IS220PPRAH1A GE मार्क VIe नियंत्रण प्रणाली के भीतर एक महत्वपूर्ण I/O मॉड्यूल है, जिसे आपातकालीन टरबाइन सुरक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह पीपीआरए श्रृंखला का हिस्सा है और, जब TREA टर्मिनल बोर्ड और WREA विकल्प बोर्ड के साथ संयुक्त होता है, तो एक पूरी तरह से स्वतंत्र बैकअप ओवरस्पीड सुरक्षा प्रणाली बनाता है। प्राथमिक नियंत्रण प्रणाली की विफलता की स्थिति में भी विश्वसनीय टरबाइन ट्रिप सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए इस प्रणाली में ट्रिपल मॉड्यूलर रिडंडेंट (टीएमआर) आर्किटेक्चर की सुविधा है।
IS220PPRAH1A में BPPB प्रोसेसर बोर्ड शामिल है और छह स्पीड इनपुट सिग्नल का समर्थन करता है। इन इनपुटों को विभिन्न टरबाइन कॉन्फ़िगरेशन (उदाहरण के लिए, एकल-शाफ्ट, दो-शाफ्ट, तीन-शाफ्ट इकाइयों) के अनुरूप विभिन्न समूहों में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। मॉड्यूल हार्डवेयर और फ़र्मवेयर दोनों में कार्यान्वित सुरक्षा कार्य प्रदान करता है, जिसमें ओवरस्पीड डिटेक्शन, त्वरण/मंदी डिटेक्शन, मुख्य नियंत्रण प्रणाली निगरानी और संपर्क ट्रिप इनपुट प्रोसेसिंग शामिल है। यह गैस टर्बाइन और भाप टर्बाइन जैसी घूमने वाली मशीनरी की सुरक्षा के लिए एक मुख्य घटक है।
सिस्टम आर्किटेक्चर और संगतता
1. सिस्टम घटक
IS220PPRAH1A I/O मॉड्यूल: सिग्नल अधिग्रहण, तर्क प्रसंस्करण और सुरक्षा निर्णयों के लिए जिम्मेदार।
TREA टर्मिनल बोर्ड: रिले आउटपुट, ट्रिप इनपुट इंटरफेस प्रदान करता है, और आपातकालीन स्टॉप (ई-स्टॉप) और ओवरस्पीड सुरक्षा कार्यों का समर्थन करता है।
WREA ऑप्शन बोर्ड: स्पीड सिग्नल रिपीटर आउटपुट के साथ सिस्टम क्षमताओं का विस्तार करता है, जिससे विश्वसनीयता बढ़ती है।
2.संगतता नोट्स
IS220PPRAH1A, PPRAS1A और PPRAS1B वेरिएंट के साथ PPRA श्रृंखला का हिस्सा है। हालाँकि, यह IEC 61508 मानकों के अनुसार प्रमाणित नहीं है और इसलिए इसे सेफ्टी इंटीग्रिटी लेवल (SIL) प्रमाणन की आवश्यकता वाले सुरक्षा लूप में उपयोग नहीं किया जाना चाहिए। एसआईएल-प्रमाणित अनुप्रयोगों के लिए, PPRAS1A या S1B संस्करणों का उपयोग किया जाना चाहिए। PPRAH1A की ऑपरेटिंग तापमान सीमा -30°C से 65°C है, जो इसे सामान्य औद्योगिक वातावरण के लिए उपयुक्त बनाती है।
3.स्थापना आवश्यकताएँ
इसका उपयोग TREA टर्मिनल बोर्ड के साथ किया जाना चाहिए और इसके लिए WREA विकल्प बोर्ड स्थापित करना आवश्यक है।
टीएमआर प्रणाली बनाने के लिए तीन पीपीआरए मॉड्यूल एक साथ स्थापित किए जाने चाहिए; सिंगल या डुअल-पैक ऑपरेशन समर्थित नहीं है।
मॉड्यूल DC-62 पिन कनेक्टर के माध्यम से सीधे TREA बोर्ड में प्लग होता है और थ्रेडेड पोस्ट का उपयोग करके सुरक्षित किया जाता है।
विस्तृत मुख्य कार्य
1. स्पीड इनपुट और सिग्नल प्रोसेसिंग
IS220PPRAH1A छह स्पीड सेंसर इनपुट स्वीकार करता है, जो टरबाइन शाफ्ट व्यवस्था के आधार पर कॉन्फ़िगर करने योग्य है:
