IS220PPROH1A ialah komponen kritikal dalam sistem kawalan Mark VIe GE, yang mewakili model khusus pek I/O Perlindungan Turbin Sandaran (PPRO). Modul ini direka bentuk untuk menyediakan fungsi perlindungan berlebihan bebas daripada sistem kawalan utama, memastikan pelaksanaan yang boleh dipercayai bagi operasi kritikal keselamatan seperti perlindungan kelajuan lampau turbin dan pemeriksaan penyegerakan penjana sekiranya berlaku kegagalan kawalan utama. PPROH1A menggabungkan papan pemproses BPPB, menawarkan kebolehpercayaan tinggi dan prestasi masa nyata yang sesuai untuk pelbagai jenis turbin, termasuk turbin gas dan turbin wap. Reka bentuknya mematuhi piawaian kawalan industri dan memastikan operasi yang stabil dalam persekitaran yang keras, dengan julat suhu operasi dari -30°C hingga 65°C.
IS220PPROH1A biasanya digunakan dalam konfigurasi Triple Modular Redundant (TMR), berfungsi bersama-sama dengan papan terminal SPRO, TPROH#C atau TREA. Ia bersambung ke papan perjalanan kecemasan (cth, TREG, TREL, TRES) melalui kabel dengan penyambung pin DC-37. Modul ini juga menyokong komunikasi Ethernet (IONet) untuk pemantauan status dan pertukaran data dengan pengawal utama. Sebagai teras sistem perlindungan sandaran, PPROH1A memiliki kedua-dua perkakasan dan keupayaan pengesanan kelajuan lampau berasaskan perisian tegar dan menyepadukan pelbagai fungsi diagnostik dan pemantauan. Ini memastikan sistem boleh bertindak balas dengan segera kepada keabnormalan, mencegah kerosakan peralatan atau insiden keselamatan.
Penerangan Fungsian Terperinci
IS220PPROH1A menyediakan beberapa fungsi perlindungan utama meliputi pemantauan kelajuan, pertimbangan logik, kawalan geganti dan interaksi dengan sistem kawalan utama. Fungsi utamanya diperincikan di bawah:
1. Perlindungan Kelajuan Terlampau
Perlindungan lebih laju ialah salah satu fungsi teras IS220PPROH1A. Modul ini menerima tiga isyarat kelajuan daripada pikap magnetik (MPU), sepadan dengan aci Tekanan Tinggi (HP), Tekanan Perantaraan (IP) dan Tekanan Rendah (LP). Pengesanan lebih laju dilaksanakan dalam kedua-dua perkakasan dan perisian tegar. Perlindungan kelajuan lampau perkakasan adalah berdasarkan sepenuhnya pada litar logik boleh atur cara, bebas daripada perisian, dengan masa tindak balas kurang daripada 60 ms. Titik tetapannya (OSHW_Setpoint) dimuatkan hanya semasa modul berkuasa, memastikan operasi yang berkesan walaupun jika perisian tegar gagal. Perjalanan lebih laju perkakasan memerlukan dua pusingan aci berturut-turut untuk melebihi titik tetapan, menghalang perjalanan palsu.
Perlindungan lebih laju perisian tegar adalah berdasarkan pengiraan pemproses dan menyokong pelarasan titik tetapan dinamik. Pengguna boleh menetapkan ambang melebihi kelajuan melalui parameter konfigurasi, dan kedua-dua mod ujian dalam talian dan luar talian disokong. Selain itu, walaupun konfigurasi PPROH1A mungkin termasuk parameter untuk ciri 'Kelajuan Lebih Berasaskan Kadar' (RBOS), adalah penting untuk ambil perhatian bahawa fungsi RBOS TIDAK disokong pada perkakasan PPROH1A itu sendiri; ciri ini hanya tersedia dalam model PPROS1B. Jika RBOS didayakan dalam konfigurasi untuk PPROH1A, sistem akan menjana ralat dan menghalang modul daripada pergi dalam talian.
2. Pengesanan Pecutan dan Nyahpecutan
Modul ini mengira kadar perubahan kelajuan (pecutan/penyahpecutan) untuk setiap aci dalam masa nyata. Perjalanan dicetuskan jika nilai ini melebihi ambang yang dikonfigurasikan. Pengiraan pecutan adalah berdasarkan perbezaan antara dua sampel kelajuan berturut-turut pada tetingkap masa boleh dikonfigurasikan (10–100 ms). Pengesanan nyahpecutan menggunakan ambang tetap 100%/saat. Fungsi ini menangkap dinamik turbin yang tidak normal, seperti kehilangan beban secara tiba-tiba atau rampasan mekanikal.
