IS220PRAH1A GE Mark VIe کنٹرول سسٹم کے اندر ایک اہم I/O ماڈیول ہے، جو ہنگامی ٹربائن کے تحفظ کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ PPRA سیریز کا حصہ ہے اور، جب TREA ٹرمینل بورڈ اور WREA آپشن بورڈ کے ساتھ مل کر، مکمل طور پر خودمختار بیک اپ اوور اسپیڈ پروٹیکشن سسٹم بناتا ہے۔ یہ سسٹم ایک ٹرپل ماڈیولر ریڈنڈنٹ (TMR) فن تعمیر کی خصوصیت رکھتا ہے تاکہ پرائمری کنٹرول سسٹم کی ناکامی کی صورت میں بھی ٹربائن ٹرپ کے قابل اعتماد تحفظ کو یقینی بنایا جا سکے۔
IS220PRAH1A BPPB پروسیسر بورڈ کو شامل کرتا ہے اور چھ اسپیڈ ان پٹ سگنلز کو سپورٹ کرتا ہے۔ مختلف ٹربائن کنفیگریشنز (مثلاً سنگل شافٹ، ٹو شافٹ، تھری شافٹ یونٹ) کے مطابق ان پٹ کو مختلف گروپوں میں ترتیب دیا جا سکتا ہے۔ ماڈیول ہارڈ ویئر اور فرم ویئر دونوں میں لاگو حفاظتی افعال فراہم کرتا ہے، بشمول اوور اسپیڈ کا پتہ لگانا، ایکسلریشن/تزلزل کا پتہ لگانا، مین کنٹرول سسٹم کی نگرانی، اور رابطہ ٹرپ ان پٹ پروسیسنگ۔ یہ گھومنے والی مشینری جیسے گیس ٹربائنز اور سٹیم ٹربائنز کی حفاظت کے لیے ایک بنیادی جزو ہے۔
سسٹم آرکیٹیکچر اور مطابقت
1. سسٹم کے اجزاء
IS220PRAH1A I/O ماڈیول: سگنل کے حصول، منطق کی کارروائی، اور تحفظ کے فیصلوں کے لیے ذمہ دار۔
TREA ٹرمینل بورڈ: ریلے آؤٹ پٹ، ٹرپ ان پٹ انٹرفیس فراہم کرتا ہے، اور ایمرجنسی اسٹاپ (ای اسٹاپ) اور اوور اسپیڈ پروٹیکشن فنکشنز کو سپورٹ کرتا ہے۔
WREA آپشن بورڈ: اسپیڈ سگنل ریپیٹر آؤٹ پٹس کے ساتھ سسٹم کی صلاحیتوں کو بڑھاتا ہے، بھروسے کو بڑھاتا ہے۔
2. مطابقت کے نوٹس
IS220PRAH1A PPRAS1A اور PPRAS1B مختلف حالتوں کے ساتھ ساتھ PPRA سیریز کا حصہ ہے۔ تاہم، یہ IEC 61508 کے معیارات سے تصدیق شدہ نہیں ہے اور اس لیے اسے حفاظتی لوپس میں استعمال نہیں کیا جانا چاہیے جس میں سیفٹی انٹیگریٹی لیول (SIL) سرٹیفیکیشن کی ضرورت ہوتی ہے۔ SIL سے تصدیق شدہ ایپلیکیشنز کے لیے، PPRAS1A یا S1B ورژنز کا استعمال کیا جانا چاہیے۔ PPRAH1A کے آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد -30°C سے 65°C ہے، جو اسے عام صنعتی ماحول کے لیے موزوں بناتی ہے۔
3. انسٹالیشن کی ضروریات
اسے TREA ٹرمینل بورڈ کے ساتھ استعمال کیا جانا چاہیے اور WREA آپشن بورڈ کو انسٹال کرنے کی ضرورت ہے۔
ٹی ایم آر سسٹم بنانے کے لیے تین پی پی آر اے ماڈیولز کو بیک وقت انسٹال کرنا چاہیے۔ سنگل یا دوہری پیک آپریشن تعاون یافتہ نہیں ہے۔
ماڈیول DC-62 پن کنیکٹر کے ذریعے TREA بورڈ میں براہ راست پلگ کرتا ہے اور تھریڈڈ پوسٹس کا استعمال کرکے محفوظ کیا جاتا ہے۔
تفصیلی بنیادی افعال
1. سپیڈ ان پٹ اور سگنل پروسیسنگ
IS220PRAH1A چھ اسپیڈ سینسر ان پٹس کو قبول کرتا ہے، جو ٹربائن شافٹ کی ترتیب کی بنیاد پر قابل ترتیب ہیں:
