A placa terminal de proteção de emergência GE IS200TPROH1CBB é uma placa terminal especializada de proteção e interface de sinal usada nos sistemas de controle industrial da GE. Como membro da família de placas TPRO, a placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB fornece ao VPRO sinais de velocidade, sinais de temperatura, tensão do gerador e tensão do barramento como parte de um sistema independente de proteção contra sobrevelocidade e sincronização de emergência. O sistema de proteção consiste em placas VPRO triplamente redundantes em um módulo separado do sistema de controle da turbina, controlando os solenóides de disparo através das placas TREx (TREG, TREL ou TRES), e o TPRO fornece entradas para todas as três placas VPRO.
A placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB é identificada pela convenção de numeração de peça GE usada em toda a linha de produtos de sistemas de controle industrial. O prefixo “IS200” identifica a placa como um produto da GE Industrial Control Systems, com “200” indicando especificamente que a placa é um conjunto de nível básico. A sigla “TPRO” identifica a designação funcional da placa como Placa Terminal de Proteção de Emergência. A designação “H1” identifica o grupo de hardware, enquanto o sufixo “CBB” identifica a combinação de arte e revisão funcional. Todos os dígitos são importantes ao solicitar ou substituir qualquer placa, pois placas de diferentes níveis de revisão podem não conter hardware idêntico, e a GE garante compatibilidade retroativa de placas de substituição, ao mesmo tempo em que observa que diferentes níveis de revisão podem não conter componentes idênticos.
A placa VPRO fornece a função de disparo de emergência e até três solenóides de disparo podem ser conectados entre as placas terminais TREx e TRPx. TREx fornece o lado positivo de 125 V CC para os solenóides e TRPx fornece o lado negativo, para que qualquer placa possa desarmar a turbina. O VPRO fornece proteção de emergência contra sobrevelocidade e funções de parada de emergência, e controla os 12 relés no TREG, nove dos quais formam três grupos de três para votar entradas que controlam os três solenóides de disparo. Uma segunda placa TREG pode ser acionada do VPRO até J4, fornecendo redundância adicional para a função de desarme. É importante observar que o TPRO não funciona com os pacotes de E/S Mark VIe, portanto a placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB deve ser usada com as placas VPRO no módulo de proteção dedicado.
Esta introdução ao produto fornece informações técnicas detalhadas, descrições funcionais, atribuições de conectores, orientações de configuração e especificações abrangentes para a placa terminal de proteção de emergência GE IS200TPROH1CBB, servindo como uma referência essencial para engenheiros de sistemas de controle, técnicos de manutenção e integradores de sistemas que trabalham com equipamentos de controle industrial GE.
Arquitetura Funcional e Processamento de Sinais
A placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB é construída em torno de uma arquitetura de interface de sinal robusta que fornece às placas VPRO os sinais de velocidade, temperatura, tensão do gerador e tensão do barramento necessários para proteção de emergência contra sobrevelocidade e proteção de verificação de sincronização de backup. A placa executa diversas funções distintas que garantem aquisição de sinal confiável e precisa para o sistema de proteção, que opera independentemente do sistema de controle principal da turbina para fornecer uma camada de proteção diversificada e redundante.
O objetivo principal da placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB é fornecer sinais de velocidade ao VPRO para a proteção de emergência de sobrevelocidade da turbina. O controle de velocidade e a proteção contra sobrevelocidade são implementados com seis captadores magnéticos passivos de velocidade. Os três primeiros são monitorados pelo controlador, que utiliza o sinal mediano para controle de velocidade e proteção primária contra sobrevelocidade, enquanto os três segundos são conectados separadamente aos três VPROs no módulo de proteção. Estão previstos nove captadores magnéticos passivos de velocidade ou transdutores ativos de taxa de pulso do tipo TTL na placa terminal do TPRO, sendo três monitorados por cada um dos três VPROs. Este arranjo fornece medição de velocidade redundante para a função de proteção de sobrevelocidade de emergência, garantindo que uma falha em um pickup de velocidade ou em um VPRO não comprometa o sistema de proteção.
