remplacement d'une carte existante, la carte de déclenchement primaire pour turbine aérodérivée IS200TRPAH2AGD fournit la fonctionnalité de déclenchement principale requise pour un fonctionnement fiable et sûr de la turbine aérodérivée.