3. Pengesanan Terkunci Aci LP
Untuk turbin berbilang aci, IS220PPROH1A menyediakan pengesanan terkunci aci LP. Jika kelajuan aci HP melebihi ambang kelajuan minimum manakala kelajuan aci LP kekal sifar, modul mengenal pasti ini sebagai anomali penguncian aci LP dan menjana isyarat perjalanan. Fungsi ini menghalang kerosakan peralatan yang disebabkan oleh salah jajaran aci.
4. Pemantauan Hentian Kecemasan (E-Stop).
IS220PPROH1A memantau isyarat E-Stop daripada papan terminal TREG atau TREA. Sebaik sahaja E-Stop diaktifkan, modul segera merentas sistem kawalan utama dan menghalang geganti perjalanan daripada bertenaga. Status E-Stop dilaporkan dalam masa nyata melalui isyarat maklum balas (KESTOP#_Fdbk), memastikan sistem kekal dalam keadaan selamat.
5. Pengesanan Perbezaan Kelajuan
Modul ini membandingkan kadar nadi (RPM) yang dikira sendiri dengan isyarat kelajuan (Speed1) yang disediakan oleh sistem kawalan utama. Jika perbezaan melebihi ambang yang ditetapkan (berdasarkan peratusan kelajuan terkadar) untuk tiga tempoh sampel berturut-turut, perjalanan perbezaan kelajuan dicetuskan. Fungsi ini mengesan kegagalan isyarat kelajuan kawalan utama atau anomali komunikasi.
6. Badan Pengawas Kawalan Utama dan Pemantauan Komunikasi
IS220PPROH1A menerima isyarat 'detik jantung peranti' daripada pengawal utama melalui IONet. Jika tiada kemas kini degupan jantung dikesan untuk lima bingkai data berturut-turut, kehilangan komunikasi kawalan utama ditentukan, mencetuskan perjalanan pengawas. Pada masa yang sama, modul memantau status penyegerakan bingkai Ethernet. Ralat nombor bingkai yang konsisten juga akan mencetuskan tindakan perlindungan.
7. Menyegerakkan Fungsi Semak (K25A)
IS220PPROH1A menyokong pemeriksaan penyegerakan antara penjana dan bas utiliti. Modul ini mengira voltan, kekerapan, sudut fasa, dan gelinciran berdasarkan dua input PT (sisi penjana dan sisi bas). Apabila semua parameter berada dalam tetingkap yang ditetapkan (cth, perbezaan frekuensi ≤ 0.27 Hz, perbezaan fasa ≤ 10°) dan isyarat permit penyegerakan (SynCk_Perm) aktif, ia memberi tenaga kepada geganti K25A, membolehkan pemutus litar ditutup. Fungsi ini juga termasuk logik pintasan penutupan bas mati.
8. Servo Kawalan Geganti Bunuh Diri (K4CL)
Dalam sistem kawalan simplex, IS220PPROH1A boleh memacu geganti K4CL untuk memaksa injap bahan api atau injap stim ditutup. Fungsi ini biasanya dilumpuhkan semasa ujian lebih laju dalam talian untuk mengelakkan pengaktifan yang tidak diingini.
9. Output Geganti Perjalanan dan Menjimatkan
Modul ini menyediakan tiga arahan pemacu Emergency Trip Relay (ETR1–ETR3) dan menyokong kawalan untuk tiga Relay Penjimatan (KE1–KE3). Geganti yang menjimatkan digunakan untuk memperkenalkan rintangan siri ke dalam laluan gegelung solenoid perjalanan selepas pengambilan, mengurangkan arus penahanan dan memanjangkan hayat peranti.
10. Diagnostik Kendiri dan Petunjuk Status
IS220PPROH1A menampilkan diagnostik kendiri yang komprehensif, termasuk:
Ujian Kendiri Kuasa: Memeriksa RAM, memori denyar, port Ethernet dan perkakasan lain.
Pemantauan Bekalan Kuasa: Memantau status bekalan kuasa dalaman secara berterusan.
Maklum Balas Semakan Semasa: Mengesahkan konsistensi dalam litar pemacu geganti.
Semakan Padanan Perkakasan: Mengelirukan keserasian antara papan terminal, papan pemerolehan dan papan pemproses.
Panel hadapan mempunyai enam penunjuk LED yang memaparkan Status Jalankan, E-Stop, Overspeed, Watchdog, Sync dan status Option. Mod LED berputar juga boleh dikonfigurasikan, memberikan petunjuk visual status penyegerakan masa sistem merentas set TMR.
Prinsip Kerja Diterangkan
Logik perlindungan IS220PPROH1A adalah berdasarkan kerjasama litar perkakasan, logik boleh atur cara dan perisian tegar. Prinsip kerjanya dijelaskan dari tiga aspek: seni bina sistem, aliran isyarat, dan pemprosesan logik.
