8237-1600 Dispositivo di protezione da velocità eccessiva ProTech-GII

L' 8237-1600 è un dispositivo di protezione da sovravelocità ad alta affidabilità della serie ProTech‑GII di Woodward. È progettato per turbine a vapore, turbine a gas, turbine idroelettriche e grandi motori alternativi. Questo modello è dotato di struttura con montaggio a pannello , ingressi di alimentazione misti ad alta e bassa tensione (HV/LV), , 2oo3 uscite relè votate (due su tre) e ingressi votati . È un dispositivo di sicurezza certificato SIL 3 (IEC 61508) ed è conforme agli standard API 670, API 612 e API 611.

L'8237‑1600 utilizza tre moduli indipendenti (A, B, C) in un'architettura a tripla ridondanza modulare (TMR) . Ciascun modulo monitora la velocità e l'accelerazione del rotore tramite il proprio sensore di velocità. Quando viene rilevato un evento di velocità eccessiva o accelerazione eccessiva, il sistema emette un comando di intervento per spegnere la turbina o il motore, proteggendo sia il personale che l'attrezzatura.

Questo dispositivo è ideale per applicazioni critiche nei settori della produzione di energia, petrolio e gas, propulsione marina e azionamenti industriali dove sono richieste sicurezza ed elevata disponibilità.

2. Caratteristiche principali

• Tripla ridondanza modulare (TMR) : tre moduli indipendenti; ogni singolo fallimento non pregiudica gli altri. È supportato l'hot‑swap (sostituzione online).

• Uscite relè di sgancio votate 2oo3 – La logica di votazione interna garantisce che almeno due moduli debbano scattare prima che i relè di uscita cambino stato, evitando scatti spuri.

• Ingressi di velocità flessibili : ciascun modulo accetta un sensore di velocità, configurabile come MPU passiva o sonda attiva di prossimità/correnti parassite.

• Protezione da velocità eccessiva e accelerazione eccessiva – Intervallo di intervento per velocità eccessiva: 0‑32.000 giri/min; Intervallo di intervento per sovraaccelerazione: 0‑25.000 giri/min/s.

• Gestori di ridondanza di velocità e accelerazione : consentono la votazione mediana, alta o bassa tra un massimo di tre segnali; comportamento di fallback configurabile.

• Autotest completi : test temporaneo del setpoint di velocità eccessiva, test di velocità simulato manuale/automatico, test di sequenza automatica (verifica automaticamente tutti e tre i moduli), test della lampada.

• Registrazione eventi : registri non volatili per velocità eccessiva/accelerazione eccessiva (20 eventi), viaggi (50 eventi), allarmi (50 eventi) e velocità/accelerazione di picco.

• Interfaccia utente – Pannello frontale con supporto multilingue (inglese/cinese), monitoraggio in tempo reale, configurazione e avvio del test.

• Comunicazione Modbus RTU – Porta RS‑232/RS‑485 per modulo per monitoraggio e controllo remoto.

• Strumento di programmazione e configurazione (PCT) : software per PC per la configurazione offline/online, la gestione dei file e l'esportazione dei registri.

• Certificazioni di sicurezza : TUV SIL 3, CSA Classe I Divisione 2, ATEX Zona 2, GOST e soddisfa gli standard API.

3. . Descrizione funzionale dettagliata

3.1 Logica di intervento e configurazione delle uscite (modelli a relè votati)

Nell'8237‑1600, ciascun modulo valuta in modo indipendente i propri segnali di velocità e accelerazione. Quando si verifica una condizione di sgancio (velocità eccessiva, accelerazione eccessiva, perdita di velocità, ecc.), il modulo imposta il proprio blocco di sgancio interno. I tre moduli condividono il loro stato di intervento tramite un bus CAN certificato. Un interno modulo elettorale 2oo3 monitora i tre segnali di sgancio e diseccita o eccita di conseguenza i due relè di sgancio Form‑C ridondanti. L'azione dell'elettore può essere configurata come:

• Diseccitare per scattare (fail‑safe): la perdita di alimentazione provoca uno scatto.

• Energizzare per scattare : l'alimentazione deve essere applicata per scattare.

3.2 Gestori di ridondanza di velocità e accelerazione

Quando abilitato, il gestore di ridondanza consente a ciascun modulo di utilizzare non solo il proprio segnale di velocità ma anche i segnali di velocità degli altri due moduli. Ciò consente:

• Votazione sul valore di velocità mediano, più alto o più basso.

• Logica di fallback quando solo due segnali sono integri (HSS o LSS).

• Azione configurabile in caso di guasto di due ingressi (intervento o nessun intervento).

• Allarme differenza con soglia regolabile e ritardo.

Questa funzionalità è particolarmente utile quando sono installate solo due sonde di velocità o quando una sonda non è in linea.

3.3 Logica di avvio e rilevamento errori di velocità

ProTech‑GII include due ausili di avviamento complementari per evitare scatti involontari mentre la turbina è ferma o a bassa velocità:

• Intervento per mancata velocità : se la velocità è inferiore al setpoint di errore di velocità e l' ingresso Override per errore di velocità non è chiuso, si verifica un allarme.

