IS200VVIBH1C कंपन मॉनिटर बोर्ड GE मार्क VI टरबाइन नियंत्रण प्रणाली के भीतर एक मुख्य कंपन निगरानी और सुरक्षा घटक है। सिस्टम के 'स्टेथोस्कोप' के रूप में कार्य करते हुए, इसे विशेष रूप से टरबाइन मशीनरी के महत्वपूर्ण हिस्सों (जैसे बीयरिंग, शाफ्ट जर्नल और थ्रस्ट कॉलर) से विभिन्न कंपन और स्थिति संकेतों को प्राप्त करने, संसाधित करने और विश्लेषण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह बोर्ड टीवीआईबी या डीवीआईबी टर्मिनल बोर्ड के माध्यम से 14 संगत प्रकार के बेंटली नेवादा® जांच (निकटता जांच, वेग सेंसर, एक्सेलेरोमीटर, भूकंपीय ट्रांसड्यूसर और कीफ़ेसर® जांच सहित) से जुड़ता है, जिससे टरबाइन परिचालन स्थिति की निरंतर, उच्च-सटीक निगरानी सक्षम होती है। इसका मुख्य मिशन उपकरण क्षति को रोकना और असामान्य यांत्रिक कंपन और स्थितिगत परिवर्तनों का पता लगाकर और समय पर अलार्म या यहां तक कि ट्रिप सिग्नल जारी करके बड़ी घूर्णन मशीनरी के सुरक्षित और स्थिर संचालन को सुनिश्चित करना है। चाहे गैस या भाप टरबाइन के लिए, वीवीआईबी बुनियादी सुरक्षा से लेकर उन्नत कंपन विश्लेषण तक एक संपूर्ण समाधान प्रदान करता है।
2. मुख्य कार्य एवं विस्तृत सिद्धांत
IS200VVIBH1C की कार्यक्षमता सरल सिग्नल अधिग्रहण से कहीं आगे तक फैली हुई है। इसमें जटिल सिग्नल प्रोसेसिंग एल्गोरिदम और बहुस्तरीय सुरक्षा तर्क शामिल है, इसके सिद्धांत सेंसर प्रौद्योगिकी, डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग और नियंत्रण प्रणाली इंजीनियरिंग के साथ गहराई से एकीकृत हैं।
2.1 मल्टी-चैनल सिग्नल अधिग्रहण और डिजिटलीकरण
यह सभी उन्नत कार्यों की नींव बनाता है। वीवीआईबी एक उच्च-प्रदर्शन, मल्टी-चैनल डेटा अधिग्रहण प्रणाली के रूप में कार्य करता है।
तकनीकी सिद्धांत:
इंटरफ़ेस और विस्तार: एक एकल IS200VVIBH1C प्रोसेसर बोर्ड एक साथ दो टीवीआईबी टर्मिनल बोर्ड से जुड़ सकता है, जिससे कुल निगरानी चैनल 26 तक बढ़ जाते हैं। प्रत्येक टीवीआईबी टर्मिनल बोर्ड 13 चैनल प्रदान करता है: कंपन माप के लिए 8, स्थिति माप के लिए 4, और कीफ़ेसर सिग्नल के लिए 1 समर्पित। यह डिज़ाइन बड़े, बहु-असर वाले रोटार की निगरानी के लिए पर्याप्त इंटरफ़ेस प्रदान करता है।
सिग्नल कंडीशनिंग और बिजली की आपूर्ति: टीवीआईबी टर्मिनल बोर्ड न केवल सिग्नल समाप्ति बिंदु प्रदान करता है बल्कि सक्रिय जांच के लिए आवश्यक -28 वी डीसी उत्तेजना शक्ति भी प्रदान करता है (जैसे निकटता जांच के लिए आवश्यक प्रोक्सिमिटर)। टीएमआर (ट्रिपल मॉड्यूलर रिडंडेंट) सिस्टम में, बिजली को डायोड हाई-सेलेक्ट सर्किट के माध्यम से अनावश्यक बना दिया जाता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि एक भी बिजली आपूर्ति विफलता निगरानी को प्रभावित नहीं करती है। टर्मिनल बोर्ड पर बफर एम्पलीफायर लंबी दूरी के ट्रांसमिशन के बाद सिग्नल अखंडता सुनिश्चित करते हुए, जांच से कच्चे एनालॉग सिग्नल की प्रारंभिक कंडीशनिंग प्रदान करते हैं।