1. Seni Bina Sistem dan Aliran Isyarat
Modul IS220PPROH1A dipalamkan terus ke papan terminal SPRO, TPROH#C atau TREA, bertukar-tukar data melalui penyambung pin DC-62. Isyarat kelajuan daripada penderia MPU dikondisikan oleh papan terminal sebelum memasuki saluran input kadar nadi modul. Isyarat voltan PT memasuki saluran input analog modul sama ada melalui litar pengedaran berkipas (TPRO) atau terus (SPRO).
Secara dalaman, papan pemproses BPPB melaksanakan algoritma perlindungan, manakala papan aplikasi khusus (BPRO) mengendalikan logik peringkat perkakasan, seperti perbandingan kelajuan lampau perkakasan dan pemacu geganti. Semua isyarat input didigitalkan dan diproses oleh perisian tegar untuk keputusan logik. Isyarat output mengawal solenoid perjalanan melalui litar pemacu geganti. Modul menukar data Ruang Isyarat dengan sistem kawalan utama ke atas IONet untuk pemantauan status dan konfigurasi parameter.
2. Prinsip Perlindungan Kelajuan Terlampau
Pengesanan kelajuan lampau perkakasan dilaksanakan sepenuhnya dalam logik boleh atur cara, memintas pemproses. Isyarat nadi kelajuan ditukar kepada RPM menggunakan parameter PRScale dan dibandingkan dengan OSHW_Setpoint yang telah ditetapkan. Jika dua tempoh revolusi berturut-turut menunjukkan kelajuan berlebihan, isyarat perjalanan perkakasan (OS#_HW_Trip) dicetuskan. Laluan ini bertindak balas pantas dan sangat teguh, berfungsi sebagai barisan pertahanan terakhir sistem.
Pengesanan terlebih kelajuan perisian tegar adalah berdasarkan nilai kelajuan yang dikira oleh pemproses, menyokong pelarasan titik tetapan dinamik dan mod ujian. Pengguna boleh mengubah suai ambang dalam masa nyata melalui parameter Ruang Isyarat (cth, OS#_Setpoint). Perisian tegar juga menyokong fungsi 'Trip Anticipate' untuk aplikasi turbin stim, secara dinamik melaraskan titik tetapan terlebih kelajuan berdasarkan beban.
3. Logik Penggabungan Isyarat Perjalanan
Semua isyarat perjalanan yang dijana oleh fungsi perlindungan (cth, lebih laju, pecutan, E-Stop, tamat masa pengawas) digabungkan menjadi isyarat perjalanan komposit (ComposTrip1). Isyarat ini menjalani logik undian (2-daripada-3 dalam sistem TMR) sebelum memacu geganti perjalanan. Logik perjalanan dibahagikan kepada laluan terus (cth, perkakasan lebih laju dan input sentuhan langsung), yang memintas perisian tegar untuk memastikan operasi walaupun pemproses gagal, dan laluan bersyarat, yang bergantung pada penilaian kesihatan komunikasi.
4. Menyegerakkan Algoritma Semak
Fungsi semakan penyegerakan menggunakan teknik Gelung Berkunci Fasa (PLL) untuk mengesan fasa voltan dan kekerapan penjana dan bas dalam masa nyata. Modul mengira:
Perbezaan Voltan (GenVoltsDiff)
Perbezaan Kekerapan (GenFreqDiff)
Perbezaan Sudut Fasa (GenPhaseDiff)
Apabila semua parameter berada dalam had yang dikonfigurasikan dan isyarat SyncCheck_Perm adalah benar, modul mengeluarkan isyarat L25A_Cmd untuk memberi tenaga kepada geganti K25A. Jika mod pintasan (SynCk_ByPass) didayakan, penutupan dibenarkan di bawah keadaan bas mati.
5. Mekanisme Komunikasi dan Pemantauan
IS220PPROH1A mengekalkan komunikasi dengan pengawal utama melalui IONet, mengemas kini isyarat degupan jantung setiap bingkai. Jika komunikasi terganggu, kaunter pemantau bertambah, akhirnya mencetuskan perjalanan. Modul ini juga memantau ciri 'dither' bagi isyarat kelajuan kawalan utama: jika nilai kelajuan kekal tidak berubah untuk berbilang bingkai berturut-turut, ia dinilai sebagai 'Stale Speed', yang mencetuskan tindakan perlindungan. Mekanisme ini memastikan sistem sandaran dapat mengesan anomali kawalan utama dengan segera dan mengambil alih fungsi perlindungan.
6. Kawalan Geganti dan Maklum Balas
Arahan pemacu geganti perjalanan (ETR) ditentukan oleh isyarat perjalanan komposit dan isyarat daya. Modul secara serentak memantau isyarat maklum balas geganti (K#_Fdbk) dan voltan solenoid (SOL#_Vfdbk) untuk memastikan keadaan perintah sepadan dengan keadaan sebenar. Jika percanggahan dikesan, penggera diagnostik dijana (cth, Penggera 69–71).