Além dos sinais de velocidade, a placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB fornece sinais de gerador para proteção de verificação de sincronização de backup, três entradas de corrente analógica e nove entradas de termopar, principalmente para proteção contra superaquecimento de exaustão em turbinas a gás. O VPRO fornece 28 V CC ao TPRO para alimentar os três transmissores de entrada analógica, eliminando a necessidade de fontes de alimentação de campo separadas para esses transmissores.
Controle de velocidade e proteção contra excesso de velocidade
A função de controle de velocidade e proteção contra sobrevelocidade da placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB é implementada com captadores de velocidade magnéticos passivos que geram um sinal proporcional à velocidade da turbina. A saída do captador magnético tem resistência de saída de 200 ohms com indutância de 85 mH e gera 150 V pico a pico em 60 quilohms no bloco terminal TPRO, com energia insuficiente para uma faísca. A corrente máxima de curto-circuito é de aproximadamente 100 mA e o sistema aplica carga de modo normal de até 400 ohm ao sinal de entrada para reduzir a tensão nos terminais.
Os sensores de captação magnética podem estar a até 300 metros (984 pés) do gabinete, assumindo que seja usado um cabo de par blindado, com capacitância típica de 70 nF de terminação única ou diferencial de 35 nF e resistência de 15 ohms. A faixa de taxa de pulso da MPU é de 2 Hz a 20 kHz, e a sensibilidade do circuito de entrada da MPU tem um sinal mínimo de pico de 27 mV a 2 Hz e um sinal mínimo de pico de 450 mV a 14 kHz, garantindo medição de velocidade confiável em toda a faixa operacional da turbina.
Proteção de verificação de sincronização de backup
A placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB fornece entradas para o módulo de proteção para proteção de verificação de sincronização de backup. As tensões do gerador e do barramento são fornecidas por dois transformadores de potencial monofásicos com uma saída secundária fornecendo 115 V RMS nominais. O comprimento máximo do cabo entre os transformadores de potencial e o controle da turbina é de 100 metros de fio blindado trançado 18 AWG, e cada transformador de potencial é isolado magneticamente com uma barreira nominal de 1.500 V RMS e uma carga de circuito inferior a 3 VA.
Cada entrada do transformador de potencial é conectada internamente em paralelo através do TPRO aos três VPROs no módulo de proteção. As janelas triplas de deslizamento de fase redundantes resultam em uma saída lógica votada na placa terminal TREG, que aciona o relé K25A. Os contatos deste relé são conectados em série com o relé permissivo de sincronismo (K25P) e o relé de sincronismo automático (K25) para garantir que nenhum comando falso seja emitido para fechar o disjuntor do gerador. Da mesma forma, os contatos do contato K25A são conectados em série com os contatos do equipamento de sincronização manual e remoto para garantir que não haja comandos falsos, fornecendo uma função de proteção de verificação de sincronização abrangente e confiável.
A precisão da medição da tensão do gerador e do barramento é de 0,5% dos volts RMS nominais, a precisão da frequência é de 0,05% e a medição da diferença de fase é melhor que 1 grau. A faixa de tensão permitida para sincronização é de 75 a 130 V RMS e cada entrada tem uma carga inferior a 3 VA.
A placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB fornece termopares e entradas analógicas para o módulo de proteção, principalmente para aplicações em turbinas a gás. Nove entradas de termopar são monitoradas, com três conectadas a cada VPRO, e geralmente são usadas para proteção de sobretemperatura de exaustão de backup. As entradas do termopar possuem as mesmas especificações da placa VTCC, garantindo desempenho de medição consistente em toda a família de sistemas de controle GE.
Além das entradas do termopar, a placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB fornece uma entrada que pode ser configurada para ±5 V CC, ±10 V CC ou 4–20 mA e duas entradas que são entradas de corrente de 4–20 mA. Estas entradas analógicas são conectadas ao terminal TPRO e alimentam as entradas em paralelo aos três VPROs, fornecendo ao módulo de proteção os sinais analógicos necessários para suas funções de proteção. As entradas analógicas possuem as mesmas especificações da placa VAIC e os sensores analógicos são alimentados pela fonte de 28 V CC do VPRO.
