IS200TPROS1C to listwa zaciskowa do ochrony awaryjnej zaprojektowana przez firmę General Electric (GE) do systemów sterowania turbin gazowych i parowych. Ta płyta to wersja sprzętowa serii TPRO, używana głównie do dostarczania krytycznych sygnałów do płyty procesora VPRO w celu niezależnego awaryjnego zabezpieczenia przed przekroczeniem prędkości i kontroli synchronizmu, w tym sygnałów prędkości, sygnałów temperatury, napięcia generatora i napięcia szyny.
Płyta IS200TPROS1C współpracuje z potrójnie redundantnymi płytami VPRO, tworząc moduł zabezpieczający niezależny od głównego systemu sterowania turbiną. Ten system zabezpieczający steruje elektromagnesami wyłączającymi za pośrednictwem listew zaciskowych TREx (TREG, TREL lub TRES), realizując zabezpieczenie przed awaryjnym wyłączeniem turbiny. TPRO dostarcza sygnały wejściowe do wszystkich trzech kart VPRO, zapewniając, że funkcje zabezpieczające mogą być nadal normalnie wykonywane, nawet w przypadku awarii jednego kanału.
Do głównych funkcji płytki IS200TPROS1C należą:
Awaryjne zabezpieczenie przed przekroczeniem prędkości: Dostarcza sygnały prędkości do VPRO poprzez magnetyczne przetworniki prędkości, wdrażając awaryjne zabezpieczenie przed przekroczeniem prędkości niezależnie od głównego sterownika.
Rezerwowa ochrona kontroli synchronizacji: Zapewnia rezerwową ochronę dla zamykania synchronizacji poprzez wejścia napięcia generatora i napięcia magistrali.
Zabezpieczenie przed przegrzaniem spalin: Monitoruje temperaturę spalin z turbiny gazowej za pomocą wejść termopary, zapewniając ochronę przed przegrzaniem.
Wejścia analogowe: Zapewniają trzy analogowe kanały wejściowe prądu/napięcia do monitorowania innych parametrów procesu.
Płytka spełnia wymagania zastosowań przemysłowych i zawiera wtykowe listwy zaciskowe ułatwiające okablowanie i konserwację na miejscu. Do każdego punktu końcowego można podłączyć maksymalnie dwa przewody nr 12 AWG z izolacją 300 V. Wymiary tablicy to 17,8 cm szerokości x 33,02 cm wysokości, co pozwala na standardową instalację w szafie sterowniczej.
II. Główne funkcje
Podstawowe funkcje IS200TPROS1C obejmują między innymi:
1. Wejście sygnału prędkości i zabezpieczenie przed przekroczeniem prędkości
Płyta IS200TPROS1C dostarcza sygnały prędkości do VPRO w celu zabezpieczenia przed przekroczeniem prędkości awaryjnej (EOS). Detekcja prędkości wykorzystuje pasywne magnetyczne czujniki prędkości w następującej konfiguracji:
Można podłączyć łącznie 9 pasywnych magnetycznych przetworników prędkości.
Każda płyta VPRO monitoruje 3 przetworniki prędkości.
Sygnały wyjściowe sondy przesyłane są ekranowaną skrętką dwużyłową na maksymalną odległość 300 metrów (984 stóp).
Zakres częstotliwości impulsów: 2 Hz do 20 kHz.
Czułość obwodu wejściowego: Minimalna wartość szczytowa 27 mV przy 2 Hz, minimalna wartość szczytowa 450 mV przy 14 kHz.
2. Synchronizacja kopii zapasowych Sprawdź ochronę
IS200TPROS1C zapewnia kopie zapasowe wejść sprawdzających synchronizację do modułu zabezpieczającego, w tym:
Napięcie generatora i napięcie magistrali, pochodzące z dwóch jednofazowych transformatorów potencjału (PT).
Nominalne napięcie wejściowe: 115 V rms.
Dopuszczalny zakres napięcia synchronizacji: 75 do 130 V rms.
Dokładność napięcia: 0,5% napięcia znamionowego.
Dokładność częstotliwości: 0,05%.
Pomiar różnicy faz: Lepszy niż 1 stopień.
Obciążenie na wejście: mniej niż 3 VA.
Stopień izolacji: Bariera izolacyjna 1500 V rms.
Maksymalna długość kabla: 100 metrów (skrętka ekranowana 18 AWG).
Każde wejście PT jest wewnętrznie połączone równolegle poprzez TPRO z trzema płytami VPRO. Potrójnie redundantne okna poślizgu fazowego dają głosowane wyjście logiczne na listwie zaciskowej TREG, która steruje przekaźnikiem K25A. Styki tego przekaźnika są połączone szeregowo z przekaźnikiem zezwalającym na synchronizację (K25P) i przekaźnikiem automatycznej synchronizacji (K25), aby zapewnić, że nie zostanie wydane fałszywe polecenie zamknięcia wyłącznika generatora. Podobnie styki styku K25A są połączone szeregowo ze stykami zdalnego, ręcznego sprzętu synchronizującego, aby zapobiec fałszywym rozkazom.