उच्च परिशुद्धता एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण: वातानुकूलित एनालॉग सिग्नल परिरक्षित केबलों के माध्यम से IS200VVIBH1C बोर्ड में प्रेषित होते हैं। IS200VVIBH1C बोर्ड इन सभी इनपुट चैनलों को उच्च गति पर और एक साथ नमूना करने के लिए 16-बिट क्रमिक सन्निकटन ए/डी कनवर्टर (14-बिट प्रभावी रिज़ॉल्यूशन के साथ) का उपयोग करता है। कॉन्फ़िगर किए गए चैनलों की संख्या के आधार पर नमूना दर को गतिशील रूप से समायोजित किया जाता है: 8 या उससे कम कंपन चैनल सक्रिय होने पर 4.6 kHz तेज़ स्कैन मोड का उपयोग किया जाता है, जबकि प्रोसेसिंग लोड को संतुलित करने के लिए 8 से अधिक चैनलों के लिए दर 2.3 kHz तक गिर जाती है। यह एक साथ नमूनाकरण तकनीक सुनिश्चित करती है कि सभी चैनल डेटा एक ही पल में कैप्चर किया जाए, जो बाद के चरण विश्लेषण और सटीक शिखर पहचान के लिए एक महत्वपूर्ण आधार तैयार करता है।
2.2 कंपन और स्थिति पैरामीटर गणना
IS200VVIBH1C के कोर एल्गोरिदम भौतिक रूप से सार्थक इंजीनियरिंग मूल्यों को निकालने के लिए चरणों की एक श्रृंखला के माध्यम से डिजिटलीकृत कच्चे संकेतों को संसाधित करते हैं।
तकनीकी सिद्धांत:
पीक-टू-पीक गणना और फ़िल्टरिंग: कंपन संकेतों (चैनल 1-8) के लिए, IS200VVIBH1C सिग्नल की गतिशील रेंज को पकड़ने के लिए 160-मिलीसेकंड टाइम विंडो का उपयोग करता है। इस विंडो के भीतर, फर्मवेयर लगातार सिग्नल के अधिकतम (Vmax) और न्यूनतम (Vmin) मानों को ट्रैक करता है, उनके अंतर को कच्चे पीक-टू-पीक मान (Vpp) के रूप में गणना करता है। सिग्नल-टू-शोर अनुपात में सुधार करने और विशिष्ट आवृत्ति रेंज को लक्षित करने के लिए, सिग्नल कॉन्फ़िगर करने योग्य डिजिटल फिल्टर से भी गुजरता है। फ़िल्टर प्रकार ( फ़िल्टर टाइप ) को सेंसर प्रकार के आधार पर चुना जा सकता है, जिसमें कोई नहीं, कम-पास, उच्च-पास, या बैंड-पास शामिल है। भूकंपीय और वेग ट्रांसड्यूसर के लिए, 8-पोल खड़ी क्षीणन वाले फिल्टर को आवृत्ति प्रतिक्रिया को सटीक रूप से आकार देने के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।
