La scheda di sgancio primaria per turbine aeroderivative GE IS200TRPAH2AFD è una morsettiera critica per la sicurezza utilizzata all'interno dei sistemi di controllo GE Industrial per applicazioni di protezione delle turbine aeroderivate. Come membro della famiglia di schede TRPA, la scheda di sgancio primaria per turbine aeroderivative IS200TRPAH2AFD fornisce la funzione di sgancio primaria per turbine aeroderivate, accettando ingressi di velocità da dispositivi TTL attivi o magnetici passivi, monitorando le tensioni delle stringhe di sgancio, fornendo un ingresso di arresto di emergenza a prova di guasto e pilotando due uscite di contatto di sgancio votate da TMR alla bobina di sgancio dell'interruttore principale.
La scheda di sgancio primaria per turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD è identificata dalla convenzione di numerazione delle parti GE utilizzata in tutta la linea di prodotti dei sistemi di controllo industriale. Il prefisso 'IS200' identifica la scheda come un prodotto GE Industrial Control Systems, dove '200' indica specificamente che la scheda è un assieme di livello base. L'acronimo 'TRPA' identifica la designazione funzionale della scheda come Aeroderivative Turbine Primary Trip Board. La designazione 'H2' identifica il gruppo hardware e la variante con valore nominale del contatto di uscita da 125 V CC, mentre il suffisso 'AFD' identifica la combinazione di grafica e revisione funzionale. Tutte le cifre sono importanti quando si ordina o si sostituisce una scheda, poiché schede con livelli di revisione diversi potrebbero non contenere hardware identico e GE garantisce la compatibilità con le versioni precedenti delle schede sostitutive, tenendo presente che livelli di revisione diversi potrebbero non contenere componenti identici.
La scheda di sgancio primario per turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD è la versione H2A della famiglia TRPA e fornisce valori nominali dei contatti di uscita di 125 V CC. La famiglia TRPA include anche la versione H1A con valori nominali dei contatti di uscita di 24 V CC e le versioni con certificazione di sicurezza S1A e S2A certificate IEC 61508 con il pacchetto I/O YTUR. La scheda è compatibile con il sistema di controllo Mark VIe utilizzando il pacchetto I/O IS220PTUR, ma non è compatibile con il controllo di sicurezza Mark VIeS utilizzando il pacchetto I/O IS200YTUR, poiché le versioni H1A e H2A non sono certificate di sicurezza. La versione H2A è destinata ad applicazioni che richiedono una bobina di sgancio da 125 V CC e tensioni di stringa di sgancio, comuni nelle installazioni di turbine aeroderivate più grandi.
Questa presentazione del prodotto fornisce informazioni tecniche dettagliate, descrizioni funzionali, assegnazioni dei connettori, linee guida per la configurazione e specifiche complete per la scheda di sgancio primaria per turbina aeroderivata GE IS200TRPAH2AFD, fungendo da riferimento essenziale per ingegneri di sistemi di controllo, tecnici di manutenzione e integratori di sistemi che lavorano con apparecchiature di controllo industriale GE.
Architettura funzionale ed elaborazione del segnale
La scheda di viaggio primaria per turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD è costruita attorno a una robusta architettura tripla ridondante modulare (TMR) che fornisce la funzione di viaggio primaria per la turbina aeroderivata. La scheda esegue diverse funzioni distinte che insieme garantiscono una protezione affidabile e sicura della turbina, tra cui il rilevamento della velocità, il monitoraggio della tensione della stringa di sgancio, la gestione dell'arresto di emergenza e l'uscita relè di sgancio votata dal TMR.
La scheda accetta dodici dispositivi passivi di frequenza degli impulsi, quattro per sezione R, S e T, che rilevano una ruota dentata per misurare la velocità della turbina, o in alternativa sei ingressi attivi di frequenza degli impulsi, due per sezione TMR. Questa capacità di misurazione della velocità consente alla scheda di rilevare condizioni di velocità eccessiva e di avviare la funzione di scatto principale quando la velocità della turbina supera il limite operativo di sicurezza. Gli ingressi di velocità sono configurati utilizzando i ponticelli JP1 e JP2, che selezionano la ventola dei pickup di frequenza degli impulsi della sezione R sui pacchetti S e TI/O, fornendo flessibilità nella disposizione del cablaggio dell'ingresso di velocità.
