Kontrol Kartı (COB) olarak bilinen UNS 2880a-P, ABB UNITROL® 5000 uyarma sisteminin tartışmasız merkezi işlem birimidir. Tüm sistemin 'beyni' olan COB, tüm önemli kontrol, düzenleme, koruma ve izleme görevlerinin yürütülmesinden sorumludur. Temel uyarma kontrolünden karmaşık şebeke destek fonksiyonlarına kadar her şeyi yöneten, parametreleştirme yoluyla belirli uygulama ihtiyaçlarına uyarlanan sistemin çekirdek yazılımını barındırır.
UNITROL 5000 çift kanallı sistemlerde, iki COB kartı (Kanal 1 ve Kanal 2) tipik olarak yedekleme için yapılandırılır, böylece sistem kullanılabilirliği ve güvenilirliği artar. COB, hem jeneratörün kararlı çalışmasında hem de arıza durumlarında hızlı koruma sağlanmasında kritik bir rol oynar.
2. Temel Özellikler ve İşlevler
1. Merkezi İşleme ve Kontrol Sistemi
COB, uyarma sisteminin kontrol yazılımını çalıştırmak için yüksek performanslı mikroişlemcileri ve Uygulamaya Özel Entegre Devreleri (ASIC'ler) entegre eder. Bu şunları içerir:
Sıra Kontrolü: Uyarım sisteminin başlatılması, durdurulması, şebeke bağlantısı ve kanal değiştirme gibi operasyonel sıraları yönetir.
Kapalı Döngü Regülasyonu: Otomatik Voltaj Regülatörü (AVR), Güç Sistemi Stabilizatörü (PSS) ve manuel akım regülatörü gibi tüm kontrol döngülerini içerir ve jeneratör terminal voltajının, reaktif gücün ve diğer kontrollü değişkenlerin hassas ve istikrarlı kontrolünü sağlar.
Koruma ve İzleme: Jeneratörün ve uyarı sisteminin güvenliğini sağlamak için kapsamlı koruma fonksiyonlarını (örn. aşırı gerilim, aşırı akım, düşük uyarım, uyarı kaybı) ve sürekli durum izleme işlevlerini entegre eder.
2. Kapı Kontrol Ünitesi
COB, temel işlevi güç dönüştürücülerindeki tristörleri çalıştırmak için ateşleme darbeleri üretmek olan kritik bir Kapı Kontrol Ünitesi içerir. Bu ünite, kontrol regülatörlerinin çıkışına ve senkronizasyon voltajı sinyaline dayalı olarak faz kaydırmalı ateşleme darbelerini hesaplar ve üretir, böylece dönüştürücünün çıkış voltajını kontrol eder ve jeneratörün alan akımının hassas kontrolünü sağlar.
3. İletişim ve Veri Değişim Merkezi
COB, birden fazla iletişim arayüzüne sahip, dahili ve harici sistem iletişimi için merkezi düğümdür:
ARCnet Fieldbus Denetleyicisi: ARCnet ağı üzerinde ana düğüm görevi görür (sabit düğüm adresleriyle: Kanal 1 = 1, Kanal 2 = 2), sistem içindeki diğer akıllı cihazlarla (örn. CIN, FBC, AIO) yüksek hızlı veri alışverişinden sorumludur.
Servis Paneli İletişimi: Yerel devreye alma ve izleme için özel bir arayüz aracılığıyla UNS 0874 Servis Paneline bağlanır.
CMT Aracıyla Optik İletişim: Devreye alma ve bakım aracını bağlamak için optik bir arayüz sağlayarak parametre ayarlamayı, arıza teşhisini ve mühendisler tarafından veri kaydı yapılmasını kolaylaştırır.
Fieldbus Kuplörleriyle Optik İletişim: Çeşitli üst seviye kontrol sistemi arayüz modülleriyle (örn. Modbus, Profibus, Advant) arayüzleri destekleyerek tesis DCS veya PLC sistemleriyle kusursuz entegrasyon sağlar.
4. Veri Depolama ve Yönetimi
Operasyonel Bellek: Normal çalışma sırasında tüm parametreler ve geçici veriler geçici bellekte (RAM) saklanır.