ہر اسپیڈ سگنل کو ہائی سلیکٹ یا میڈین سلیکٹ الگورتھم کے ذریعے پروسیس کیا جاتا ہے تاکہ ہر شافٹ کی اصل رفتار کی نمائندگی کرنے والی ایک پلس ریٹ ویلیو کو آؤٹ پٹ کیا جا سکے۔ ماڈیول ایک ہی شافٹ پر سینسر کے درمیان فرق کا پتہ لگاتا ہے۔ اگر فرق قابل ترتیب حد (مثال کے طور پر، 25 RPM) سے زیادہ ہے، تو 'دوہری رفتار کے سینسرز کا مماثل نہیں' تشخیصی الارم پیدا ہوتا ہے۔
2. اوور اسپیڈ پروٹیکشن فنکشن
2.1 فرم ویئر اوور اسپیڈ پروٹیکشن
قابل پروگرام منطق میں لاگو کیا گیا۔ اوور اسپیڈ ٹرپ سیٹ پوائنٹ سگنل اسپیس یا مقامی کنفیگریشن ویلیو سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔
آن لائن اور آف لائن اوور اسپیڈ ٹیسٹنگ کی حمایت کرتا ہے۔ جانچ کے دوران، ٹرپ سیٹ پوائنٹ کو عارضی طور پر کم کیا جا سکتا ہے (کنفیگر شدہ ویلیو کے 94% تک)۔
سیٹ پوائنٹ ایگریمنٹ چیک پر مشتمل ہے۔ اگر کنفیگریشن ویلیو سگنل اسپیس سے موصول ہونے والی قدر سے مماثل نہیں ہے جب رفتار صفر ہے، ایک غلطی کا اعلان کیا جاتا ہے، اور آپریشن کو روک دیا جاتا ہے۔
2.2 ہارڈ ویئر اوور اسپیڈ پروٹیکشن
20 ms سے کم کے جوابی وقت کے ساتھ، پروسیسر فرم ویئر سے آزاد، مکمل طور پر ہارڈ ویئر منطق میں لاگو کیا گیا ہے۔
اوور اسپیڈ سیٹ پوائنٹ صرف اس وقت لوڈ ہوتا ہے جب ماڈیول بوٹ ہو یا پاور سائیکل ہو اور آپریشن کے دوران اسے تبدیل نہیں کیا جا سکتا۔
چھ اسپیڈ ان پٹس میں سے ہر ایک کی انفرادی طور پر ہارڈ ویئر کی اوور اسپیڈ کے لیے نگرانی کی جاتی ہے، تحفظ کو یقینی بناتا ہے چاہے فرم ویئر ناکام ہوجائے۔
سفر شروع کرنے کے لیے سیٹ پوائنٹ سے تجاوز کرنے کے لیے دو ملحقہ شافٹ ریوولیشنز کی ضرورت ہوتی ہے، جعلی دوروں کو روکتے ہوئے۔
3. سرعت اور تنزلی کا تحفظ
ماڈیول رفتار (سرعت) کی تبدیلی کی اصل وقتی شرح کا حساب لگاتا ہے اور قابل ترتیب ایکسلریشن ٹرپ تھریشولڈ کو سپورٹ کرتا ہے۔
سستی کا تحفظ 100% فی سیکنڈ کی ایک مقررہ ٹرپ تھریشولڈ کا استعمال کرتا ہے اور یہ قابل ترتیب نہیں ہے۔
سرعت کا حساب قابل ترتیب مدت (AccelCalTime, 10-100 ms) کے دوران دو ملحقہ رفتار کے نمونوں کا موازنہ کر کے لگایا جاتا ہے۔
4. مجرد رابطہ ان پٹ ٹرپ فنکشن
IS220PRAH1A چار الگ تھلگ مجرد رابطہ ٹرپ ان پٹس کو سپورٹ کرتا ہے، جو دو طریقوں میں کام کر سکتے ہیں:
ڈائریکٹ ٹرپ: زیادہ سے زیادہ رفتار کے لیے فرم ویئر لاجک کو نظرانداز کرتے ہوئے ان پٹ سگنل براہ راست ہارڈویئر ٹرپ کو متحرک کرتا ہے۔
مشروط سفر: سفر کی کارروائی کا انحصار مواصلات کی صحت پر ہوتا ہے (نیٹ ورک کو زندہ رکھنے کے سگنل سے ظاہر ہوتا ہے)۔ اگر کنٹرولر مواصلت ختم ہو جائے تو مشروط دوروں کی خود بخود اجازت ہو جاتی ہے۔
تمام رابطہ ان پٹس میں 8 ایم ایس ڈی باؤنس فلٹر شامل ہوتا ہے تاکہ رابطہ چیٹر کی وجہ سے غلط سفر کو روکا جا سکے۔
