IS220PPROH1A GE के मार्क VIe नियंत्रण प्रणाली के भीतर एक महत्वपूर्ण घटक है, जो बैकअप टर्बाइन प्रोटेक्शन (PPRO) I/O पैक के एक विशिष्ट मॉडल का प्रतिनिधित्व करता है। यह मॉड्यूल मुख्य नियंत्रण प्रणाली से स्वतंत्र अनावश्यक सुरक्षा कार्य प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो प्राथमिक नियंत्रण विफलता की स्थिति में टरबाइन ओवरस्पीड सुरक्षा और जेनरेटर सिंक्रोनाइज़िंग चेक जैसे सुरक्षा-महत्वपूर्ण संचालन के विश्वसनीय निष्पादन को सुनिश्चित करता है। PPROH1A में BPPB प्रोसेसर बोर्ड शामिल है, जो गैस टर्बाइन और स्टीम टर्बाइन सहित विभिन्न टरबाइन प्रकारों के लिए उपयुक्त उच्च विश्वसनीयता और वास्तविक समय प्रदर्शन प्रदान करता है। इसका डिज़ाइन औद्योगिक नियंत्रण मानकों का अनुपालन करता है और -30°C से 65°C के ऑपरेटिंग तापमान रेंज के साथ कठोर वातावरण में स्थिर संचालन सुनिश्चित करता है।
IS220PPROH1A को आमतौर पर ट्रिपल मॉड्यूलर रिडंडेंट (TMR) कॉन्फ़िगरेशन में तैनात किया जाता है, जो SPRO, TPROH#C, या TREA टर्मिनल बोर्ड के साथ मिलकर काम करता है। यह DC-37 पिन कनेक्टर वाले केबल के माध्यम से आपातकालीन ट्रिप बोर्ड (जैसे, TREG, TREL, TRES) से जुड़ता है। मॉड्यूल मुख्य नियंत्रक के साथ स्थिति की निगरानी और डेटा विनिमय के लिए ईथरनेट संचार (आईओनेट) का भी समर्थन करता है। बैकअप सुरक्षा प्रणाली के मूल के रूप में, PPROH1A में हार्डवेयर और फ़र्मवेयर-आधारित ओवरस्पीड डिटेक्शन क्षमताएं हैं और यह कई नैदानिक और निगरानी कार्यों को एकीकृत करता है। यह सुनिश्चित करता है कि सिस्टम असामान्यताओं पर तुरंत प्रतिक्रिया दे सकता है, उपकरण क्षति या सुरक्षा घटनाओं को रोक सकता है।
विस्तृत कार्यात्मक विवरण
IS220PPROH1A गति निगरानी, तर्क निर्णय, रिले नियंत्रण और मुख्य नियंत्रण प्रणाली के साथ इंटरैक्शन को कवर करते हुए कई प्रमुख सुरक्षा कार्य प्रदान करता है। इसके मुख्य कार्य नीचे विस्तृत हैं:
1. ओवरस्पीड सुरक्षा
ओवरस्पीड सुरक्षा IS220PPROH1A के मुख्य कार्यों में से एक है। मॉड्यूल उच्च-दबाव (एचपी), मध्यवर्ती-दबाव (आईपी), और कम-दबाव (एलपी) शाफ्ट के अनुरूप चुंबकीय पिकअप (एमपीयू) से तीन गति संकेत प्राप्त करता है। ओवरस्पीड डिटेक्शन हार्डवेयर और फ़र्मवेयर दोनों में लागू किया जाता है। हार्डवेयर ओवरस्पीड सुरक्षा पूरी तरह से प्रोग्रामेबल लॉजिक सर्किट पर आधारित है, जो सॉफ्टवेयर से स्वतंत्र है, जिसका प्रतिक्रिया समय 60 एमएस से कम है। इसका सेटपॉइंट (OSHW_Setpoint) केवल मॉड्यूल पावर-अप के दौरान लोड किया जाता है, जिससे फर्मवेयर विफल होने पर भी प्रभावी संचालन सुनिश्चित होता है। एक हार्डवेयर ओवरस्पीड ट्रिप के लिए सेटपॉइंट से अधिक होने के लिए लगातार दो शाफ्ट क्रांतियों की आवश्यकता होती है, जिससे गलत ट्रिप को रोका जा सके।
