Концевой выключатель Bentley 3500/53 об/мин (переключатель превышения скорости) «Два из трех» (2003 г.), конфигурация логической блокировки

В этой статье представлен всесторонний обзор конфигурации логики блокировки Bentley 3500/53 (карта повышенной скорости) «3 из 2» (2003 г.), охватывающий все: от аппаратной архитектуры, конфигурации программного обеспечения, логики голосования и проводки реле до запуска и сброса.

• 3 независимых датчика скорости: 3 вихретоковых или магнитоэлектрических датчика, установленных на одном зубчатом диске, каждый из которых независим физически, электрически и от источника питания.
• Шасси 3500 (3500/05) + двойные резервные источники питания (3500/15): Резервные источники питания являются обязательными и должны соответствовать API 670.
• Шина TMR объединительной платы: три карты реализуют механизм голосования на аппаратном уровне «два из трех» через аппаратное соединение объединительной платы, независимо от программного обеспечения или сети.

Эти три карты полностью одноранговые, без связи «главный-подчиненный»: каждая карта выполняет независимый сбор данных, независимую обработку и независимую передачу данных на реле отключения. Сбой одной карты или датчика не влияет на систему в целом: система автоматически переходит в конфигурацию «два из одного» без отключения устройства. Если любые две карты одновременно обнаруживают превышение скорости → жесткое отключение: Время отклика ≤ 30 мс.

• Программное обеспечение для настройки стойки 3500 (v3.35+).
• Подключение: Подключите последовательный порт компьютера или адаптер USB-последовательный порт к модулю RIM в стойке; установите ключевой переключатель в режим программирования.
• Принцип: конфигурация всех трех наборов карт должна быть идентична; сначала настройте первую карту, затем синхронно скопируйте настройки на две другие.

• Выбор слота: выберите 3 соседних слота; Тип модуля: выберите «Превышение скорости 3500/53».
• Активация канала: Канал → Актив.
• Тип датчика: вихретоковый: приближения (200 мВ/мил); Магнитный: Магнитный.
• Диапазон: 0–40 000 об/мин (в зависимости от номинальной скорости устройства, например 3 000 об/мин).
• Параметры шестерни: Зубьев на оборот (например, 60), Полярность (полярность датчика).

На примере номинальной скорости 3000 об/мин:

• Внимание: 103% = 3090 об/мин; вызывает только сигнал тревоги, не отключает устройство.
• Опасность (отключение при превышении скорости): 110 % = 3300 об/мин; запускает голосование 2 из 3, что приводит к вынужденной поездке.
• Trip (Ultimate Forced Trip): 114% = 3420 об/мин; встроенное аппаратное реле срабатывает немедленно, без голосования.
• Задержка: 0 мс для предупреждения, 0 мс для отключения (без задержки при превышении скорости).

• Войдите в интерфейс логики голосования и выберите 2 из 3.
• Определение логики: ≥2 карты одновременно достигают уставки опасности → вызывают общее отключение.
• 1 сбой/тревога карты → автоматически маскируется, в голосовании не участвует.
• Остаются только 2 обычные карты → автоматически понижается до 1 из 2.
• Настройки синхронизации: режим голосования для всех 3 карточек должен быть одинаковым; смешивание 2-из-3 и 1-из-2 запрещено.

• Каждый блок 3500/53 обеспечивает 4 канала реле. Ключевые конфигурации:
• Реле сигнализации: активируется во время тревоги, отправляя сигнал тревоги в DEH/DCS.
• Реле опасности (отключение): активируется во время события «Опасность»; сухие контакты (НО/НЗ), жестко подключенные к ETS/быстрозакрывающемуся клапану.
• Состояние реле: Нормально закрытое (НЗ), разомкнутое во время отключения (НО), спроектировано с учетом требований безопасности.

• Неисправность датчика: Обрыв/короткое замыкание/аномалия сигнала → Соответствующая карта автоматически обходит датчик и исключается из голосования.
• Неисправность карты: аномалия ЦП/питания/связи → Эта карта обойдена, а остальные две карты работают в режиме 1oo2.
• Сигнализация неисправности: сигнал байпаса отправляется в DEH для оповещения обслуживающего персонала; система не срабатывает.