5. مین کنٹرول واچ ڈاگ فنکشن
ماڈیول مرکزی کنٹرولر کے ذریعہ فراہم کردہ دل کی دھڑکن کے سگنل (ڈیوائس ہارٹ بیٹ) کی مسلسل نگرانی کرتا ہے۔
اگر مسلسل پانچ ڈیٹا فریموں کے لیے دل کی دھڑکن کی قدر میں کوئی تبدیلی نہیں پائی جاتی ہے، تو ایک کنٹرول واچ ڈاگ ٹرپ لیچ کیا جاتا ہے۔
اگر مرکزی کنٹرولر ٹھیک ہو جاتا ہے اور 60 سیکنڈ تک درست طریقے سے بات چیت کرتا ہے، تو ٹرپ کی حالت خود بخود ری سیٹ ہو جاتی ہے۔
6. رفتار کا فرق اور باسی رفتار کا پتہ لگانا
سپیڈ ڈفرنس پروٹیکشن: PPRA (PulseRate1) کے حساب سے رفتار کا موازنہ مین کنٹرولر کے ذریعہ فراہم کردہ سپیڈ ویلیو (Speed1) سے کرتا ہے۔ اگر فرق مسلسل تین نمونوں کے لیے قابل ترتیب فیصد (RatedRPM_TA کی بنیاد پر) سے زیادہ ہے، تو ایک سفر شروع کیا جاتا ہے۔
سٹیل اسپیڈ پروٹیکشن: اگر مین کنٹرولر (Speed1) سے سپیڈ ویلیو مسلسل 100 ڈیٹا فریموں (سگنل کی سالمیت کے نقصان کی نشاندہی کرتا ہے) کے لیے کوئی تبدیلی نہیں کی جاتی ہے، تو ایک ٹرپ بند کر دیا جاتا ہے۔ یہ تحفظ اس اصول پر مبنی ہے کہ ایک لائیو اسپیڈ سگنل ہمیشہ معمولی تغیرات کو ظاہر کرتا ہے ('dithering')۔
7. ٹائم سنکرونائزیشن اور فریم سنک مانیٹرنگ
ماڈیول پورے IONet میں وقت کی مطابقت پذیری پر انحصار کرتا ہے۔ یہ مطابقت پذیری کے فریم نمبر کی نگرانی کرتا ہے۔
اگر مجموعی غلطیوں یا مطابقت پذیری کے نقصان کا پتہ چل جاتا ہے (مثال کے طور پر، ترتیب سے باہر کے فریم)، ایک فریم سنک ٹرپ کو چالو کیا جاتا ہے۔
یہ یقینی بناتا ہے کہ PPRA اہم کنٹرولر کے ساتھ وقت کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے، مواصلات میں تاخیر کی وجہ سے تحفظ کی خرابیوں کو روکتا ہے۔
8. ریلے آؤٹ پٹس اور فیڈ بیک
IS220PRAH1A تین ایمرجنسی ٹرپ ریلے (ETR1–ETR3) کے لیے ڈرائیو سگنل فراہم کرتا ہے اور ان کے فیڈ بیک اسٹیٹس سگنلز کی نگرانی کرتا ہے۔
ہر ریلے ڈرائیور کی کمانڈ شدہ حالت کا موازنہ اس کے فیڈ بیک کی اصل حالت سے کیا جاتا ہے۔ مماثلت ایک تشخیصی الارم پیدا کرتی ہے۔
ایک ٹیسٹ فنکشن سسٹم ٹرپ کا سبب بنے بغیر جانچ کے مقاصد کے لیے ہر ریلے کو انفرادی طور پر ڈی اینرجائز کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
آپریشنل اصول اور سگنل فلو
سگنل کی قسم کنونشنز
(SS) کے ساتھ ختم ہوتا ہے: پی پی آر اے کے اندر سگنل تیار ہوتا ہے اور کنٹرولر کی سگنل اسپیس کو بھیج دیا جاتا ہے۔
SS کے ساتھ ختم ہوتا ہے: کنٹرولر میں سگنل تیار ہوتا ہے اور PPRA کو سگنل اسپیس کے ذریعے موصول ہوتا ہے۔
(IO) کے ساتھ ختم ہوتا ہے: PPRA کے اندر سگنل تیار ہوتا ہے اور ہارڈ ویئر کو آؤٹ پٹ ہوتا ہے۔
IO کے ساتھ ختم ہوتا ہے: سگنل PPRA میں ایک ہارڈویئر ان پٹ ہے۔
CFG کے ساتھ ختم ہوتا ہے: کنفیگریشن پیرامیٹر کی نشاندہی کرتا ہے۔