फ़र्मवेयर ओवरस्पीड सुरक्षा प्रोसेसर गणना पर आधारित है और गतिशील सेटपॉइंट समायोजन का समर्थन करता है। उपयोगकर्ता कॉन्फ़िगरेशन मापदंडों के माध्यम से ओवरस्पीड सीमा निर्धारित कर सकते हैं, और ऑनलाइन और ऑफलाइन दोनों परीक्षण मोड समर्थित हैं। इसके अतिरिक्त, जबकि PPROH1A कॉन्फ़िगरेशन में 'रेट-आधारित ओवरस्पीड' (RBOS) सुविधा के लिए पैरामीटर शामिल हो सकते हैं, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि RBOS फ़ंक्शन PPROH1A हार्डवेयर पर समर्थित नहीं है; यह सुविधा केवल PPROS1B मॉडल में उपलब्ध है। यदि PPROH1A के लिए कॉन्फ़िगरेशन में RBOS सक्षम है, तो सिस्टम एक त्रुटि उत्पन्न करेगा और मॉड्यूल को ऑनलाइन होने से रोक देगा।
2. त्वरण और मंदी का पता लगाना
मॉड्यूल वास्तविक समय में प्रत्येक शाफ्ट के लिए गति परिवर्तन (त्वरण/मंदी) की दर की गणना करता है। यदि ये मान कॉन्फ़िगर की गई सीमा से अधिक हो जाते हैं तो यात्रा शुरू हो जाती है। त्वरण गणना एक विन्यास योग्य समय विंडो (10-100 एमएस) पर दो लगातार गति नमूनों के बीच अंतर पर आधारित है। मंदी का पता लगाने के लिए 100%/सेकंड की निश्चित सीमा का उपयोग किया जाता है। यह फ़ंक्शन असामान्य टरबाइन गतिशीलता को पकड़ता है, जैसे अचानक लोड हानि या यांत्रिक जब्ती।
3. एलपी शाफ्ट लॉक्ड डिटेक्शन
मल्टी-शाफ्ट टर्बाइनों के लिए, IS220PPROH1A एलपी शाफ्ट लॉक डिटेक्शन प्रदान करता है। यदि एचपी शाफ्ट की गति न्यूनतम गति सीमा से ऊपर है, जबकि एलपी शाफ्ट की गति शून्य रहती है, तो मॉड्यूल इसे एलपी शाफ्ट लॉकिंग विसंगति के रूप में पहचानता है और एक ट्रिप सिग्नल उत्पन्न करता है। यह फ़ंक्शन शाफ्ट के गलत संरेखण के कारण होने वाले उपकरण क्षति को रोकता है।
4. आपातकालीन रोक (ई-स्टॉप) निगरानी
IS220PPROH1A TREG या TREA टर्मिनल बोर्ड से ई-स्टॉप सिग्नल की निगरानी करता है। एक बार ई-स्टॉप सक्रिय हो जाने पर, मॉड्यूल तुरंत मुख्य नियंत्रण प्रणाली को क्रॉस-ट्रिप करता है और ट्रिप रिले को सक्रिय होने से रोकता है। ई-स्टॉप स्थिति फीडबैक सिग्नल (KESTOP#_Fdbk) के माध्यम से वास्तविक समय में रिपोर्ट की जाती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि सिस्टम सुरक्षित स्थिति में रहे।
5. गति अंतर का पता लगाना
मॉड्यूल मुख्य नियंत्रण प्रणाली द्वारा प्रदान किए गए स्पीड सिग्नल (स्पीड 1) के साथ अपनी गणना की गई पल्स दर (आरपीएम) की तुलना करता है। यदि अंतर लगातार तीन नमूना अवधियों के लिए निर्धारित सीमा (रेटेड गति के प्रतिशत के आधार पर) से अधिक हो जाता है, तो गति अंतर यात्रा शुरू हो जाती है। यह फ़ंक्शन मुख्य नियंत्रण गति सिग्नल विफलता या संचार विसंगतियों का पता लगाता है।