दो सेंसरों के तीन समूह (प्रति शाफ्ट दो सेंसर, तीन शाफ्ट तक)
तीन सेंसर के दो समूह (प्रति शाफ्ट तीन सेंसर, दो शाफ्ट तक)
प्रत्येक शाफ्ट के लिए वास्तविक गति का प्रतिनिधित्व करने वाले एकल पल्स दर मान को आउटपुट करने के लिए प्रत्येक स्पीड सिग्नल को हाई सेलेक्ट या मेडियन सेलेक्ट एल्गोरिदम के माध्यम से संसाधित किया जाता है। मॉड्यूल एक ही शाफ्ट पर सेंसर के बीच अंतर का पता लगाता है। यदि अंतर एक कॉन्फ़िगर करने योग्य सीमा (उदाहरण के लिए, 25 आरपीएम) से अधिक है, तो एक 'दोहरी गति सेंसर बेमेल' डायग्नोस्टिक अलार्म उत्पन्न होता है।
2. ओवरस्पीड प्रोटेक्शन फंक्शन
2.1. फ़र्मवेयर ओवरस्पीड सुरक्षा
प्रोग्रामयोग्य तर्क में कार्यान्वित। ओवरस्पीड ट्रिप सेटपॉइंट को सिग्नल स्पेस या स्थानीय कॉन्फ़िगरेशन मान से प्राप्त किया जा सकता है।
ऑनलाइन और ऑफलाइन ओवरस्पीड परीक्षण का समर्थन करता है। परीक्षण के दौरान, यात्रा सेटपॉइंट को अस्थायी रूप से कम किया जा सकता है (कॉन्फ़िगर मूल्य के 94% तक)।
एक सेटपॉइंट अनुबंध जांच शामिल है; यदि गति शून्य होने पर कॉन्फ़िगरेशन मान सिग्नल स्पेस से प्राप्त मान से मेल नहीं खाता है, तो एक त्रुटि घोषित की जाती है, और ऑपरेशन बाधित होता है।
2.2. हार्डवेयर ओवरस्पीड सुरक्षा
पूरी तरह से हार्डवेयर लॉजिक में कार्यान्वित, प्रोसेसर फ़र्मवेयर से स्वतंत्र, 20 एमएस से कम प्रतिक्रिया समय के साथ।
ओवरस्पीड सेटपॉइंट केवल तभी लोड होता है जब मॉड्यूल बूट होता है या पावर-साइकिल होता है और ऑपरेशन के दौरान इसे बदला नहीं जा सकता है।
हार्डवेयर ओवरस्पीड के लिए छह स्पीड इनपुट में से प्रत्येक की व्यक्तिगत रूप से निगरानी की जाती है, जिससे फर्मवेयर विफल होने पर भी सुरक्षा सुनिश्चित होती है।
यात्रा शुरू करने के लिए निर्धारित बिंदु से अधिक होने के लिए दो आसन्न शाफ्ट क्रांतियों की आवश्यकता होती है, जिससे नकली यात्राओं को रोका जा सके।
3. त्वरण और मंदी संरक्षण
मॉड्यूल गति (त्वरण) के परिवर्तन की वास्तविक समय दर की गणना करता है और एक कॉन्फ़िगर करने योग्य त्वरण यात्रा सीमा का समर्थन करता है।
मंदी सुरक्षा 100% प्रति सेकंड की निश्चित यात्रा सीमा का उपयोग करती है और कॉन्फ़िगर करने योग्य नहीं है।
त्वरण की गणना एक विन्यास योग्य अवधि (एक्सेलकैलटाइम, 10-100 एमएस) में दो आसन्न गति नमूनों की तुलना करके की जाती है।
4. असतत संपर्क इनपुट ट्रिप फ़ंक्शन
IS220PPRAH1A चार पृथक पृथक संपर्क ट्रिप इनपुट का समर्थन करता है, जो दो मोड में काम कर सकता है:
डायरेक्ट ट्रिप: अधिकतम गति के लिए फर्मवेयर लॉजिक को दरकिनार करते हुए इनपुट सिग्नल सीधे हार्डवेयर ट्रिप को ट्रिगर करता है।
सशर्त यात्रा: यात्रा की कार्रवाई संचार स्वास्थ्य (नेटवर्क कीप-अलाइव सिग्नल द्वारा इंगित) पर निर्भर करती है। यदि नियंत्रक संचार खो जाता है, तो सशर्त यात्राओं की स्वचालित रूप से अनुमति दी जाती है।
संपर्क बातचीत के कारण झूठी यात्राओं को रोकने के लिए सभी संपर्क इनपुट में 8 एमएस डी-बाउंस फ़िल्टर शामिल है।
