Modul I/O Perlindungan Sandaran TMR GE IS220PPROS1B

IS220PPROS1B ialah modul Triple Modular Redundant (TMR) Backup Protection I/O dalam sistem kawalan Mark VIe GE, direka untuk turbin gas, turbin stim dan jentera berputar lain. Ia berfungsi sebagai lapisan perlindungan sandaran bebas yang berasingan daripada sistem kawalan utama, menyediakan fungsi seperti perlindungan lebih laju, semakan penyegerakan, pemantauan kawalan utama dan tersandung kecemasan. Ini memastikan penutupan yang selamat sekiranya berlaku kegagalan sistem kawalan utama, mencegah kerosakan peralatan dan insiden bencana.

IS220PPROS1B ialah versi yang diperakui keselamatan yang mematuhi piawaian IEC 61508, sesuai untuk aplikasi perindustrian yang memerlukan pensijilan di bawah IEC 61511 untuk gelung beralat keselamatan. Reka bentuknya menekankan kebebasan perkakasan dan perisian, menjamin bahawa fungsi perlindungan kekal beroperasi tanpa mengira status sistem kawalan utama.

Senibina Sistem & Komposisi Perkakasan

1 Struktur Perkakasan

• Papan Pemproses: Menggunakan papan pemproses BPPC, disokong oleh perisian ControlST V04.07 dan lebih baharu.

• Papan Aplikasi (BPRO): Mengandungi litar perkakasan khusus aplikasi untuk fungsi seperti pengesanan lebih laju, pemanduan geganti dan pemprosesan isyarat nadi.

• Papan Terminal: Boleh dipasang terus pada papan terminal SPRO, TPROS#C, TPROH#C atau TREA.

• Antara Muka Komunikasi: Menyambung ke IONet melalui port Ethernet untuk pertukaran data dengan pengawal utama.

2 Pilihan Konfigurasi Sistem

• Konfigurasi TMR: Tiga modul PPRO disambungkan kepada rangkaian pengawal R, S dan T masing-masing, melaksanakan logik undian 2 daripada 3.

• Konfigurasi Simplex: Sesuai untuk digunakan dengan papan terminal TRES, di mana satu modul PPRO memantau dua pengawal (R dan S).

• Konfigurasi Kendiri: Papan terminal TREA membenarkan tiga modul PPRO dipasang terus, menghapuskan keperluan untuk kabel luaran antara papan.

Fungsi Teras & Prinsip Operasi

1 Perlindungan Kelajuan Terlampau
IS220PPROS1B menyediakan tiga tahap perlindungan lebihan kelajuan: kawalan, utama dan kecemasan. Tahap kecemasan dilaksanakan secara bebas oleh PPRO dan termasuk:

• Perlindungan Kelajuan Lebih Perkakasan:

• Menggunakan logik perkakasan bebas daripada perisian untuk pengesanan terlalu laju.

• Titik tetapan perjalanan ( OSHW_Setpoint ) dimuatkan hanya semasa permulaan modul, memastikan ia tidak terjejas oleh ralat perisian masa jalan.

• Memerlukan dua pusingan aci berturut-turut untuk melebihi titik tetapan untuk mencetuskan perjalanan. Masa tindak balas biasanya kurang daripada 60ms pada kelajuan operasi biasa.

• Perlindungan Kelajuan Perisian Tegar:

• Melakukan pengiraan masa nyata berdasarkan tiga isyarat kelajuan (HP, IP, LP).

• Menyokong Perlindungan Kelajuan Berasaskan Kadar (RBOS), yang secara dinamik melaraskan titik set perjalanan lebihan kelajuan berdasarkan pecutan aci semasa.

• Fungsi RBOS (PPROS1B sahaja):

• Membenarkan pengguna mentakrifkan keluk tindak balas menggunakan lima titik putus pecutan/RPM.

• Apabila pecutan aci meningkat, titik tetapan lebih laju dipacu RBOS berkurangan, membolehkan permulaan perjalanan lebih awal di bawah keadaan pecutan tinggi.

2 Fungsi Semak Penyegerakan

• Memantau voltan penjana dan bas, kekerapan dan sudut fasa melalui dua input Pengubah Potensi (PT).

• Memberi tenaga kepada geganti K25A untuk membenarkan penutupan pemutus apabila keadaan berada dalam had boleh dikonfigurasikan untuk perbezaan voltan, perbezaan frekuensi (gelinciran) dan perbezaan sudut fasa.

• Termasuk fungsi pintasan untuk penutupan bas mati.

3 Badan Pengawas Kawalan Utama

• Memantau kesihatan pengawal utama melalui isyarat degupan jantung ( DEVICE_HB ) yang diterima melalui IONet.

• Mencetuskan perjalanan jika degupan jantung hilang untuk lima bingkai data berturut-turut.

• Menyokong pemantauan dua pengawal utama; satu pengawal yang sihat sudah memadai untuk mengelakkan perjalanan.

4 Fungsi Pelindung Lain

• Pengesanan Perbezaan Kelajuan: Perjalanan jika perbezaan antara isyarat kelajuan kawalan utama dan kelajuan dikira PPRO melebihi ambang yang dikonfigurasikan untuk tiga sampel berturut-turut.

• Pengesanan Kelajuan Basi: Perjalanan jika isyarat kelajuan daripada pengawal utama berhenti berubah (dithering) untuk tempoh yang berpanjangan (100 bingkai), menunjukkan potensi kehilangan integriti isyarat.

• Pengesanan Terkunci Aci LP: Mencetuskan jika aci HP mempunyai kelajuan manakala aci LP kekal pada kelajuan sifar.

• Perjalanan Input Kenalan Diskret: Tujuh input kenalan terpencil menyokong sama ada permulaan perjalanan langsung (berasaskan perkakasan) atau bersyarat (berasaskan logik perisian tegar).

• E-Stop (Hentian Kecemasan): Memantau isyarat E-Stop luaran dan memulakan perjalanan silang ke kawalan utama.

5 Output & Maklum Balas Geganti

• Geganti Perjalanan Kecemasan (ETR1–ETR3): Kawal solenoid perjalanan.

• Geganti Penjimatan (KE1–KE3): Masukkan rintangan siri ke dalam litar solenoid selepas pengambilan untuk mengurangkan arus penahanan.

• Servo Suicide Relay (K4CL): Memaksa injap bahan api atau wap ditutup (biasa dalam sistem simpleks).

• Geganti Semak Penyegerakan (K25A): Mengawal arahan penutupan pemutus litar penjana.

Perbezaan Utama: IS220PPROS1B lwn. IS220PPROH1A

Aplikasi Biasa

• Turbin Gas (Aci Tunggal / Dua Aci)

• Turbin Stim (Besar, Sederhana, Kecil)

• Tumbuhan Kitaran Gabungan (konfigurasi STAG)

• Aplikasi industri yang memerlukan pematuhan dengan tahap integriti keselamatan SIL 2 / SIL 3.