Kalıcı Depolama: Doğrulanmış parametre ayarlarının ve sistem konfigürasyonlarının kalıcı olarak saklanması için Flash-PROM ile donatılmıştır ve elektrik kesintileri sırasında veri kaybını önler.
Arıza Kaydedici: Geçici bellek aynı zamanda arıza kaydedici olarak da görev yapar. Arıza bilgileri, tam bir elektrik kesintisinden sonra 2 güne kadar saklanır ve olay sonrası analiz için değerli veriler sağlar.
5. Durum ve Teşhis Ekranı
COB, aşağıdakiler için entegre yedi bölümlü bir ekrana sahiptir:
Optik Kart Durum Göstergesi: Kartın çalışma durumunun görsel bir göstergesini sağlar.
Son Hata Kodu Ekranı: Bir arıza durumunda, belirli bir hata kodunu (Axxx formatında) görüntüler ve yerinde hızlı teşhis ve bakımı büyük ölçüde kolaylaştırır.
3. Çalışma Prensibi ve Sistem Entegrasyonu
1. Sistem Mimarisindeki Rolü
UNITROL 5000 sistem donanım düzeninde COB merkezi bir konuma sahiptir. MUB, FIO, PSI, CIN ve EGC gibi önemli cihazlara şerit kablolarla doğrudan bağlanarak yüksek hızlı, güvenilir bir yerel kontrol ağı oluşturur. Eş zamanlı olarak ARCnet koaksiyel kablo aracılığıyla daha geniş bir I/O cihazı yelpazesiyle iletişim kurar. Bu yapı, düşük gecikme ve yüksek determinizm ile kontrol komutlarının verilmesini ve saha verilerinin alınmasını sağlar.
2. Yazılım ve Parametreli Kontrol
Tüm uyarma sisteminin kontrol mantığı ve işlevsel algoritmaları COB'un içine yazılım olarak yerleştirilmiştir. Kullanıcıların temel kodu değiştirmesine gerek yoktur ancak parametrelendirme yoluyla sistemi yapılandırıp optimize eder. Bu parametreler, temel voltaj ayar noktalarından karmaşık PID regülatör parametrelerine ve koruma ayarlarına kadar her şeyi kapsar. Kullanıcılar, CMT veya SPT gibi özel mühendislik araçlarını kullanarak, standart UNITROL 5000 sistemini belirli jeneratör ve şebeke uygulamalarına tam olarak uyarlamak için bu parametrelere kolayca erişebilir ve bunları değiştirebilir.
3. Sinyal İşleme ve Kontrol Akışı
Sinyal Toplama: COB, MUB'dan ham elektriksel miktarları (örn. jeneratör stator voltajı, akım) ve PSI'dan uyarı devresinden ilgili sinyalleri (örn. alan voltajı, akım) alır.
Veri İşleme: Dahili mikroişlemciler ve DSP'ler, aktif güç, reaktif güç, frekans ve RMS değerleri gibi türetilmiş miktarları hesaplamak için elde edilen sinyaller üzerinde yüksek hızlı hesaplamalar gerçekleştirir ve bunlar daha sonra ayar noktalarıyla karşılaştırılır.
Regülatör Hesaplaması: Kontrol algoritmaları (örn. PID regülatörleri), tristörlerin ateşleme açısını belirleyen sapmaya dayalı bir çıkış hesaplar.
Darbe Üretimi ve Dağıtımı: Kapı Kontrol Ünitesi, regülatör çıkışı ve senkronizasyon sinyallerine dayalı olarak yüksek frekanslı (örn. 62 kHz) ateşlemeli darbe dizileri üretir. Bu darbeler şerit kablolar aracılığıyla CIN'e gönderilir ve ardından tristör köprülerini çalıştırmak için GDI tarafından güçlendirilir.
Sürekli İzleme: Bu süreç boyunca koruma modülleri tüm kritik değişkenleri sürekli olarak izler. Limit dışı bir durum veya arızanın tespit edilmesi üzerine, derhal uygun koruyucu eylemleri (örn. alarm, alan zorlaması, açma) gerçekleştirirler.