गैप/पोजीशन डीसी घटक निष्कर्षण: निकटता जांच के लिए, आउटपुट सिग्नल में एक डीसी घटक (औसत अंतराल या स्थिति का प्रतिनिधित्व) और एक एसी घटक (कंपन का प्रतिनिधित्व) होता है। IS200VVIBH1C रोटर अक्षीय स्थिति, अंतर विस्तार और विलक्षणता जैसे स्थिति निगरानी कार्यों के लिए डीसी घटक को सुचारू रूप से निकालने के लिए 8 हर्ट्ज कटऑफ आवृत्ति के साथ दूसरे क्रम के कम-पास फिल्टर का उपयोग करता है।
इंजीनियरिंग यूनिट स्केलिंग: परिकलित वोल्टेज मान (चाहे एसी वीपीपी या डीसी वीगैप) को उपयोगकर्ता द्वारा कॉन्फ़िगर किए गए स्केलिंग कारकों (वीआईबी_स्केल) और ऑफसेट (स्केलऑफ) का उपयोग करके भौतिक रूप से सार्थक इंजीनियरिंग इकाइयों में परिवर्तित किया जाता है, उदाहरण के लिए, विस्थापन के लिए मिल और वेग के लिए इंच/सेकंड (इंच/सेकंड)। यह नियंत्रण तर्क और ऑपरेटरों को माप की सीधे व्याख्या करने की अनुमति देता है।
2.3 कीफ़ेसर प्रसंस्करण और गति मापन
चैनल 13 को विशेष रूप से कीफ़ेसर सिग्नल को संसाधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो उन्नत कंपन विश्लेषण की आधारशिला है।
तकनीकी सिद्धांत:
कीफ़ेसर सिद्धांत: कीफ़ेसर आम तौर पर एक निकटता जांच है जिसका लक्ष्य शाफ्ट पर कीवे या नॉच होता है। हर बार जब कीवे जांच से गुजरता है, तो अंतराल अचानक बदल जाता है, जिससे एक पल्स सिग्नल उत्पन्न होता है। यह पल्स रोटर की प्रत्येक क्रांति के लिए संदर्भ चरण बिंदु को चिह्नित करता है।
पल्स डिटेक्शन और स्पीड गणना: IS200VVIBH1C प्रत्येक कीफ़ेसर पल्स के बढ़ते किनारे को सटीक रूप से पकड़ने के लिए सॉफ़्टवेयर-समायोज्य हिस्टैरिसीस के साथ एक हार्डवेयर तुलनित्र सर्किट को नियोजित करता है। इन दालों को एफपीजीए (फील्ड-प्रोग्रामेबल गेट ऐरे) में डाला जाता है, जहां आंतरिक काउंटर लगातार दालों के बीच के समय अंतराल को सटीक रूप से मापते हैं। फर्मवेयर इस अंतराल का उपयोग सीधे तात्कालिक रोटर गति (आरपीएम) की गणना करने के लिए करता है। बहुत कम गति पर जहां हार्डवेयर तुलनित्र अविश्वसनीय हो जाता है, रनटाइम कोड दालों की गणना करने के लिए चैनल 13 ( GAP13_KPH1 ) पर गैप सिग्नल का विश्लेषण करता है, जिससे संपूर्ण ऑपरेटिंग रेंज में सटीक गति माप सुनिश्चित होता है।
2.4 उन्नत कंपन विश्लेषण (1X, 2X, और ट्रैकिंग फ़िल्टर)
IS200VVIBH1C सरल समग्र कंपन निगरानी से परे है, जो डायग्नोस्टिक-ग्रेड जानकारी प्रदान करने के लिए कंपन वेक्टर को विघटित करने में सक्षम है।
तकनीकी सिद्धांत:
मॉड्यूलेशन और फ़िल्टरिंग: कच्चे कंपन संकेत (उदाहरण के लिए, चैनल 1 से) को कीफ़ेसर सिग्नल (1X या 2X चलने की गति पर) से प्राप्त साइन और कोसाइन संदर्भ संकेतों से गुणा किया जाता है। यह प्रक्रिया 1X (या 2X) आवृत्ति पर कंपन घटक को डीसी स्तर पर 'डाउन-कन्वर्ट' करती है, जबकि अन्य फ्रीक्वेंसी घटकों को उच्च आवृत्तियों में 'अप-कन्वर्ट' किया जाता है।