5. मुख्य नियंत्रण वॉचडॉग फ़ंक्शन
मॉड्यूल मुख्य नियंत्रक द्वारा प्रदान किए गए दिल की धड़कन के संकेत (डिवाइस हार्टबीट) की लगातार निगरानी करता है।
यदि लगातार पांच डेटा फ़्रेमों के लिए दिल की धड़कन के मूल्य में कोई बदलाव नहीं पाया जाता है, तो एक नियंत्रण निगरानी यात्रा शुरू की जाती है।
यदि मुख्य नियंत्रक 60 सेकंड के लिए ठीक हो जाता है और सही ढंग से संचार करता है, तो यात्रा की स्थिति स्वचालित रूप से रीसेट हो जाती है।
6. गति अंतर और पुरानी गति का पता लगाना
गति अंतर संरक्षण: मुख्य नियंत्रक द्वारा प्रदान की गई गति मान (स्पीड1) के साथ पीपीआरए (पल्सरेट1) द्वारा गणना की गई गति की तुलना करता है। यदि अंतर लगातार तीन नमूनों के लिए कॉन्फ़िगर करने योग्य प्रतिशत (RatedRPM_TA के आधार पर) से अधिक है, तो एक यात्रा शुरू की जाती है।
बासी गति संरक्षण: यदि मुख्य नियंत्रक (स्पीड1) से गति मान 100 लगातार डेटा फ्रेम (सिग्नल अखंडता की हानि का संकेत) के लिए अपरिवर्तित रहता है, तो एक यात्रा रोक दी जाती है। यह सुरक्षा इस सिद्धांत पर आधारित है कि एक लाइव स्पीड सिग्नल हमेशा मामूली बदलाव ('डिथरिंग') प्रदर्शित करता है।
7. टाइम सिंक्रोनाइजेशन और फ्रेम सिंक मॉनिटरिंग
मॉड्यूल IONet पर समय सिंक्रनाइज़ेशन पर निर्भर करता है। यह सिंक्रोनाइज़ेशन फ़्रेम नंबर पर नज़र रखता है।
यदि सकल त्रुटियाँ या सिंक्रनाइज़ेशन की हानि का पता चलता है (उदाहरण के लिए, अनुक्रम से बाहर फ़्रेम), तो फ़्रेम सिंक ट्रिप सक्रिय हो जाती है।
यह सुनिश्चित करता है कि पीपीआरए मुख्य नियंत्रक के साथ समय-सिंक्रनाइज़ रहता है, जिससे संचार में देरी के कारण सुरक्षा संबंधी खराबी को रोका जा सकता है।
8. रिले आउटपुट और फीडबैक
IS220PPRAH1A तीन आपातकालीन ट्रिप रिले (ETR1-ETR3) के लिए ड्राइव सिग्नल प्रदान करता है और उनके फीडबैक स्थिति संकेतों की निगरानी करता है।
प्रत्येक रिले ड्राइवर की कमांड स्थिति की तुलना उसकी वास्तविक फीडबैक स्थिति से की जाती है। बेमेल एक डायग्नोस्टिक अलार्म उत्पन्न करता है।
एक परीक्षण फ़ंक्शन सिस्टम ट्रिप के बिना परीक्षण उद्देश्यों के लिए प्रत्येक रिले को व्यक्तिगत रूप से डी-एनर्जेट करने की अनुमति देता है।
परिचालन सिद्धांत और सिग्नल प्रवाह
सिग्नल प्रकार कन्वेंशन
(एसएस) के साथ समाप्त होता है: सिग्नल पीपीआरए के भीतर उत्पन्न होता है और नियंत्रक के सिग्नल स्पेस में भेजा जाता है।
एसएस के साथ समाप्त होता है: सिग्नल नियंत्रक में उत्पन्न होता है और सिग्नल स्पेस के माध्यम से पीपीआरए द्वारा प्राप्त किया जाता है।
(आईओ) के साथ समाप्त होता है: सिग्नल पीपीआरए के भीतर उत्पन्न होता है और हार्डवेयर में आउटपुट होता है।
IO के साथ समाप्त होता है: सिग्नल PPRA में एक हार्डवेयर इनपुट है।
सीएफजी के साथ समाप्त होता है: एक कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर को दर्शाता है।