6. मुख्य नियंत्रण निगरानी और संचार निगरानी
IS220PPROH1A को IONet के माध्यम से मुख्य नियंत्रक से 'डिवाइस हार्टबीट' सिग्नल प्राप्त होता है। यदि लगातार पांच डेटा फ़्रेमों के लिए कोई दिल की धड़कन अपडेट का पता नहीं चलता है, तो एक मुख्य नियंत्रण संचार हानि निर्धारित की जाती है, जिससे वॉचडॉग यात्रा शुरू हो जाती है। इसके साथ ही, मॉड्यूल ईथरनेट फ्रेम सिंक्रोनाइज़ेशन स्थिति की निगरानी करता है। लगातार फ़्रेम नंबर त्रुटियां भी एक सुरक्षात्मक कार्रवाई को ट्रिगर करेंगी।
7. सिंक्रोनाइज़िंग चेक फ़ंक्शन (K25A)
IS220PPROH1A जनरेटर और उपयोगिता बस के बीच सिंक्रोनाइज़िंग चेक का समर्थन करता है। मॉड्यूल दो पीटी इनपुट (जनरेटर साइड और बस साइड) के आधार पर वोल्टेज, आवृत्ति, चरण कोण और स्लिप की गणना करता है। जब सभी पैरामीटर सेट विंडो के भीतर होते हैं (उदाहरण के लिए, आवृत्ति अंतर ≤ 0.27 हर्ट्ज, चरण अंतर ≤ 10°) और सिंक्रोनाइज़िंग परमिट सिग्नल (SynCk_Perm) सक्रिय होता है, तो यह K25A रिले को सक्रिय करता है, जिससे सर्किट ब्रेकर बंद हो जाता है। इस फ़ंक्शन में डेड बस क्लोजिंग बायपास लॉजिक भी शामिल है।
8. सर्वो सुसाइड रिले कंट्रोल (K4CL)
सिम्प्लेक्स नियंत्रण प्रणालियों में, IS220PPROH1A ईंधन वाल्व या भाप वाल्व को बंद करने के लिए K4CL रिले को चला सकता है। अनपेक्षित सक्रियण को रोकने के लिए यह फ़ंक्शन आमतौर पर ऑनलाइन ओवरस्पीड परीक्षणों के दौरान अक्षम कर दिया जाता है।
9. यात्रा और किफायती रिले आउटपुट
मॉड्यूल तीन आपातकालीन ट्रिप रिले (ETR1-ETR3) ड्राइव कमांड प्रदान करता है और तीन किफायती रिले (KE1-KE3) के लिए नियंत्रण का समर्थन करता है। किफायती रिले का उपयोग पिकअप के बाद ट्रिप सोलनॉइड कॉइल पथ में श्रृंखला प्रतिरोध पेश करने, होल्डिंग करंट को कम करने और डिवाइस के जीवन को बढ़ाने के लिए किया जाता है।
10. स्व-निदान और स्थिति संकेत
IS220PPROH1A में व्यापक स्व-निदान की सुविधा है, जिसमें शामिल हैं:
पावर-अप स्व-परीक्षण: रैम, फ्लैश मेमोरी, ईथरनेट पोर्ट और अन्य हार्डवेयर की जांच करता है।
बिजली आपूर्ति की निगरानी: आंतरिक बिजली आपूर्ति की स्थिति की लगातार निगरानी करता है।
फीडबैक करंट जांच: रिले ड्राइव सर्किट में स्थिरता की पुष्टि करता है।
हार्डवेयर मिलान जाँच: टर्मिनल बोर्ड, अधिग्रहण बोर्ड और प्रोसेसर बोर्ड के बीच अनुकूलता की पुष्टि करता है।