वेक्टर निष्कर्षण: गुणित सिग्नल बेहद कम कटऑफ आवृत्ति (0.25 हर्ट्ज) 4-पोल लो-पास फिल्टर से गुजरते हैं, जो सभी उच्च-आवृत्ति शोर को हटा देता है, अंततः 1X कंपन वेक्टर के इन-फेज (वास्तविक) और क्वाडरेचर (काल्पनिक) भागों का प्रतिनिधित्व करने वाले दो डीसी सिग्नल आउटपुट करता है।
परिमाण और चरण गणना: 1X कंपन का शिखर परिमाण (Vib1Xy) वास्तविक और काल्पनिक भागों के वर्गों के योग के वर्गमूल की गणना करके प्राप्त किया जाता है। कीफ़ेसर पल्स के सापेक्ष कंपन वेक्टर का चरण कोण (Vib1xPHy) काल्पनिक भाग और वास्तविक भाग के अनुपात के आर्कटेंजेंट की गणना करके प्राप्त किया जाता है। रोटर असंतुलन या गलत संरेखण के अभिविन्यास को निर्धारित करने के लिए इस चरण की जानकारी महत्वपूर्ण है।
1X और 2X कंपन घटक विश्लेषण: यह फ़ंक्शन (1X) या दोगुनी (2X) चलने वाली गति के साथ समकालिक कंपन घटकों के परिमाण और चरण को निर्धारित करता है। इसका मूल सिंक्रोनस डिमॉड्यूलेशन (फेज-लॉक एम्प्लीफिकेशन) तकनीक है।
ट्रैकिंग फ़िल्टर: यह फ़ंक्शन एलएम श्रृंखला गैस टर्बाइन जैसे अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जो एक्सेलेरोमीटर का उपयोग करते हैं। इसका सिद्धांत 1X/2X विश्लेषण के समान है, लेकिन कीफ़ेसर आवृत्ति पर लॉक करने के बजाय, यह LM_RPM_A, B, C ) को गतिशील रूप से ट्रैक कर सकता है, नियंत्रक द्वारा प्रदान किए गए तीन स्वतंत्र गति संकेतों ( LMVibxA, B, C ) को डिमोडुलेट कर सकता है। वास्तविक समय में इन तीन विशिष्ट गति पर कंपन आयाम ( महत्वपूर्ण गति से गुजरते समय मल्टी-शाफ्ट इकाइयों या कंपन व्यवहार की निगरानी के लिए यह बेहद उपयोगी है।
2.5 मल्टी-लेयर सुरक्षा और सीमा जांच
सभी संसाधित डेटा अंततः सुरक्षा कार्य करता है।
तकनीकी सिद्धांत:
विन्यास: उपयोगकर्ता ( SysLimxEnable ) को सक्षम कर सकते हैं, सीमा मान ( SysLimitx ) सेट कर सकते हैं, चेक प्रकार (SysLimxType से अधिक या बराबर या उससे कम या बराबर, SysLimxType ) का चयन कर सकते हैं, और यह तय कर सकते हैं कि लगाना है या नहीं । SysLimxLatch ) प्रत्येक सीमा ब्लॉक के लिए ( लैचिंग फ़ंक्शन का मतलब है कि एक बार ट्रिगर होने पर, अलार्म स्थिति मैन्युअल रूप से रीसेट होने तक बनी रहेगी, यह सुनिश्चित करते हुए कि असामान्य स्थिति छूट न जाए।