La scheda fornisce due contatti di uscita TMR da 24 V CC (H1A) o 125 V CC (H2A) alla bobina dell'interruttore principale per la bobina di sgancio. I relè di viaggio sono realizzati utilizzando set di sei dispositivi individuali di forma A disposti secondo uno schema di votazione, in modo che due controllori qualsiasi che votano per la chiusura stabiliscano un percorso di conduzione attraverso il set. Poiché il rilevamento di un relè in cortocircuito è importante per preservare l'affidabilità di intervento, a ciascuno dei gruppi di relè è applicato un circuito di rilevamento. Quando ai relè viene comandato di aprirsi ed è presente tensione tra i relè, il circuito rileva se uno o più relè sono in cortocircuito e questo segnale viene inviato al pacchetto I/O per creare un allarme. Il circuito di rilevamento utilizza i comandi relè di tutti e tre i pacchetti per evitare false indicazioni nel caso in cui un pacchetto I/O voti per chiudere il relè mentre gli altri due pacchetti I/O votano per aprirlo.
La scheda include quattro circuiti di rilevamento della tensione da 24–125 V CC per il monitoraggio della stringa di sgancio. Poiché il circuito della stringa di sgancio non è fisso, sul TRPA sono presenti quattro ingressi per sensori di tensione isolati per uso generale che possono essere utilizzati per monitorare qualsiasi punto del sistema di sgancio e inviare lo stato della tensione al controller del sistema dove è possibile intraprendere un'azione. L'uso tipico di questi ingressi potrebbe essere quello di rilevare la tensione di alimentazione per le due stringhe di sgancio e la tensione del solenoide del dispositivo pilotato dai relè.
La scheda include un ingresso di arresto di emergenza a prova di guasto da 24–125 V CC per rimuovere l'alimentazione dai relè di sgancio. La funzione di arresto di emergenza è costituita da un circuito di ingresso optoisolato progettato per un ingresso CC compreso tra 24 V e 125 V nominali. Quando energizzato, il circuito abilita l'alimentazione della bobina nei circuiti relè R, S e T attraverso percorsi hardware indipendenti. Il tempo di risposta di questo circuito è inferiore a cinque millisecondi e, combinato con il tempo di risposta dei relè di sgancio inferiore a un millisecondo, garantisce una risposta di arresto di emergenza molto rapida. L'arresto di emergenza è monitorato dal pacchetto I/O, ma l'azione per rimuovere l'alimentazione della bobina del relè di sgancio è interamente nell'hardware del TRPA, fornendo una funzione di sicurezza basata sull'hardware che non dipende dal software.
Progettazione del sistema e modalità operative
La scheda di sgancio primario per turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD è progettata per l'applicazione in due diverse configurazioni di sistema, fornendo flessibilità nell'architettura di protezione della turbina.
Nella prima configurazione, viene utilizzata una morsettiera TTUR per contenere tre pacchetti I/O e la morsettiera TRPA può essere collegata utilizzando tre cavi con connettori DC-37 pin su ciascuna estremità. In questa modalità di funzionamento, il TRPA fornisce due uscite relè di sgancio votate a contatto, arresto di emergenza e quattro sensori di tensione, mentre il TTUR fornisce il normale set di funzionalità descritte per quella scheda, inclusi ingressi di velocità, relè di sincronizzazione e feedback di tensione del bus e del generatore. Gli ingressi di velocità TRPA non sono attivi e non devono essere collegati a questa disposizione della scheda, quindi la funzione di misurazione della velocità è fornita dalla scheda TTUR anziché dal TRPA.
Nella seconda configurazione, la scheda TRPA può essere utilizzata con tre pacchetti I/O montati direttamente su di essa. In questa modalità di funzionamento, gli ingressi di velocità al TRPA diventano percorsi attivi nel pacchetto I/O, consentendo una soluzione di sgancio primario con singola morsettiera. Il funzionamento simplex non è possibile in questa configurazione, poiché l'architettura TMR richiede che tutti e tre i pacchetti I/O siano presenti affinché le funzioni di votazione e ridondanza funzionino correttamente.
