Kad Perlindungan Jentera MPC4 ialah komponen teras barisan produk VM dan bahagian penting Sistem Perlindungan Jentera (MPS) siri VM600. Direka untuk pemantauan masa nyata dan perlindungan jentera perindustrian, kad ini menampilkan kebolehprograman dan serba boleh yang tinggi, mampu memproses empat input isyarat dinamik dan dua input tachometer (Keyphasor) secara serentak. Kad MPC4 digunakan secara meluas dalam sektor industri kritikal seperti penjanaan kuasa, minyak & gas, dan aeroangkasa untuk memastikan peralatan beroperasi dalam keadaan selamat dan boleh dipercayai.
Kad MPC4 tersedia dalam tiga versi: Standard, Litar Berasingan dan Keselamatan (MPC4SIL), memenuhi keperluan keselamatan dan fungsi bagi senario aplikasi yang berbeza. Semua versi mesti digunakan sebagai pasangan kad dengan kad input/output IOC4T yang sepadan.
II. Ciri & Faedah Utama
1. Input Isyarat Dinamik Berbilang Saluran
Menyokong 4 saluran isyarat dinamik, menerima input daripada pelbagai sensor seperti pecutan, halaju dan anjakan (kehampiran).
Setiap saluran boleh diprogramkan secara bebas dan menyokong input voltan (±10V AC) atau arus (0–25mA DC).
Impedans input ialah 200 kΩ, dengan Nisbah Penolakan Mod Biasa yang tinggi (>60 dB) dan crosstalk rendah (-72 dB).
2. Input Takometer Dwi (Keyphasor).
Menyokong input rujukan 2 kelajuan/fasa, sesuai untuk probe proximity, pickup magnetik atau isyarat TTL.
Menyokong nisbah takometer pecahan, dengan julat kelajuan yang luas (0.016 Hz hingga 50 kHz).
3. Pemprosesan Isyarat Digital Masa Nyata (DSP)
Menggunakan teknologi DSP termaju untuk penapisan masa nyata, penyepaduan/pembezaan dan pembetulan (RMS, min, puncak sebenar, puncak ke puncak sebenar).
Menyokong penjejakan pesanan, membenarkan pemantauan serentak amplitud dan fasa.
4. Penggera Boleh Aturcara & Titik Tetapan Adaptif
Menyediakan penggera dua peringkat Amaran dan Bahaya, menyokong kelewatan, histerisis dan fungsi selak.
Ambang penggera boleh dilaraskan secara adaptif berdasarkan kelajuan atau isyarat luaran, meningkatkan fleksibiliti sistem.
5. Bekalan Kuasa Sensor & Penyaman Isyarat
Penderia sokongan bekalan kuasa bersepadu seperti pecutan IEPE dan sistem ukuran jarak.
Menyediakan output voltan ±27.2V, +15V, dan sumber arus malar 6.16 mA.
6. Penyambung Panel Depan & Penunjuk Status
Penyambung BNC untuk setiap output saluran menimbal isyarat sensor 'mentah' untuk analisis luaran.
Penunjuk LED panel hadapan memaparkan status saluran, penggera dan kerosakan sistem.
7. Reka Bentuk Boleh Tukar Panas & Modular
Menyokong pemasukan dan penyingkiran secara langsung (pertukaran panas), memudahkan penyelenggaraan dan peningkatan.
Boleh beroperasi bersama kad lain dalam sistem VM600 (cth, IOC4T, RLC16, IRC4).
8. Keselamatan & Pensijilan
Kedua-dua versi Standard dan Keselamatan diperakui kepada IEC 61508 dan ISO 13849 untuk sistem keselamatan berfungsi (cth, SIL 1, PL c).
Versi Keselamatan (MPC4SIL) menampilkan pengasingan elektrik untuk mengelakkan perubahan konfigurasi yang tidak disengajakan.
III. Prinsip Kerja & Fungsi Pemprosesan
Prinsip operasi teras kad MPC4 adalah berdasarkan teknologi Pemprosesan Isyarat Digital (DSP) berprestasi tinggi. Ia menyediakan pemantauan dan perlindungan jentera yang komprehensif melalui pemerolehan masa nyata, penapisan, analisis dan pemprosesan penggera isyarat sensor. Prinsip kerja diperincikan dalam empat aspek di bawah:
1. Input & Penyaman Isyarat
Kad MPC4 menerima isyarat daripada pelbagai sensor, termasuk:
Isyarat Dinamik: Seperti pecutan getaran, halaju, anjakan, serta kedudukan tujahan, kesipian, pengembangan kotak, dsb.
Isyarat Tachometer: Daripada Fasor Kekunci, pengekod atau penderia nadi, digunakan untuk rujukan fasa dan pengukuran kelajuan.
Setiap input isyarat dinamik menjalani penyaman hujung hadapan analog, termasuk:
Padanan Impedans: Impedans input 200 kΩ menampung pelbagai ciri output sensor.
Penolakan Mod Biasa: CMRR > 60 dB berkesan menyekat gangguan mod biasa.
