IS220YTURS1A ialah pek I/O kritikal dalam Sistem Kawalan Keselamatan Mark VleS, direka khusus untuk Perlindungan Turbin Utama. Ia ialah modul I/O khusus aplikasi yang berfungsi bersama papan terminal yang serasi (seperti TTUR, TRPA, TRPG) untuk memantau dan melindungi turbin (gas atau stim) daripada bahaya kritikal seperti kelajuan lampau dan kegagalan nyalaan. Fungsi terasnya adalah untuk memastikan penutupan peralatan yang selamat apabila mengesan keadaan berbahaya.
Modul ini direka bentuk dan diperakui mengikut piawaian keselamatan berfungsi IEC 61508. Ia mampu mencapai:
SIL 2 dalam Toleransi Kesalahan Perkakasan (HFT) = 0 seni bina (cth, 1oo1, 2oo2).
SIL 3 dalam HFT = 1 seni bina (cth, 1oo2, 2oo3).
Ia sesuai untuk digunakan dalam kedua-dua mod permintaan rendah dan permintaan tinggi/berterusan.
Fungsi Utama
1. Pemantauan Kelajuan dan Perlindungan Terlalu Laju
IS220YTURS1A menyokong sehingga empat input sensor kelajuan magnetik pasif, dengan julat frekuensi 2 Hz hingga 20,000 Hz.
Setiap saluran input boleh dikonfigurasikan secara bebas untuk aplikasi yang berbeza (cth, Aliran, Kelajuan, Kelajuan_Tinggi, Kelajuan_Rendah).
Ia menggabungkan algoritma pengesanan lampau laju dengan logik perjalanan boleh dikonfigurasikan, seperti tersandung pada satu saluran ( PR_Single ) atau pada nilai maksimum daripada berbilang saluran ( PR_Max ).
Fungsi pecutan dan nyahpecutan yang boleh dikonfigurasikan tersedia untuk melindungi daripada perubahan mendadak dan berbahaya dalam kelajuan aci.
2. Pengesanan Api
Ia menerima input daripada sehingga lapan pengesan nyalaan (cth, jenis Geiger-Muller).
Litar pengesan nyalaan mentafsir denyutan voltan melebihi 2.5 V sebagai logik tinggi, menunjukkan kehadiran nyalaan. Kadar nadi diukur dengan pembilang pada selang masa yang boleh dikonfigurasikan pengguna (berbilang 40 ms).
Keadaan selamat untuk litar pengesanan nyalaan YTUR ditakrifkan sebagai 'Flame Present'. Kehilangan isyarat nyalaan membentuk keadaan tidak selamat yang akan mencetuskan tindakan perlindungan. Ia tidak bertujuan untuk aplikasi di mana nyalaan yang dikesan adalah keadaan tidak selamat.
3. Kawalan Peranti Perjalanan Elektrik (ETD).
IS220YTURS1A memacu keluaran geganti perjalanan yang dipantau kepada antara muka dengan Peranti Perjalanan Elektrik (ETD), yang biasanya memotong kuasa untuk menghalang solenoid, memulakan penutupan mekanikal.
Dalam konfigurasi Triple Modular Redundant (TMR), output daripada tiga pek YTUR disambungkan ke papan terminal (seperti TRPG atau TRPA) yang melaksanakan litar pengundian perkakasan (cth, undian 2 daripada 3) untuk memastikan satu kegagalan tidak menghalang perjalanan.
4. Input Hentian Kecemasan (E-Stop).
Input E-Stop khusus menyediakan laluan penutupan kecemasan berasaskan perkakasan. Apabila diaktifkan, ia boleh menyahtenagakan secara langsung geganti perjalanan.
Isyarat E-Stop ini juga boleh dikonfigurasikan untuk merentas perjalanan sistem perlindungan lain, seperti perlindungan lebih laju sandaran YPRO, memastikan perlindungan seluruh sistem.
5. Fungsi Tidak Diperakui Keselamatan (Tidak Mengganggu)
Penyegerakan Penjana dan Kawalan Pemutus: Menyediakan fungsi tidak berkadar keselamatan untuk menyegerakkan penjana ke grid utiliti dan mengawal pemutus litar utama.
Voltan Aci dan Pemantauan Arus: Memantau voltan dan arus aci teraruh untuk membantu mengelakkan kerosakan daripada arus aci, tetapi ini bukan sebahagian daripada fungsi keselamatan.
Pemantauan Transformer Berpotensi (PT): Memantau isyarat voltan penjana dan bas daripada Transformer Berpotensi untuk tujuan kawalan dan pemantauan bukan keselamatan.
Seni Bina Sistem dan Prinsip Operasi
1. Seni Bina Perkakasan
IS220YTURS1A beroperasi sebagai komponen utama dalam seni bina Mark VleS yang lebih besar. Laluan isyaratnya terdiri daripada tiga bahagian utama:
Papan Terminal (TTUR/TRPA/TRPG): Menyediakan antara muka fizikal untuk pendawaian medan, menawarkan ciri seperti perlindungan sementara, isyarat fannin g (untuk input TMR) dan undian keluaran (untuk output TMR).