Gli ingressi di velocità della scheda di sgancio primaria per turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD forniscono due opzioni se utilizzati con pacchetti I/O montati direttamente sul TRPA. Ciascun pacchetto I/O può ricevere un set dedicato di quattro ingressi di velocità dai rispettivi punti terminali TRPA, come avviene sul TTUR. In alternativa, è possibile posizionare i ponticelli P1 e P2 sul TRPA per prendere i primi quattro ingressi di velocità, quelli del pacco R, e ventilarli verso i pacchi S e T. Quando questa opzione è selezionata, i punti della morsettiera per gli ingressi di velocità S e T diventano no-connectes e non devono essere utilizzati.
La tabella di configurazione dei ponticelli per le connessioni dell'ingresso velocità definisce diverse possibili disposizioni. Quando si effettua il cablaggio a tutti e dodici gli ingressi a impulsi, da PR1_R a PR4_T, ciascun set di quattro ingressi a impulsi va al proprio pacchetto I/O dedicato e i ponticelli non possono essere utilizzati e devono essere posizionati in posizione STORE. Quando si effettua il cablaggio agli ingressi a impulsi TTL, da TTL1_R a TTL2_T, ciascun set di due ingressi a impulsi va al proprio pacchetto I/O dedicato e i ponticelli non possono essere utilizzati e devono essere posizionati nella posizione STORE. Quando si effettua il cablaggio solo ai quattro ingressi a impulsi inferiori, da PR1_R a PR4_R, senza cablaggio a TTL1_R tramite TTL2_T o da PR1_S a PR4_T, lo stesso set di segnali viene inviato a tutti i pacchetti I/O e il ponticello deve essere posizionato sulle coppie di pin. Quando si effettua il cablaggio ai due ingressi a impulsi inferiori, da TTL1_R a TTL2_R, i segnali TTL non possono essere distribuiti e solo il pacchetto RI/O riceverà i dati, quindi il ponticello non può essere utilizzato e deve essere posizionato in posizione STORE.
Le uscite dei contatti della scheda di sgancio primario della turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD sono sensibili alla polarità, quindi il circuito deve essere cablato con attenzione per evitare di danneggiare i relè. Sulla scheda non è presente alcuna soppressione dei contatti o del solenoide e l'utente deve aggiungere una soppressione del solenoide esterna per evitare di danneggiare i relè e i relativi contatti. Le uscite dei contatti della scheda sono classificate per NEMA classe F, con un minimo di 100.000 operazioni.
Affinché i relè possano funzionare, l'ingresso di arresto di emergenza e di sgancio deve essere alimentato. Se l'utente non necessita o non utilizza un arresto di emergenza, la fonte di alimentazione di sgancio locale, P24O e P24R, deve essere ponticellata sui rispettivi ingressi di sgancio sulla morsettiera. L'arresto di emergenza deve essere collegato a una fonte CC pulita, una batteria o una fonte CA raddrizzata filtrata con un'ondulazione inferiore al 5%. Per un funzionamento corretto, sugli ingressi di sgancio deve essere presente un minimo di 18 V CC. La corrente richiesta è mantenuta bassa per ridurre al minimo la caduta su cavi lunghi. Poiché l'ingresso di sgancio è molto veloce, inferiore a 5 millisecondi, e anche i contatti del relè di uscita sono veloci, inferiori a 15 millisecondi, è necessario adottare le migliori pratiche di cablaggio per evitare malfunzionamenti, utilizzando cavi a doppini intrecciati quando possibile ed evitando di utilizzare cavi CA.
Il segnale di arresto di emergenza riportato nella scheda E-Stop di ToolboxST è bloccato dal firmware e necessita di un ripristino generale per cancellare tale stato. Un vero indica un circuito di arresto di emergenza completato, mentre un falso indica una perdita dell'arresto di emergenza dall'ultimo ripristino generale, non lo stato attuale del circuito di arresto di emergenza.