• 3 датчика → Независимый сбор данных с помощью 3 карт → Нормальная частота вращения → Все реле «Опасно» активируются (НЗ замкнуто).
• Цепь отключения: НЗ контакты реле «Опасность» на 3 последовательно соединенных картах → Цепь замкнута → Запасное масло установлено → Агрегат работает нормально.

• Одна карта обнаруживает превышение скорости → Реле опасности на этой карте размыкается.
• Активируется только 1 карта → Условие 2оо3 не выполняется → Общее отключение не срабатывает → Агрегат продолжает работать.
• Сигнал тревоги с одной картой отправляется в CCS в качестве напоминания для предотвращения ложных срабатываний.

• Вторая карта также обнаруживает превышение скорости → Условие 2oo3 выполнено.
• Реле «Опасно» на обеих картах размыкаются одновременно → Последовательная цепь разрывается → Давление предохранительного масла сбрасывается → Быстрозапорные клапаны/главные паровые клапаны закрываются.
• Время отклика всей цепочки ≤30 мс, что намного превышает время отклика ПЛК/РСУ (200–500 мс).

Если какая-либо отдельная карта обнаруживает скорость ≥3420 об/мин → внутреннее аппаратное реле карты срабатывает напрямую, минуя процесс голосования для принудительного отключения. Это служит последней линией защиты от чрезмерного превышения скорости (например, неконтролируемого сброса нагрузки).

• Реле опасности на каждую карту: NC (нормально закрытый), NO (нормально разомкнутый), COM (общий).
• Схема «два из трех»: нормально замкнутые контакты трех карт, соединенных последовательно → один конец подключен к 24 В постоянного тока, другой конец подключен к катушке отключения ETS/соленоиду клапана закрытия скорости.
• Принцип: Нормально закрытый, открывается при срабатывании, соответствует принципу отказоустойчивости.

• Жесткое подключение: сухие контакты отключения, сухие контакты сигнализации, сухие контакты неисправности карты/обхода.
• Связь: скорость в реальном времени, пиковая скорость, причина первой поездки, статус карты.
• От DEH/DCS Аппаратно: сигнал сброса, сигнал разрешения тестирования.
• Связь: рабочее состояние агрегата, заданное значение скорости.

1. Скорость ≥ 3300 об/мин → Обнаружено 2 или более картами → Принято голосованием в 2003 году.
2. Размыкается двухкартовое реле «Опасность» → Размыкается проводная цепь → Срабатывает электромагнитный клапан ETS.
3. Предохранительный сброс давления масла → Быстрое закрытие главного парового клапана/регулировочного клапана/быстрозакрывающегося клапана → Выключение агрегата.
4. Системный журнал 3500: первая сработавшая карта, пиковая скорость, время действия, причина неисправности.
5. Блокировка DEH: блокировки, сброс давления, полностью открытый антипомпажный клапан, всплывающий сигнал тревоги.

1. Подтвердите выключение агрегата, нулевую скорость и устранение неисправности.
2. Локальный аппаратный сброс: закоротите клеммы RST/COM на 3500/53 (независимый сброс для каждой карты).
3. После сброса: срабатывает реле «Опасно» → активируется силовая цепь → защитное масло восстанавливается → запуск разрешен.
4. Удаленный программный сброс запрещен: его необходимо выполнять локально, чтобы предотвратить случайный сброс.

• Разрыв цепи с одним датчиком: соответствующая карта обходит → оставшиеся две карты запускают 1oo2 → нет отключения.
• Аппаратный сбой одной карты: То же, что и выше → Отключение отсутствует.
• Одновременный отказ двух датчиков: условие 2оо3 выполнено → Отключение.
• Электромагнитные помехи: Ложная тревога на одной карте → Байпас → Нет отключения.

Блокировка 3500/53 «Три входа, два выхода» представляет собой решение аппаратного уровня SIL 3 с резервированием TMR для защиты от превышения скорости. Благодаря независимому сбору данных с трех карт, аппаратному голосованию 2003 и аппаратному прямому отключению он гарантирует отсутствие отключений при одиночном сбое, гарантированное отключение при двойном сбое и реакцию на уровне миллисекунд. Он полностью соответствует стандартам API 670/612 и служит последней надежной линией защиты от выхода из-под контроля в больших компрессорах/турбинах.