फ्रंट पैनल में छह एलईडी संकेतक हैं जो रन स्टेटस, ई-स्टॉप, ओवरस्पीड, वॉचडॉग, सिंक और विकल्प स्थिति प्रदर्शित करते हैं। एक घूर्णन एलईडी मोड को भी कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जो टीएमआर सेट पर सिस्टम समय सिंक्रनाइज़ेशन स्थिति का एक दृश्य संकेत प्रदान करता है।
कार्य सिद्धांत समझाया
IS220PPROH1A का सुरक्षा तर्क हार्डवेयर सर्किट, प्रोग्रामयोग्य तर्क और फर्मवेयर के सहयोग पर आधारित है। इसके कार्य सिद्धांत को तीन पहलुओं से समझाया गया है: सिस्टम आर्किटेक्चर, सिग्नल प्रवाह और तर्क प्रसंस्करण।
1. सिस्टम आर्किटेक्चर और सिग्नल फ्लो
IS220PPROH1A मॉड्यूल DC-62 पिन कनेक्टर के माध्यम से डेटा का आदान-प्रदान करते हुए सीधे SPRO, TPROH#C, या TREA टर्मिनल बोर्ड में प्लग होता है। मॉड्यूल के पल्स रेट इनपुट चैनलों में प्रवेश करने से पहले एमपीयू सेंसर से स्पीड सिग्नल टर्मिनल बोर्ड द्वारा वातानुकूलित होते हैं। पीटी वोल्टेज सिग्नल मॉड्यूल के एनालॉग इनपुट चैनलों में या तो फैन्ड डिस्ट्रीब्यूशन सर्किट (टीपीआरओ) या सीधे (एसपीआरओ) के माध्यम से प्रवेश करते हैं।
आंतरिक रूप से, BPPB प्रोसेसर बोर्ड सुरक्षा एल्गोरिदम निष्पादित करता है, जबकि समर्पित एप्लिकेशन बोर्ड (BPRO) हार्डवेयर-स्तरीय तर्क को संभालता है, जैसे हार्डवेयर ओवरस्पीड तुलना और रिले ड्राइविंग। तार्किक निर्णयों के लिए सभी इनपुट सिग्नलों को फ़र्मवेयर द्वारा डिजीटल और संसाधित किया जाता है। आउटपुट सिग्नल रिले ड्राइवर सर्किट के माध्यम से ट्रिप सोलनॉइड को नियंत्रित करते हैं। मॉड्यूल स्थिति निगरानी और पैरामीटर कॉन्फ़िगरेशन के लिए IONet पर मुख्य नियंत्रण प्रणाली के साथ सिग्नल स्पेस डेटा का आदान-प्रदान करता है।
2. ओवरस्पीड सुरक्षा सिद्धांत
हार्डवेयर ओवरस्पीड डिटेक्शन को प्रोसेसर को दरकिनार करते हुए पूरी तरह से प्रोग्रामेबल लॉजिक में लागू किया जाता है। स्पीड पल्स सिग्नल को PRSscale पैरामीटर का उपयोग करके RPM में परिवर्तित किया जाता है और पूर्व निर्धारित OSHW_Setpoint से तुलना की जाती है। यदि लगातार दो क्रांति अवधि ओवरस्पीड का संकेत देती हैं, तो एक हार्डवेयर ट्रिप सिग्नल (OS#_HW_Trip) ट्रिगर हो जाता है। यह पथ तेज़-प्रतिक्रिया वाला और अत्यधिक मजबूत है, जो सिस्टम की रक्षा की अंतिम पंक्ति के रूप में कार्य करता है।
फ़र्मवेयर ओवरस्पीड का पता लगाना प्रोसेसर द्वारा गणना की गई गति मान पर आधारित है, जो गतिशील सेटपॉइंट समायोजन और परीक्षण मोड का समर्थन करता है। उपयोगकर्ता सिग्नल स्पेस पैरामीटर (जैसे, OS#_Setpoint) के माध्यम से वास्तविक समय में सीमा को संशोधित कर सकते हैं। फर्मवेयर स्टीम टरबाइन अनुप्रयोगों के लिए 'ट्रिप एंटीसिपेट' फ़ंक्शन का भी समर्थन करता है, जो लोड के आधार पर ओवरस्पीड सेटपॉइंट को गतिशील रूप से समायोजित करता है।