3. Wejścia termopary
IS200TPROS1C zapewnia 9 kanałów wejściowych termopary, używanych głównie do ochrony przed przegrzaniem gazów spalinowych turbiny. Każda płyta VPRO monitoruje 3 wejścia termopary. Specyfikacje termopary są takie same jak dla płytki VTCC.
4. Wejścia analogowe
IS200TPROS1C zapewnia trzy analogowe kanały wejściowe, przy czym VPRO dostarcza zasilanie 28 V DC dla analogowych nadajników wejściowych:
Kanał 1: Konfigurowalny za pomocą zworek JP1A i JP1B dla wejścia prądowego 4–20 mA lub wejścia napięciowego (±5 V DC lub ±10 V DC).
Kanał 2: wejście prądowe 4-20 mA.
Kanał 3: wejście prądowe 4-20 mA.
Specyfikacje wejść analogowych są takie same jak w przypadku karty VAIC.
5. Dystrybucja sygnału
Wszystkie sygnały wejściowe (prędkość, napięcie, termopara, analogowe) są połączone równolegle poprzez TPRO z trzema płytami VPRO, uzyskując potrójną redundancję. Taka konstrukcja zapewnia, że funkcje zabezpieczające mogą być nadal normalnie wykonywane, nawet w przypadku awarii jednej karty VPRO.
III. Aplikacje systemowe
1. Zastosowanie w systemie ochrony turbin gazowych
IS200TPROS1C to podstawowa listwa zaciskowa wejścia niezależnego systemu ochrony awaryjnej turbin gazowych. Współpracuje z potrójnie redundantnymi płytami procesorowymi VPRO tworząc moduł zabezpieczający niezależny od głównego układu sterującego turbiną. System ten steruje elektromagnesami wyłączającymi za pośrednictwem listew zaciskowych TREx i TRPx w celu wdrożenia zabezpieczenia przed awaryjnym wyłączeniem.
2. Koordynacja z VPRO i TREx
W systemie ochrony tablice koordynują się w następujący sposób:
IS200TPROS1C: Pobiera sygnały prędkości, napięcia, termopary i analogowe sygnały wejściowe, rozdzielając je równolegle do trzech płytek VPRO.
VPRO: przetwarza sygnały wejściowe, realizuje awaryjne zabezpieczenie przed przekroczeniem prędkości i funkcje zatrzymania awaryjnego oraz steruje 12 przekaźnikami w TREG.
TREG: Dostarcza dodatnią stronę napięcia stałego 125 V do elektrozaworów wyłączających, współpracując z TRPx w celu sterowania elektromagnesami.
TRPx (TRPG/TRPL/TRPS): Dostarcza stronę ujemną napięcia 125 V prądu stałego do elektrozaworów wyłączających.
Elektromagnesy wyłączające: Można podłączyć maksymalnie 3, niezależnie wyzwalane przez VPRO przez TREG lub przez główny sterownik przez TRPx.
3. Relacja z głównym kontrolerem
Moduł zabezpieczenia awaryjnego zawierający IS200TPROS1C jest całkowicie niezależny od głównego układu sterowania turbiną (VTUR). Zarówno VTUR, jak i VPRO wykrywają nadmierną prędkość turbiny, a każdy z systemów może niezależnie wyłączyć turbinę za pomocą przekaźników na TRPG lub TREG. Ta redundantna konstrukcja gwarantuje, że nawet w przypadku awarii głównego systemu sterowania, system ochrony awaryjnej może nadal działać prawidłowo.
4. Synchronizacja kopii zapasowych Sprawdź ochronę
Wejścia napięcia generatora i napięcia magistrali dostarczane przez IS200TPROS1C są wykorzystywane do zabezpieczenia sprawdzania synchronizacji kopii zapasowej. Potrójnie nadmiarowe okna poślizgu fazowego dają głosowane wyjście logiczne na TREG, sterujące przekaźnikiem K25A. Styki tego przekaźnika są połączone szeregowo z K25P i K25, aby zapobiec wydaniu fałszywych poleceń zamknięcia. Podobnie styki K25A są również połączone szeregowo ze stykami zdalnego sprzętu do ręcznej synchronizacji, aby zapobiec nieprawidłowemu działaniu.
5. Zabezpieczenie przed przegrzaniem spalin
W zastosowaniach z turbinami gazowymi 9 wejść termopar w IS200TPROS1C jest wykorzystywanych głównie do ochrony przed przegrzaniem spalin. Każdy VPRO monitoruje 3 termopary, zapewniając potrójnie redundantne monitorowanie temperatury. Gdy temperatura spalin przekroczy ustawiony próg, system zabezpieczający może wywołać wyłączenie awaryjne.