Instalação e fiação
A placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB foi projetada para instalação simples e fiação de campo. O gerador e os transformadores de potencial do barramento, as entradas analógicas e os termopares são conectados ao primeiro bloco terminal do TPRO, enquanto os captadores magnéticos de velocidade são conectados ao segundo bloco. Os jumpers JP1A e JP1B são configurados para fornecer uma entrada de 4–20 mA ou tensão na primeira das três entradas analógicas, permitindo que a placa seja adaptada aos requisitos específicos de entrada analógica da aplicação.
As conexões de fiação são mostradas no diagrama de fiação e cabeamento do TPRO, com dois cabos indo para cada uma das três placas VPRO. Os blocos terminais podem ser desconectados da placa terminal para manutenção, e até dois fios #12 AWG por ponto com isolamento de 300 volts podem ser acomodados, proporcionando flexibilidade para diferentes requisitos de fiação de campo. O tamanho da placa é de 17,8 cm de largura por 33,02 cm de altura (7,0 pol. x 13 pol.), e a barra de blindagem fornece um ponto de terminação para as blindagens dos cabos, garantindo blindagem e aterramento adequados da fiação de campo.
Diagnóstico e detecção de falhas
A placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB fornece recursos de diagnóstico abrangentes que auxiliam na verificação do sistema e no isolamento de falhas. O VPRO faz verificações de diagnóstico no TPRO e em seus cabos e sinais de entrada e, se os limites altos ou baixos nas entradas analógicas forem excedidos, uma falha será criada. Se qualquer um dos sinais não funcionar, ocorre um alarme de diagnóstico composto L3DIAG_VPROR (ou S, ou T). Os sinais de diagnóstico podem ser travados individualmente e, em seguida, redefinidos com o sinal RESET_DIA se estiverem íntegros, proporcionando gerenciamento de diagnóstico flexível para o técnico de manutenção.
Os conectores da placa terminal no TPRO possuem seu próprio dispositivo de identificação que é interrogado pela placa de E/S. O dispositivo de identificação é um chip somente leitura codificado com o número de série da placa terminal, tipo de placa, número de revisão e localização do plugue. Quando o chip é lido pelo VPRO e uma incompatibilidade é encontrada, uma falha de incompatibilidade de hardware é criada, evitando que o sistema opere com hardware incorreto ou incompatível. Esse recurso de diagnóstico garante que a placa terminal correta seja instalada em cada local e que a configuração do sistema corresponda ao hardware físico.
Adequação de aplicativos e integração de sistemas
A placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB é um componente crítico do sistema independente de proteção de sincronização e sobrevelocidade de emergência usado em aplicações de controle de turbinas GE. Sua capacidade de fornecer sinais de velocidade, sinais de temperatura, tensão do gerador e tensão do barramento para as placas VPRO triplamente redundantes fornece ao sistema de proteção as entradas diversas e redundantes necessárias para detectar condições de sobrevelocidade e verificar a sincronização antes de fechar o disjuntor do gerador.
Nos esquemas de proteção de turbinas a gás, as placas VTUR e VPRO compartilham a função de proteção, com ambas detectando sobrevelocidade da turbina e qualquer uma delas capaz de desarmar a turbina de forma independente usando os relés nas placas TRPG ou TREG. A placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB fornece os sinais de velocidade dos captadores magnéticos de velocidade para as placas VPRO e também fornece os sinais de tensão do gerador e do barramento para a proteção de verificação de sincronização de backup, as entradas de termopar para a proteção de sobretemperatura de exaustão de backup e as entradas analógicas para outras funções de proteção do módulo de proteção.