3. ट्रिप सिग्नल संयोजन तर्क
सुरक्षात्मक कार्यों (जैसे, ओवरस्पीड, एक्सेलेरेशन, ई-स्टॉप, वॉचडॉग टाइमआउट) द्वारा उत्पन्न सभी ट्रिप सिग्नल को एक समग्र ट्रिप सिग्नल (ComposTrip1) में संयोजित किया जाता है। ट्रिप रिले चलाने से पहले यह सिग्नल वोटिंग लॉजिक (टीएमआर सिस्टम में 2-आउट-ऑफ-3) से गुजरता है। ट्रिप लॉजिक को प्रत्यक्ष पथों (उदाहरण के लिए, हार्डवेयर ओवरस्पीड और प्रत्यक्ष संपर्क इनपुट) में विभाजित किया गया है, जो प्रोसेसर के विफल होने पर भी संचालन सुनिश्चित करने के लिए फर्मवेयर को बायपास करता है, और सशर्त पथ, जो संचार स्वास्थ्य आकलन पर निर्भर करते हैं।
4. चेक एल्गोरिथम को सिंक्रोनाइज़ करना
सिंक्रोनाइज़िंग चेक फ़ंक्शन वास्तविक समय में जनरेटर और बस के वोल्टेज चरण और आवृत्ति को ट्रैक करने के लिए फेज़-लॉक्ड लूप (पीएलएल) तकनीक का उपयोग करता है। मॉड्यूल गणना करता है:
वोल्टेज अंतर (जेनवोल्ट्सडिफ़)
आवृत्ति अंतर (GenFreqDiff)
चरण कोण अंतर (GenPhaseDiff)
जब सभी पैरामीटर अपनी कॉन्फ़िगर की गई सीमा के भीतर होते हैं और SyncCheck_Perm सिग्नल सही होता है, तो मॉड्यूल K25A रिले को सक्रिय करने के लिए L25A_Cmd सिग्नल आउटपुट करता है। यदि बाईपास मोड (SynCk_ByPass) सक्षम है, तो मृत बस स्थितियों के तहत बंद करने की अनुमति है।
5. संचार एवं निगरानी तंत्र
IS220PPROH1A IONet के माध्यम से मुख्य नियंत्रक के साथ संचार बनाए रखता है, हर फ्रेम में दिल की धड़कन के संकेत को अपडेट करता है। यदि संचार बाधित हो जाता है, तो वॉचडॉग काउंटर बढ़ जाता है, जिससे अंततः यात्रा शुरू हो जाती है। मॉड्यूल मुख्य नियंत्रण के गति सिग्नल की 'डिथर' विशेषता पर भी नज़र रखता है: यदि गति मान लगातार कई फ़्रेमों के लिए अपरिवर्तित रहता है, तो इसे 'बासी गति' के रूप में आंका जाता है, जो एक सुरक्षा कार्रवाई को ट्रिगर करता है। ये तंत्र सुनिश्चित करते हैं कि बैकअप सिस्टम मुख्य नियंत्रण विसंगतियों का तुरंत पता लगा सकता है और सुरक्षा कार्यों को अपने हाथ में ले सकता है।
6. रिले नियंत्रण और प्रतिक्रिया
ट्रिप रिले (ईटीआर) ड्राइव कमांड समग्र ट्रिप सिग्नल और सक्षम सिग्नल द्वारा निर्धारित किया जाता है। मॉड्यूल एक साथ रिले फीडबैक सिग्नल (K#_Fdbk) और सोलनॉइड वोल्टेज (SOL#_Vfdbk) की निगरानी करता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कमांड की गई स्थिति वास्तविक स्थिति से मेल खाती है। यदि कोई विसंगति पाई जाती है, तो एक डायग्नोस्टिक अलार्म उत्पन्न होता है (उदाहरण के लिए, अलार्म 69-71)।