ٹرپ سگنل کا مجموعہ
تمام انفرادی ٹرپ سگنلز (مثلاً اوور اسپیڈ، ایکسلریشن، کانٹیکٹ ان پٹ، واچ ڈاگ) کو ایک واحد کمپوزٹ ٹرپ سگنل (ComposTrip1) میں ملایا جاتا ہے، جو ریلے آؤٹ پٹ منطق میں استعمال ہوتا ہے۔ اہم بات یہ ہے کہ ہارڈویئر اوور اسپیڈ ٹرپس اور ڈائریکٹ کنٹیکٹ ٹرپس میں ایسے راستے ہوتے ہیں جو مکمل طور پر ہارڈ ویئر یا قابل پروگرام منطق میں لاگو ہوتے ہیں، فرم ویئر میں نہیں۔ یہ یقینی بناتا ہے کہ پروسیسر فرم ویئر کی خرابی ان اہم سگنلز کو سفر شروع کرنے سے نہیں روک سکتی۔
ناکام محفوظ ڈیزائن
جب پاور آف ہو، اسٹارٹ اپ کے دوران، ہارڈویئر ری سیٹ کے دوران، یا آن لائن نہ ہو تو ماڈیول 'ٹرپ' حالت میں ڈیفالٹ ہوجاتا ہے۔
ایک ہارڈویئر واچ ڈاگ سرکٹ فرم ویئر کے آپریشن کی نگرانی کرتا ہے۔ اگر کسی فرم ویئر کی خرابی کا پتہ چل جاتا ہے، تو یہ ہارڈویئر ری سیٹ کو متحرک کرتا ہے، جو سفر پر مجبور ہوتا ہے۔
تمام اہم سگنلز (رفتار، دل کی دھڑکن، فریم سنک) ٹائم آؤٹ یا تضادات کا پتہ لگانے کے طریقہ کار کو شامل کرتے ہیں، اس بات کو یقینی بناتے ہوئے کہ نظام غیر معمولی حالات میں سفر کی حالت میں محفوظ طریقے سے ناکام ہو جائے۔
ترتیب اور تشخیص
کنفیگریشن ٹول
ماڈیول کو GE کے ToolboxST سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے ترتیب دیا گیا ہے۔ کلیدی ترتیب کے پیرامیٹرز میں شامل ہیں:
ٹربائن کی قسم (جیسے گیس ٹربائن، سٹیم ٹربائن)
سپیڈ ان پٹ گروپنگ (تین گروپس یا دو گروپ)
اوور اسپیڈ سیٹ پوائنٹس، ایکسلریشن سیٹ پوائنٹ، فرق کی حدیں۔
واچ ڈاگ، اسپیڈ ڈفرنس، اور اسٹیل اسپیڈ ڈیٹیکشن جیسے فنکشنز کے لیے سیٹنگز کو فعال/غیر فعال کریں۔
خود تشخیص
پاور اپ سیلف ٹیسٹ: RAM، فلیش میموری، ایتھرنیٹ پورٹس، اور پروسیسر ہارڈ ویئر کو چیک کرتا ہے۔
مسلسل نگرانی: اندرونی بجلی کی فراہمی، اینالاگ فیڈ بیک کرنٹ، اور ریلے کمانڈ/فیڈ بیک سٹیٹس پر نظر رکھتا ہے۔
الیکٹرانک ID کی توثیق: چیک کرتا ہے کہ ماڈیول، ٹرمینل بورڈ، اور آپشن بورڈ ہارڈویئر مطابقت رکھتا ہے اور لوڈ کردہ ایپلیکیشن کوڈ سے میل کھاتا ہے۔
اسٹیٹس انڈیکیٹر ایل ای ڈی
ماڈیول فیس پلیٹ میں چھ اسٹیٹس ایل ای ڈی شامل ہیں:
RUN: سبز جب ریلے کو متحرک کیا جاتا ہے (چلائیں)، سرخ جب ریلے کو توانائی بخشی جائے (ٹرپ)۔
ESTP: جب E-Stop ان پٹ (اگر تعاون یافتہ ہو) رن حالت میں ہو تو سبز، E-Stop فعال ہونے پر سرخ۔
OSPD: سرخ جب کسی اوور اسپیڈ کی حالت کا پتہ چل جاتا ہے اور اسے لپیٹ دیا جاتا ہے۔
ڈبلیو ڈی او جی: ریڈ جب واچ ڈاگ فنکشنز (کنٹرول واچ ڈاگ، سپیڈ ڈفرنس وغیرہ) پر مبنی ٹرپ فعال ہو۔
SIL: PPRAH1A SIL کی فعالیت کو سپورٹ نہیں کرتا ہے۔ یہ ایل ای ڈی قابل اطلاق نہیں ہے.
KREA: سبز اشارہ کرتا ہے کہ KREA ذیلی ماڈیول پر پاور کا پتہ چلا ہے۔