Installazione e cablaggio
La scheda di sgancio primaria per turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD è progettata per un'installazione e un cablaggio sul campo semplici. I rilevatori della frequenza degli impulsi TTL, il rilevamento della tensione, l'arresto di emergenza e il relè dell'interruttore sono collegati alla morsettiera I/O TB1, mentre i rilevatori della frequenza degli impulsi passivi sono collegati a TB2. Ciascun blocco è fissato con due viti e dispone di 24 terminali che accettano cavi fino a #12 AWG e una striscia di terminazione schermata collegata alla terra del telaio si trova immediatamente a sinistra di ciascun blocco terminale, garantendo una corretta schermatura e messa a terra del cablaggio di campo.
Nelle applicazioni a 240 V CA, è importante non collegare inavvertitamente le tensioni a 240 V CA e CC, poiché la tensione di picco supererà il valore nominale di Transorb e causerà un guasto. La maggior parte degli alimentatori CA funzionano con un neutro messo a terra e, se viene creata una connessione involontaria tra 125 V CC e la tensione CA, la somma della tensione di picco CA e 125 V CC viene applicata al Transorb collegato tra CC e terra. Tuttavia, nelle applicazioni a 120 V CA, la classificazione Transorb può sopportare la tensione di picco senza causare guasti.
Le dimensioni della scheda sono 33,0 cm di altezza per 17,8 cm di larghezza (13 x 7 pollici) e le morsettiere possono essere scollegate dalla morsettiera per la manutenzione. La scheda include un connettore di tipo DC-62 pin per i pacchetti I/O e connettori DC-37 pin con dispositivi di fissaggio a scatto per i cavi da JR4, JS4 e JT4 alla TTUR, solo per contatti di sgancio, arresto di emergenza e circuiti di rilevamento della tensione.
Diagnostica e rilevamento guasti
La scheda di sgancio primario per turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD fornisce funzionalità diagnostiche complete che aiutano nella verifica del sistema e nell'isolamento dei guasti. Viene controllato il feedback dal rilevatore di contatto in cortocircuito e, se c'è un problema con il segnale di controllo, è necessario creare un allarme. Viene controllato il feedback dall'ingresso di arresto di emergenza e di sgancio e, se si verifica un problema con il segnale, deve essere creato un guasto. Viene controllato il feedback proveniente dai ponticelli della ventola di rilevamento della velocità e, se c'è una discrepanza tra la posizione prevista e quella effettiva, deve essere creato un allarme.
Configurazione
La scheda di viaggio primaria della turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD è configurata utilizzando i ponticelli JP1 e JP2, che selezionano la ventola dei quattro pickup di velocità passivi della sezione R sui pacchetti I/O delle sezioni S e T. Posizionando il ponticello sulle coppie di pin, i quattro ingressi di velocità R vengono trasmessi alle altre due sezioni TMR, mentre lasciando i ponticelli in posizione STORE si preservano gli ingressi di velocità dedicati per ciascuna sezione. La configurazione deve essere verificata rispetto al cablaggio del sistema e alla modalità operativa prevista per garantire il corretto funzionamento delle funzioni di misurazione della velocità e di sgancio.
Idoneità applicativa e integrazione di sistema
La scheda di sgancio primario per turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD è un componente critico del sistema di protezione della turbina aeroderivativa, poiché fornisce la funzione di sgancio primario che protegge la turbina da condizioni di velocità eccessiva e altri eventi pericolosi. L'architettura TMR della scheda, con tre pacchetti I/O e votazione sulle uscite relè di sgancio, fornisce la tolleranza ai guasti e l'elevata disponibilità necessarie per una funzione di protezione critica per la sicurezza.
La capacità di misurazione della velocità della scheda, con dodici dispositivi passivi di frequenza degli impulsi o sei ingressi attivi di frequenza degli impulsi TTL, consente di misurare la velocità della turbina in modo ridondante attraverso le tre sezioni TMR, garantendo che venga rilevata una condizione di sovravelocità anche se un sensore di velocità si guasta. The board's four voltage detection circuits allow the trip string voltages to be monitored at multiple points, providing diagnostic visibility into the health of the trip system. The board's hardware-based emergency stop function provides a fast and reliable means of removing power from the trip relays, independent of the software and the I/O packs.