6. Typowe scenariusze zastosowań
Awaryjne zabezpieczenie przed przekroczeniem prędkości obrotowej turbin gazowych
Zabezpieczenie przed przegrzaniem spalin w turbinach gazowych
Zabezpieczenie sprawdzania synchronizacji kopii zapasowych dla generatorów
Systemy wyłączania bezpieczeństwa niezależne od głównego sterownika
Przemysłowe maszyny turbinowe wymagające potrójnej redundantnej ochrony
IV. Szczegółowy opis interfejsu
1. Przydział listwy zaciskowej
Płyta IS200TPROS1C posiada dwa wtykowe bloki zacisków:
Pierwszy blok zacisków: łączy transformatory potencjału generatora, transformatory potencjału szyny, wejścia analogowe i termopary.
Drugi blok zacisków: łączy magnetyczne przetworniki prędkości.
Do każdego punktu końcowego można podłączyć maksymalnie dwa przewody nr 12 AWG z izolacją 300 V. Listwy zaciskowe można odłączyć, co ułatwia okablowanie i konserwację na miejscu.
2. Połączenia sygnałowe
Płytka łączy się z każdą płytą VPRO za pomocą dwóch kabli. Konkretne metody połączeń można znaleźć na schemacie okablowania w dokumencie.
3. Konfiguracja zworek
| zworki |
funkcji |
Opis ustawienia |
| JP1A |
Wybór typu kanału analogowego 1 |
Współpracuje z JP1B, aby wybrać wejście 4-20 mA lub napięciowe |
| JP1B |
Wybór typu kanału analogowego 1 |
Współpracuje z JP1A, aby wybrać wejście 4-20 mA lub napięciowe |
4. Chip identyfikacyjny
Złącza IS200TPROS1C są wyposażone w chip identyfikacyjny tylko do odczytu, przechowujący następujące informacje:
Płyty VPRO odczytują te informacje podczas uruchamiania i porównują je z oczekiwanymi wartościami. W przypadku napotkania niezgodności generowany jest błąd niezgodności sprzętu, co zapobiega problemom systemowym spowodowanym nieprawidłową konfiguracją.
V. Diagnostyka i konfiguracja
1. Funkcje diagnostyczne
Płyty VPRO wykonują następującą diagnostykę TPRO, jego kabli i sygnałów wejściowych:
| elementu diagnostycznego |
Opis |
| Kontrola limitu wejścia analogowego |
Wykonuje kontrolę górnego/dolnego limitu analogowych sygnałów wejściowych; przekroczenie limitów powoduje usterkę |
| Złożony alarm diagnostyczny |
Gdy jakikolwiek sygnał ulegnie awarii, generowany jest alarm L3DIAG_VPROR (lub S/T). |
| Blokowanie i resetowanie usterek |
Sygnały diagnostyczne można indywidualnie blokować i resetować za pomocą RESET_DIA po powrocie do stanu normalnego |
| Weryfikacja chipa identyfikacyjnego |
Sprawdza dopasowanie identyfikatora złącza, zapobiega niezgodności sprzętu |
2. Metoda konfiguracji
Oprócz zworek wyboru typu kanału analogowego 1, płyta IS200TPROS1C nie posiada żadnego innego konfigurowalnego sprzętu. Wszystkie inne konfiguracje (takie jak ustawienia limitów, progi alarmowe itp.) wykonuje się za pomocą oprogramowania VPRO.
VI. Instalacja i konserwacja
1. Miejsce montażu
Płytka IS200TPROS1C jest zazwyczaj montowana w niezależnym module zabezpieczającym w szafie sterowniczej turbiny gazowej. Podczas instalacji należy zwrócić uwagę na:
Upewnij się, że płyta jest solidnie zamontowana, aby uniknąć efektów wibracji.
Listwy zaciskowe powinny być całkowicie osadzone, a śruby dokręcone.
Kable powinny być prawidłowo oznakowane, aby uniknąć nieprawidłowego podłączenia.
Ekrany powinny być odpowiednio uziemione.
2. Zalecenia dotyczące konserwacji
Kontrola okresowa: Sprawdź, czy listwy zaciskowe są prawidłowo podłączone i czy przewody nie są luźne.
Czyszczenie: Regularnie czyść tablicę, aby zapobiec gromadzeniu się kurzu.
Ochrona ESD: Podczas obsługi płytki należy nosić pasek uziemiający i przechowywać ją w workach antystatycznych.
Zarządzanie częściami zamiennymi: Utrzymuj zapasową płytę IS200TPROS1C, aby skrócić przestoje w przypadku awarii.