4. Artıklık ve Güvenilirlik Mekanizması
Çift kanallı bir sistemde iki COB paralel olarak çalışır. Tipik olarak, biri çıkışı kontrol eden 'Aktif' modundadır, diğeri ise sistem durumunu gerçek zamanlı olarak izleyen 'Bekleme' modundadır. Aktif kanalda bir arıza tespit edilirse sistem, yedek kanalın kontrolü devraldığı, uyarma sistemi işleminin maksimum sürekliliğini sağlayan darbesiz bir transfer gerçekleştirebilir.
4. Cihaz Yapılandırması ve Ayarları
Çoğu COB işlevi yazılım parametreleri aracılığıyla yapılandırılırken, bazı temel ve önemli donanım ayarlarının doğrudan kart üzerinde yapılması gerekir.
1. ARCnet Düğüm Adresi Ayarı
Bu, doğru sistem iletişimini sağlamak için en kritik ayardır. Yanlış adresler iletişim hatasına neden olur.
Kanal 1 (COB 1): Yüksek Bayt=0, Düşük Bayt=1 (Ondalık Adres: 1)
Kanal 2 (COB 2): Yüksek Bayt=0, Düşük Bayt=2 (Ondalık Adres: 2)
Kart üzerindeki onaltılık döner anahtarları kullanarak ayarlayın.
2. Frekans ve Senkronizasyon Ayarları (Jumper'lar aracılığıyla)
16⅔ Hz demiryolu güç kaynağı sistemleri gibi özel uygulamalar için donanım konfigürasyonu gereklidir:
S2:7-8: 16⅔ Hz uyartım sistemleri için kullanılır, EGC'den harici senkronizasyon darbesi almak için AÇIK olarak ayarlanmalıdır.
S2:9-10: Normal 50/60 Hz uygulamalarda kullanıldığında jumper takılmalıdır.
Dirençler R6246/R6249: Üç fazlı (50/60Hz) veya tek fazlı (16⅔ Hz) alan voltaj ölçümüne uyum sağlamak için kullanılır.
3. Sıcaklık Ölçümü Yapılandırması (Jumper S3 aracılığıyla)
S3:1-2: Sıcaklık ölçümü için UNS 2861b kullanılıyorsa bu jumperın AÇIK olması gerekir.
S3:3-4: PSI'da şönt ölçümü analog girişi için kullanılır, bu jumper KAPALI olmalıdır.
4. Fabrika Testi ve Dahili Kullanım Jumper'ları
S1 ve S2 atlama tellerinin bazı konumları (örneğin, S2:1-2, S2:5-6, S1:1-10) 'Yalnızca fabrika testleri için' olarak işaretlenmiştir. Normal uygulamalarda bunların varsayılan açık veya kapalı durumlarında (genellikle açık) kalmaları ve kullanıcı tarafından değiştirilmemeleri gerekir.
5. Uygulama Senaryoları ve Sistem Avantajları
1. Temel Uygulamalar
UNITROL 5000'in merkezi kontrolörü olan COB, aşağıdakiler de dahil olmak üzere bu platformu kullanan tüm senkron makine uyarma sistemleri için uygundur:
Büyük termik santraller ve hidroelektrik santraller
Nükleer santraller
Endüstriyel sürücüler için büyük senkron motorlar
Pompaj depolamalı enerji santralleri
2. Sağlanan Sistem Avantajları
Yüksek Entegrasyon: Kontrol, koruma ve izleme işlevlerini tek bir ünitede entegre ederek sistem mimarisini basitleştirir.
Üstün Performans: Güçlü işleme kapasitesi, modern güç şebekelerinin güç kalitesine yönelik yüksek taleplerini karşılayarak hızlı ve hassas kontrol yanıtı sağlar.
Mükemmel Esneklik: Yazılım parametrelendirmesi yoluyla çeşitli jeneratör özelliklerine ve şebeke spesifikasyonlarına kolay adaptasyon.
Yüksek Güvenilirlik: Yedekli tasarım, kendi kendine arıza teşhisi ve kalıcı veri depolama mekanizmaları, sistemin uzun vadeli istikrarlı çalışmasını sağlar.
Bakım Kolaylığı: Zengin iletişim arayüzleri ve durum görüntüleme işlevleri devreye alma, izleme ve sorun giderme işlemlerini daha verimli hale getirir.