ट्रिप सिग्नल संयोजन
सभी व्यक्तिगत ट्रिप सिग्नल (उदाहरण के लिए, ओवरस्पीड, एक्सेलेरेशन, कॉन्टैक्ट इनपुट, वॉचडॉग) को एक सिंगल कंपोजिट ट्रिप सिग्नल (ComposTrip1) में संयोजित किया जाता है, जिसका उपयोग रिले आउटपुट लॉजिक में किया जाता है। महत्वपूर्ण रूप से, हार्डवेयर ओवरस्पीड ट्रिप और सीधे संपर्क ट्रिप में ऐसे पथ होते हैं जो पूरी तरह से हार्डवेयर या प्रोग्रामेबल लॉजिक में लागू होते हैं, फर्मवेयर में नहीं। यह सुनिश्चित करता है कि प्रोसेसर फर्मवेयर की खराबी इन महत्वपूर्ण संकेतों को यात्रा शुरू करने से नहीं रोक सकती है।
असफल-सुरक्षित डिज़ाइन
जब बिजली बंद हो, स्टार्टअप के दौरान, हार्डवेयर रीसेट के दौरान, या जब ऑनलाइन न हो तो मॉड्यूल डिफ़ॉल्ट रूप से 'ट्रिप' स्थिति में आ जाता है।
एक हार्डवेयर वॉचडॉग सर्किट फर्मवेयर ऑपरेशन की निगरानी करता है। यदि फ़र्मवेयर की खराबी का पता चलता है, तो यह हार्डवेयर रीसेट को ट्रिगर करता है, जो ट्रिप को मजबूर करता है।
सभी महत्वपूर्ण सिग्नल (गति, दिल की धड़कन, फ्रेम सिंक) में टाइमआउट या विसंगति का पता लगाने वाले तंत्र शामिल होते हैं, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि सिस्टम असामान्य परिस्थितियों में यात्रा की स्थिति में सुरक्षित रूप से विफल हो जाता है।
कॉन्फ़िगरेशन और निदान
कॉन्फ़िगरेशन उपकरण
मॉड्यूल को GE के टूलबॉक्सएसटी सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके कॉन्फ़िगर किया गया है। मुख्य कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर में शामिल हैं:
टर्बाइन प्रकार (जैसे, गैस टर्बाइन, स्टीम टर्बाइन)
स्पीड इनपुट ग्रुपिंग (तीन समूह या दो समूह)
ओवरस्पीड सेटप्वाइंट, एक्सेलेरेशन सेटप्वाइंट, अंतर सीमाएं
वॉचडॉग, स्पीड अंतर और पुरानी गति का पता लगाने जैसे कार्यों के लिए सेटिंग्स सक्षम/अक्षम करें।
स्व निदान
पावर-अप सेल्फ-टेस्ट: रैम, फ्लैश मेमोरी, ईथरनेट पोर्ट और प्रोसेसर हार्डवेयर की जांच करता है।
सतत निगरानी: आंतरिक बिजली आपूर्ति, एनालॉग फीडबैक धाराओं और रिले कमांड/फीडबैक स्थिति की निगरानी करता है।
इलेक्ट्रॉनिक आईडी सत्यापन: जांचता है कि मॉड्यूल, टर्मिनल बोर्ड और विकल्प बोर्ड हार्डवेयर संगत हैं और लोड किए गए एप्लिकेशन कोड से मेल खाते हैं।
स्थिति सूचक एल ई डी
मॉड्यूल फेसप्लेट में छह स्टेटस एलईडी हैं:
दौड़ें: रिले सक्रिय होने पर हरा (रन), रिले बंद होने पर लाल (ट्रिप)।
ईएसटीपी: जब ई-स्टॉप इनपुट (यदि समर्थित हो) रन स्थिति में हो तो हरा, ई-स्टॉप सक्रिय होने पर लाल।
ओएसपीडी: जब ओवरस्पीड की स्थिति का पता चलता है और उसे बंद कर दिया जाता है तो लाल हो जाता है।
डब्ल्यूडीओजी: वॉचडॉग फ़ंक्शंस (कंट्रोल वॉचडॉग, स्पीड डिफरेंस इत्यादि) पर आधारित यात्रा सक्रिय होने पर लाल।
एसआईएल: PPRAH1A एसआईएल कार्यक्षमता का समर्थन नहीं करता है; यह एलईडी लागू नहीं है.
KREA: हरा इंगित करता है कि KREA उप-मॉड्यूल पर शक्ति का पता लगाया गया है।