A arquitetura triplamente redundante da placa, com as entradas distribuídas em paralelo às três placas VPRO, garante que uma falha em uma placa VPRO não comprometa a função de proteção. O suporte da placa para até nove captadores de velocidade magnéticos passivos, sendo três deles monitorados por cada um dos três VPROs, fornece medição de velocidade redundante, e as janelas triplas de deslizamento de fase redundantes resultam em uma saída lógica votada na placa terminal TREG, que aciona o relé K25A, garantindo que nenhum comando falso seja emitido para fechar o disjuntor do gerador.
Os recursos de diagnóstico da placa, incluindo a verificação de limite analógico, o alarme de diagnóstico composto e o chip de identificação integrado, simplificam a solução de problemas e garantem que a placa correta seja instalada em cada local. Os sinais de diagnóstico podem ser bloqueados individualmente e redefinidos com o sinal RESET_DIA se estiverem íntegros, proporcionando gerenciamento de diagnóstico flexível para o técnico de manutenção.
Manutenção e Ciclo de Vida
A placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB foi projetada para longa vida útil com manutenção mínima. A placa não contém peças móveis e sua construção robusta garante alta confiabilidade em operação industrial contínua. A manutenção de rotina consiste na inspeção visual periódica da placa, dos blocos de terminais e da fiação, na verificação de que os limites da entrada analógica estão dentro das especificações e na confirmação de que os terminais da blindagem estão conectados corretamente.
Os recursos de diagnóstico da placa, incluindo a verificação de limite analógico, o alarme de diagnóstico composto e o chip de identificação integrado, simplificam a solução de problemas e garantem que a placa correta seja instalada em cada local. Se uma entrada analógica ultrapassar seus limites superior ou inferior, uma falha será criada e, se algum sinal não estiver funcionando corretamente, ocorrerá um alarme de diagnóstico composto. Os sinais de diagnóstico podem ser travados individualmente e redefinidos com o sinal RESET_DIA se ficarem íntegros.
Se a placa precisar ser substituída, o processo é simples. Após desenergizar o equipamento associado e verificar se não existe energia, os blocos terminais conectáveis devem ser etiquetados e removidos, e a placa deve ser removida de sua montagem. A placa de substituição deve ser instalada na mesma posição, os jumpers JP1A e JP1B ajustados para corresponder à configuração original e os blocos terminais reconectados conforme etiquetado antes de retornar o sistema ao serviço.
A GE Industrial Control Systems garante a compatibilidade de suas placas de substituição, mesmo que placas de diferentes níveis de revisão possam não conter hardware idêntico. Ao solicitar uma placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB de reposição, forneça o número completo da peça e a descrição, o número de série do inversor ou do sistema e o número da lista de materiais (ML). A fábrica pode substituir versões posteriores com base na disponibilidade e melhorias de design, mas a compatibilidade retroativa das placas de substituição é garantida.
Conclusão
A placa terminal de proteção de emergência GE IS200TPROH1CBB é uma interface de sinal confiável, robusta e crítica para aplicações de proteção de emergência dos sistemas de controle industrial da GE. Suas nove sondas de proximidade passivas para captadores de velocidade, suas entradas de tensão de gerador e barramento para proteção de verificação de sincronização de backup, suas nove entradas de termopares para proteção de sobretemperatura de exaustão de backup e suas três entradas analógicas fornecem às placas VPRO os sinais diversos e redundantes necessários para o sistema independente de proteção de sincronização e sobrevelocidade de emergência.
Com seus blocos terminais conectáveis, conectores claramente identificados, diagnósticos abrangentes e arquitetura triplamente redundante, a placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB foi projetada para fácil instalação, verificação e manutenção. Apoiada pela fabricação de qualidade da GE, pela rede de suporte global e pelo compromisso com a compatibilidade com versões anteriores, a placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB continua a oferecer o desempenho, a durabilidade e a confiabilidade que os usuários industriais esperam da GE. Quer seja usada em uma nova instalação ou como substituição de uma placa existente, a placa terminal de proteção de emergência IS200TPROH1CBB fornece a funcionalidade de interface de sinal necessária para uma operação confiável e eficiente do sistema de proteção de emergência.