Pek I/O (YTURS1A): Modul itu sendiri, yang mengandungi papan pemproses biasa dan papan pemerolehan data yang unik. Ia mendigitalkan isyarat, melaksanakan algoritma perlindungan, dan mengendalikan komunikasi.
IONet: Rangkaian Ethernet tertutup proprietari yang digunakan untuk komunikasi antara pek I/O dan pengawal Keselamatan Mark VleS. I/O mengemas data input berbilang hantaran kepada pengawal setiap bingkai, dan pengawal menyiarkan data output kembali ke pek I/O.
Dalam sistem TMR, tiga modul IS220YTURS1A (R, S, T) digunakan. Setiap modul memproses input yang dikipas secara bebas. Pengawal kemudian melakukan pemilihan median pada isyarat kelajuan dan undian majoriti (2 daripada 3) pada keputusan kesihatan dan perjalanan, memastikan operasi berterusan walaupun satu keseluruhan saluran gagal.
2. Aliran Kerja Pemprosesan dan Kawalan Isyarat
Pemerolehan Input: Isyarat medan (kelajuan, nyalaan, E-Stop, dsb.) disambungkan ke papan terminal, yang mengkondisikan dan mengipasnya ke modul YTURS1A.
Pemprosesan Isyarat: YTURS1A mendigitalkan isyarat analog dan melaksanakan algoritma perisian tegar terbenamnya. Untuk input kelajuan, ia mengira RPM. Untuk input nyalaan, ia menentukan status nyalaan/nyalaan berdasarkan kiraan nadi.
Logik Perlindungan: Modul secara berterusan membandingkan nilai yang diproses (cth, kelajuan, pecutan) terhadap titik set perjalanan yang dikonfigurasikan. Ia juga memantau kesihatan perkakasan dan isyarat inputnya sendiri.
Tindakan Output: Jika keadaan perjalanan dipenuhi (cth, lebih laju) atau kerosakan kritikal dikesan, YTURS1A dengan serta-merta menyahtenaga keluaran geganti perjalanan yang diperakui keselamatannya. Tindakan ini dilakukan secara setempat dalam pek I/O, tanpa memerlukan arahan daripada pengawal utama, memastikan masa tindak balas yang sangat cepat.
Komunikasi Sistem: Pada masa yang sama, YTURS1A menyampaikan status semua input, output dan diagnostik dalamannya kepada pengawal Mark VleS melalui IONet untuk pemantauan peringkat sistem, membimbangkan dan paparan HMI.
3. Pemantauan Kesihatan dan Liputan Diagnostik
IS220YTURS1A menampilkan diagnostik onboard yang meluas untuk mengesan kegagalan perkakasan, kehilangan komunikasi dan isu bekalan kuasa.
Dalam sistem Mark VleS, setiap pembolehubah terbitan I/O mempunyai status kesihatan yang berkaitan. Kesihatan ini ialah gabungan kesihatan titik (daripada diagnostik kendiri pek I/O) dan kesihatan pautan (daripada pengesahan pengawal integriti komunikasi IONet).
Kod aplikasi boleh memantau kesihatan pembolehubah kritikal menggunakan blok fungsi VAR_HEALTH, membenarkan logik keselamatan mengambil tindakan yang sewajarnya jika input dianggap tidak sihat (cth, memilih sensor berlebihan, memulakan penggera).
Ciri Penjenamaan sistem memastikan integriti konfigurasi. Setelah aplikasi diuji dan dijenamakan, sebarang perubahan tanpa kebenaran pada kod, pemalar atau perkakasan menjana penggera diagnostik.
4. Integrasi dengan YPRO dan YSIL untuk Perlindungan Berlapis
IS220YTURS1A selalunya merupakan sebahagian daripada strategi perlindungan berbilang lapisan:
IS220YTURS1A (Perlindungan Utama): Berfungsi sebagai sistem utama untuk lebihan kelajuan dan perlindungan nyalaan.
YPRO (Perlindungan Sandaran): Menyediakan lapisan perlindungan overspeed yang bebas sepenuhnya, selalunya dengan kedua-dua perisian tegar dan mekanisme perjalanan berasaskan perkakasan.
YSIL (Perlindungan Keselamatan Teras): Menawarkan tahap integriti keselamatan tertinggi (SIL 3) untuk fungsi paling kritikal, seperti perlindungan pemampat gas.
Konfigurasi dan Pentauliahan
Konfigurasi IS220YTURS1A dilakukan menggunakan aplikasi ToolboxST.
1. Konfigurasi Asas
2. Tetapan Parameter Perlindungan
Setpoint Perjalanan Lebih Laju (cth, PR1Setpoint ke PR4Setpoint )
Daya Pecutan/Penyahpecutan Daya dan Titik Set
Selang Masa Pengesanan Api dan Had Ambang ( FlameLimitHigh , FlameLimitLow )
Pemeriksaan Had Sistem dan Had Perbezaan Diagnostik ( TMR_DiffLimit )
3. Konfigurasi Jumper (pada papan TRPA)
Pensijilan dan Aplikasi Keselamatan