Respons Kekerapan: Julat frekuensi analog dari DC hingga 60 kHz (-3 dB), memastikan komponen frekuensi tinggi dipelihara.
Isyarat input semasa ditukar kepada isyarat voltan melalui perintang 324.5 Ω dalaman sebelum pensampelan. Semua isyarat input melalui penapis anti-aliasing sebelum mencapai ADC (Penukar Analog-ke-Digital), memastikan ketepatan pensampelan.
2. Aliran Pemprosesan Isyarat Digital
Kad MPC4 menggunakan seni bina pemprosesan selari berbilang saluran, di mana setiap isyarat diproses secara bebas, terutamanya melibatkan langkah berikut:
a) Penapisan Digital
Menyokong penapis laluan tinggi, laluan rendah dan laluan jalur dengan cerun boleh dikonfigurasikan daripada 6 hingga 60 dB/oktaf.
Riak jalur laluan kurang daripada ±0.3 dB, dan pengecilan jalur henti lebih besar daripada 50 dB, memastikan ketulenan isyarat.
b) Integrasi & Pembezaan
Boleh menyepadukan pecutan kepada halaju atau sesaran, atau membezakan halaju kepada pecutan, mengikut keperluan.
Julat frekuensi operasi penyepaduan ialah 2.5 Hz hingga 10 kHz.
c) Pembetulan & Pengiraan Amplitud
Menyokong kaedah pengiraan amplitud berbilang:
RMS (Root Mean Square)
Nilai Min
Puncak Benar
True Peak-to-Peak
Ralat kelinearan kurang daripada ±1%, dan ketepatan amplitud ialah ±1% daripada skala penuh.
d) Penjejakan Pesanan & Analisis Fasa
Menjejaki amplitud dan fasa pesanan tertentu secara automatik (cth, 1X, 2X, 3X) semasa perubahan kelajuan.
Ralat fasa kurang daripada ±6°, biasanya ±1° pada frekuensi asas.
e) Pengukuran Jurang/Kedudukan
3. Gabungan Pemprosesan Penggera & Logik
Kad MPC4 mempunyai sistem penggera yang boleh dikonfigurasikan secara fleksibel:
a) Tahap Penggera
Setiap saluran menyokong penggera dua peringkat Amaran dan Bahaya, setiap satu boleh dikonfigurasikan sebagai lebihan had (A+, D+) atau bawah had (A-, D-).
Ambang penggera boleh ditetapkan di mana-mana sahaja dalam skala penuh dan menyokong pelarasan penyesuaian, cth, berdasarkan kelajuan.
b) Kelewatan Penggera & Histeresis
c) Gabungan Logik
Menyokong gabungan logik seperti DAN, ATAU, dan Pengundian Majoriti, dengan sehingga 8 fungsi asas dan 4 fungsi lanjutan boleh dikonfigurasikan.
Sesuai untuk pertimbangan berbilang parameter yang kompleks dalam sistem jentera.
d) Output Penggera
Isyarat penggera dikeluarkan melalui kad IOC4T, geganti memandu atau menghantar melalui bas OC ke kad lain (cth, RLC16, IRC4).
4. Diagnostik Kendiri Sistem (Sistem OK)
Kad MPC4 termasuk Sistem OK terbina dalam yang memantau kesihatan penderia dan rantai isyarat secara berterusan:
Pengesanan Ambang Dua Tahap: Had atas dan bawah yang boleh dikonfigurasikan memantau sama ada tahap isyarat berada dalam julat yang munasabah.
Pengesanan Kerosakan Talian: Mengenal pasti kerosakan seperti litar terbuka dan litar pintas.
Petunjuk Panel Depan: Setiap saluran mempunyai LED yang menunjukkan status 'OK' atau jenis kerosakan.
Selain itu, kad MPC4 melakukan rutin ujian kendiri semasa dimulakan, mendiagnosis status perkakasan dan perisian tegar untuk memastikan operasi sistem yang boleh dipercayai.
IV. Perbezaan Versi & Senario Berkenaan
| Versi |
Ciri |
Aplikasi Biasa |
| Standard |
Menyokong semua ciri, termasuk bas VME, saluran takometer, penjejakan jalur sempit. |
Sistem perlindungan jentera am. |
| Litar Berasingan |
Reka bentuk terpencil secara elektrik, mematuhi IEC 60255-5. |
Persekitaran gangguan elektromagnet tinggi. |
| Keselamatan (MPC4SIL) |
Tiada antara muka VME, tiada tachometer atau sokongan penjejakan jalur sempit, diperakui SIL 1. |
Sistem keselamatan berfungsi (cth, SIL 1 / PL c). |
V. Aplikasi Biasa
Turbin Gas & Stim: Getaran, anjakan, pemantauan kelajuan.
Pemampat & Pam: Getaran aci, keadaan galas, kedudukan tujahan.
Penjana & Motor: Perlindungan getaran, analisis fasa.
Turbin Angin: Pandu getaran kereta api dan penjejakan kelajuan.