अनुप्रयोग: इन सीमाओं का उपयोग विभिन्न स्तरों के अलार्म (चेतावनी) और खतरनाक यात्राओं (ट्रिप) को ट्रिगर करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, लिमिट1 से अधिक का कंपन मान रखरखाव कर्मियों को सचेत करने के लिए एक चेतावनी अलार्म को ट्रिगर कर सकता है, जबकि उच्च लिमिट2 से अधिक होने पर सीधे आपातकालीन शटडाउन के लिए यूनिट ट्रिप शुरू हो जाएगी।
सिस्टम सीमा की जाँच: प्रत्येक कंपन और स्थिति चैनल दो पूरी तरह से कॉन्फ़िगर करने योग्य सिस्टम सीमा ब्लॉकों से सुसज्जित है।
इंटेलिजेंट फॉल्ट लॉजिक: सिस्टम में इंटेलिजेंट इंटरलॉक लॉजिक शामिल है। उदाहरण के लिए, यदि डीसी घटक पर आधारित एक जांच दोष का पता लगाया जाता है (उदाहरण के लिए, खुला या शॉर्ट सर्किट), तो सिस्टम एसी घटक के आधार पर कंपन यात्रा को रोक सकता है, जिससे सेंसर की विफलता के कारण होने वाले गलत शटडाउन को रोका जा सकता है।
3. हार्डवेयर विशिष्टताएँ और इंटरफ़ेस
चैनल क्षमता: कुल 26 निगरानी चैनलों सहित 2 टीवीआईबी टर्मिनल बोर्डों का समर्थन करता है।
जांच संगतता: पूरी तरह से बेंटली नेवादा निकटता, वेग, एक्सेलेरोमीटर, भूकंपीय और कीफ़ेसर जांच का समर्थन करता है।
सिग्नल सैंपलिंग: 16-बिट ए/डी कनवर्टर, सैंपलिंग दर 4.6 kHz (एक साथ सैंपलिंग) तक।
बिजली की आपूर्ति: टर्मिनल बोर्डों पर प्रोक्सिमिटर्स के लिए -28 वी डीसी अनावश्यक बिजली प्रदान करता है।
भौतिक इंटरफ़ेस: लैचिंग फास्टनरों के साथ 37-पिन 'डी'-शेल कनेक्टर के माध्यम से वीएमई रैक और टर्मिनल बोर्ड में नियंत्रक के साथ संचार करता है।
आउटपुट इंटरफ़ेस: TVIBH2A टर्मिनल बोर्ड बफ़र किए गए सिग्नलों को सीधे पोर्टेबल डेटा अधिग्रहण उपकरण या स्थायी बेंटली नेवादा 3500 मॉनिटरिंग सिस्टम तक रूट करने के लिए BNC कनेक्टर प्रदान करता है, जो डेटा प्रतिकृति और उन्नत विश्लेषण को सक्षम करता है।
4. निदान एवं रखरखाव
IS200VVIBH1C में मजबूत स्व-निदान और सिस्टम डायग्नोस्टिक क्षमताएं हैं।
हार्डवेयर डायग्नोस्टिक्स: माप सटीकता सुनिश्चित करने के लिए ए/डी कनवर्टर अंशांकन स्तर की लगातार निगरानी करता है; हार्डवेयर गलत कॉन्फ़िगरेशन को रोकने के लिए टर्मिनल बोर्ड आईडी चिप्स की जांच करता है; सीमा से बाहर की स्थितियों (खुले या शॉर्ट सर्किट) के लिए इनपुट संकेतों की निगरानी करता है।
स्थिति संकेत: बिजली, ऑनलाइन स्थिति, संचार लिंक, डायग्नोस्टिक अलार्म और अधिक तापमान चेतावनियों के लिए फ्रंट पैनल एलईडी के माध्यम से सहज स्थिति की जानकारी प्रदान करता है।
सॉफ़्टवेयर डायग्नोस्टिक्स: सभी सिस्टम सीमा स्थितियाँ और जांच दोष जानकारी जैसे चर के माध्यम से मार्क VI नियंत्रक के लिए उपलब्ध हैं L3DIAG_VVIB और समस्या निवारण और ऐतिहासिक डेटा विश्लेषण की सुविधा के लिए वर्कस्टेशनST पर प्रदर्शित और लॉग इन किया जा सकता है।