The board's contact outputs are polarity sensitive, and the user must add external solenoid suppression to protect the relays and their contacts. L'ingresso dell'arresto di emergenza deve essere collegato a una sorgente CC pulita e il cablaggio deve seguire le migliori pratiche per evitare il funzionamento errato dei circuiti dei relè di ingresso e di uscita a scatto rapido.
Manutenzione e ciclo di vita
La scheda di sgancio primaria per turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD è progettata per una lunga durata con una manutenzione minima. La scheda contiene i relè di sgancio come uniche parti mobili, e la sua struttura robusta e la tecnologia di montaggio superficiale garantiscono un'elevata affidabilità nel funzionamento industriale continuo. La manutenzione ordinaria consiste nell'ispezione visiva periodica della scheda, delle morsettiere e del cablaggio, nella verifica che le tensioni delle stringhe di sgancio siano conformi alle specifiche e nella conferma che i terminali schermati siano collegati correttamente.
The board's diagnostic features, including the shorted contact detector feedback, the emergency stop input feedback, the speed pickup fanning jumper feedback, and the onboard ID chip, simplify troubleshooting and ensure that the correct board is installed in each location. Se il rilevatore di contatto in corto identifica un relè in corto, viene generato un allarme, avvisando il tecnico della manutenzione di una potenziale perdita di affidabilità di intervento. Se il feedback dell'ingresso di arresto di emergenza indica un problema, viene creato un guasto, avvisando l'operatore di una potenziale perdita della funzione di arresto di emergenza.
Se è necessario sostituire la scheda, il processo è semplice. Dopo aver diseccitato l'apparecchiatura associata e verificato che non vi sia alimentazione, le morsettiere collegabili devono essere etichettate e rimosse e la scheda deve essere rimossa dal suo supporto. The replacement board should be installed in the same position, the JP1 and JP2 jumpers set to match the original configuration, and the terminal blocks reconnected as labeled before returning the system to service.
GE Industrial Control Systems garantisce la compatibilità delle proprie schede sostitutive, anche se schede con livelli di revisione diversi potrebbero non contenere hardware identico. Quando si ordina una scheda di sgancio primaria per turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD sostitutiva, fornire il numero di parte completo e la descrizione, il numero di serie dell'unità o del sistema e il numero dell'elenco dei materiali (ML). La fabbrica può sostituire le versioni successive in base alla disponibilità e ai miglioramenti del design, ma è garantita la compatibilità con le versioni precedenti delle schede sostitutive.
Conclusione
La scheda di sgancio primaria per turbine aeroderivative GE IS200TRPAH2AFD è un modulo di protezione affidabile, robusto e critico per la sicurezza per le applicazioni di turbine aeroderivative di GE Industrial Control Systems. I suoi dodici ingressi di velocità passivi o sei attivi, le sue due uscite di contatto di sgancio approvate da TMR con valore nominale di 125 V CC, i suoi quattro circuiti di rilevamento della tensione isolati, la sua funzione di arresto di emergenza basata su hardware e la sua diagnostica completa forniscono la misurazione della velocità, l'uscita di sgancio, il monitoraggio della tensione e la funzionalità di arresto di emergenza necessarie per la funzione di sgancio primaria.
Con le sue morsettiere collegabili, connettori chiaramente etichettati, diagnostica completa e supporto per configurazioni di sistema sia basate su TTUR che a montaggio diretto, la scheda di sgancio primaria per turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD è progettata per una facile installazione, verifica e manutenzione. Supportato dalla produzione di qualità di GE, dalla rete di supporto globale e dall'impegno per la compatibilità con le versioni precedenti, la scheda di viaggio primaria per turbina aeroderivata IS200TRPAH2AFD continua a offrire le prestazioni, la durata e la sicurezza che gli utenti industriali si aspettano da GE. Sia che venga utilizzata in una nuova installazione o in sostituzione di una scheda esistente, la scheda di viaggio primaria per turbine aeroderivative IS200TRPAH2AFD fornisce la funzionalità di viaggio primaria richiesta per il funzionamento affidabile e sicuro della turbina aeroderivativa.