• Speed ​​Fail Timeout Trip : dopo un comando di avvio, se la velocità non supera il setpoint entro il timeout configurato, si verifica uno scatto.

Queste funzioni garantiscono che il sistema non vada in allarme durante il normale avvio quando l'uscita della MPU potrebbe essere pari a zero.

3.4 Registrazione eventi e indicazione First-Out

Ciascun modulo memorizza i seguenti registri nella memoria non volatile:

L' indicatore first-out è fondamentale per risolvere la causa principale di un evento di viaggio.

4. Caratteristiche principali di installazione e cablaggio

4.1 Requisiti ambientali

• Installare in un involucro IP56 (o superiore).

• Temperatura ambiente: da -20°C a +60°C.

• Evitare la luce solare diretta, l'acqua, la condensa e forti interferenze elettromagnetiche.

• Fornire ventilazione e spazio adeguati per l'accesso al pannello anteriore.

• Montare verticalmente.

4.2 Cablaggio di alimentazione

• Ciascun modulo richiede due fonti di alimentazione indipendenti (una HV, una LV).

• Ogni fonte di alimentazione deve avere il proprio interruttore automatico.

• Gli ingressi AT devono essere collegati alla terra protettiva (PE) con filo ≥1,5 mm².

4.3 Cablaggio del sensore di velocità

• Utilizzare un cavo schermato a doppino intrecciato; collegare lo schermo a un'estremità (lato modulo).

• Modalità MPU: 1–35 Vrms, impedenza 1,5 kΩ, rilevamento cavo aperto attivo.

• Modalità sonda attiva: il modulo fornisce alimentazione a 24 Vcc; soglie di ingresso Vlow <2V, Vhigh >4V.

• Ogni sonda deve essere collegata ad un solo modulo (no collegamenti in parallelo).

4.4 Uscite relè

• Relè di sgancio (Form‑C): 8 A a 220 Vca / 8 A a 24 Vcc – possono azionare direttamente i solenoidi di sgancio.

• Relè di allarme (stato solido): 1 A a 24 V CC – per segnalazione remota.

• Utilizzare l'alimentatore esterno se la corrente totale supera 500 mA.

4.5 Modbus e porta di servizio

• Modbus: RS‑485 lunghezza massima 1500 piedi, RS‑232 max 50 piedi.

• La porta di servizio (RS‑232) è solo per la connessione temporanea (programmazione/recupero registro).

5. Configurazione e funzionamento

5.1 Configurazione del pannello frontale

• Lingua: inglese o cinese.

• Password richiesta per il livello di test (ad esempio, avviare i test) e il livello di configurazione (modificare i parametri).

• Il modulo deve essere nello stato scattato per accedere alla modalità di configurazione.

• Parametri configurabili: tipo di sonda, dentatura dell'ingranaggio, rapporto di trasmissione, setpoint di sovravelocità/sovraaccelerazione, gestore di ridondanza, Modbus, modalità di test, ecc.

5.2 Strumento di programmazione e configurazione (PCT)

• Si collega tramite porta di servizio (RS‑232).

• Consente la creazione/modifica offline di file di impostazioni (*.wset).

• Caricamento/download online delle configurazioni.

• Esporta i log in HTML.

• Supporta il confronto della configurazione tra file.

5.3 Copia della configurazione tra moduli

• Dal pannello frontale è possibile copiare la configurazione di un modulo su un altro modulo.

• Voci escluse: password, indirizzi slave Modbus, preferenze schermata iniziale.

• L'allarme di mancata corrispondenza della configurazione può essere abilitato/disabilitato.

6. Certificazioni di sicurezza e conformità

Stato sicuro : quando configurato come De‑energize to trip , il modulo scatta in caso di perdita di alimentazione totale: la condizione di sicurezza.

7. Applicazioni tipiche

L'8237‑1600 è adatto per:

• Generatori a turbina a gas : protezione da velocità eccessiva per prevenire guasti alle pale.

• Compressori azionati da turbine a vapore – nelle raffinerie e negli impianti chimici.

• Turbine idrauliche : protezione anti-instabilità.

• Motori alternativi (gas/diesel) – per la compressione del gas o l'alimentazione di emergenza.

• Motori e compressori ad alta velocità : rilevamento di accelerazioni eccessive.

La sua capacità di supportare la sostituzione dei moduli online e la votazione 2oo3 lo rendono ideale per le applicazioni in cui i tempi di inattività sono estremamente costosi.

8. Risoluzione dei problemi e manutenzione

8.1 Indicazioni LED del pannello anteriore

8.2 Errori comuni e soluzioni

8.3 Manutenzione consigliata

• Eseguire il test in sequenza automatica ogni 6-12 mesi per verificare tutti i moduli.

• Ogni 5-10 anni, restituire l'unità a Woodward o a un centro di assistenza autorizzato per l'ispezione e gli aggiornamenti.

• Se conservati per più di 24 mesi, applicare alimentazione per 5 minuti per riformare i condensatori elettrolitici.

9. Informazioni per l'ordinazione e accessori