Функционални блокове GE Mark VI за логика за управление на газови турбини
При газовите турбини Frame 5–9 GE Mark VI и Mark VIe управляват чрез приложен софтуер с функционални блокове. Тази статия представя функциите за управление н...
При Frame 7FA или 9E управляващата програма не е файл със стълбовидна логика, който можете да отпечатате от USB флашка. GE Mark VI и Mark VIe управляват турбината като приложен софтуер с функционални блокове: логиката за горивото, IGV, ускорението, температурата на изгорелите газове, пламъка, превишаването на оборотите и аварийното изключване е реализирана чрез взаимосвързани блокове в защитен с парола проект. Ако виждате само зададените стойности на HMI, гледате интерфейса на това приложение, а не самите блокове.
Това разграничение е важно по време на планов ремонт. Повреден I/O pack, сменена клемна платка или контролерна карта, която не се зарежда, са хардуерен проблем. Агрегат, който не запалва, защото блокът за детекторите на пламък е изключен от гласуването, или който увисва при пускане, защото блокът за характеристиката на компресора отчита неправдоподобно отношение на наляганията, има проблем с приложния софтуер. Смесването на двата типа проблеми губи ценното време за ремонт.
Типична конфигурация за управление на турбина GE: мрежов комутатор, полева клемна платка, I/O packs и контролерни/комуникационни карти за шкафа — хардуерът, на който реално се изпълнява приложението с функционални блокове.
Mark VI и Mark VIe не са един и същ шкаф
В практиката все още се използва „Mark VI“ и за двете поколения. Идеята на приложението е сходна — функционални блокове, компилирани за контролери, — но I/O системата и мрежата са различни.
Класическият Mark VI е ориентиран към VME. Контролерите комуникират с I/O по шината GE Genius; картите VCMI обслужват тази I/O мрежа, а операторските станции са свързани по Ethernet. При Mark VIe I/O системата е прехвърлена към Ethernet, използват се контролери от клас UCVx, а I/O packs (семействата IS220 / IS200) се свързват с клемни платки, към които се подвежда полевото окабеляване. ControlST / Toolbox ST е инженерната среда за двете поколения в съвременните централи, но платка, извадена от VME шкаф Mark VI, не е директно взаимозаменяема с pack за Mark VIe.
Когато търсите заместител, първо съобразете поколението. Контролерните карти, I/O packs и клемните платки за тези турбини са представени в платки GE и управление на турбини.
Как всъщност е организирано приложението
GE не публикува публична енциклопедия на всеки блок, използван в конкретна машина Frame 6B или 9FA. Работещите дефиниции се намират в проекта на обекта за Toolbox ST, защитен с лицензионни ключове и пароли на контролера. Това, което може да се обсъжда коректно, е функционалната схема, която всяка тежка газова турбина реализира, независимо от точното име на блока в проекта.
Процесните блокове затварят контурите, от които зависи работата на машината: характеристиките на компресора и IGV, задаването на разпределението на горивото или на газовия регулиращ клапан, рампите за ускорение и забавяне, както и управлението по температурата на изгорелите газове или температурния разброс. Пред тези контури има блокове за избор и гласуване, така че един шумен датчик да не предизвика аварийно изключване. Таймерите и блоковете за качество забавят обявяването на повреда на датчик, за да не изключи агрегата краткотраен импулс в един цикъл.
Защитните блокове са отделен слой. Гласуването на сигналите за превишаване на оборотите и детекторите на пламък, температурите на металните части в пространството около колелото или лагерите и вибрациите от безконтактните сонди не „настройват“ турбината — те определят дали тя има право да работи. Веригите за соленоидите на аварийното изключване и аварийния стоп умишлено са по-прости от контура за модулиране на горивото и трябва да останат такива.
| Функция | Какво прави в агрегата | Къде се проявява |
|---|---|---|
| Физика на компресора / IGV | Отношение на наляганията, запас до помпаж, зададена позиция на входните направляващи лопатки | Пуск, натоварване и температурно управление |
| Избор на висока/ниска стойност и гласуване | Избира надежден сигнал от резервирани предаватели | Гориво, температура на изгорелите газове, пламък, обороти |
| PID / регулатор | Затворен контур за гориво, IGV и температура | FSR, GCV, IGV, управление на изгорелите газове |
| Рампа / ограничаване на скоростта на промяна | Ограничава колко бързо могат да се променят горивото или IGV | Пуск, отхвърляне на товара, спиране |
| Таймер за повреда на датчик | Потвърждава дефектен вход, преди да предприеме действие | Предотвратява нежелани аварийни изключвания |
| Превишаване на оборотите / пламък / вибрации | Инициира аварийно изключване, а не модулация | Защита и последователност на събитията (SOE) |
Разчитане на програмата спрямо разчитане на HMI
Операторите вече виждат трендове, зададени стойности на алармите, последователността на събитията и I/O диагностиката на HMI на Mark VIe. Това е достатъчно, за да потвърдят изгасване на пламъка, повреден RTD или pack, отпаднал от мрежата. Но не е достатъчно, за да променят начина на гласуване на селектор или начина, по който блокът на компресора изчислява запаса до помпаж.
За да отворите диаграмата на функционалните блокове, са ви необходими Toolbox ST (или пакетът ControlST, за който обектът има лиценз), хардуерен ключ и достъп с парола, предоставен от GE или OEM в рамките на договора за сервизно обслужване на централата. Неразрешеното извличане на приложен софтуер може да анулира поддръжката и да наруши условията на GE за интелектуална собственост. Ако обектът няма такъв достъп, правилният път е чрез GE Digital / Vernova или оторизиран дистрибутор, а не чрез копиран проект от друг агрегат.
Документацията, която действително съответства на инсталирания софтуер, остава ръководството за монтаж и приложението на Mark VI / Mark VIe — серията GEH, цитирана във вашата папка за ремонта, обикновено GEH-6721 за монтаж на Mark VI. Специфичните за рамата приложни бележки на OEM винаги са по-полезни от общите списъци с блокове.
Какво означава това за машини Frame 5 до Frame 9
Едни и същи категории блокове се срещат при машините Frame 5, 6, 7 и 9, защото физиката е една и съща: компресор, който може да изпадне в помпаж, горивна камера, която може да изгуби пламък, и ротор, който не трябва да превишава допустимите обороти. Променят се броят на I/O каналите, горивната система, DLN спрямо дифузионно горене и това дали шкафът е Mark VI или Mark VIe. Техник, който разбира гласуването, рампите и защитните слоеве, може да отстранява неизправности при различни рамки; техник, който помни само имената на блоковете от един проект, не може.
Вибрационните канали при тези агрегати обикновено завършват в отделен монитор — често безконтактни сонди Bently Nevada и шкаф от клас 3500 — след което към Mark VI се подава контакт за аварийно изключване или аларма. Не търсете проблем с вибрациите на вала само във функционален блок на турбината, ако повреденият компонент е сондата, удължителят или мониторът.
Практически подход при ремонт
Приемайте функционалните блокове като закона за управление, а pack-овете, клемните платки и контролерните карти — като платформата, на която той се изпълнява. Ако законът е неправилен, са ви необходими лицензиран достъп до Toolbox и промяна, подкрепена от OEM. Ако платформата е повредена, ви е необходим правилният IS200 / IS220 / VME компонент, а не пренаписване на COMPHYS. Повечето принудителни спирания, при които съм участвал, бяха от втория тип.
За автора
Robert Hale | Инженер по управление на турбини – GE Mark VI / Mark VIe
Robert Hale има над 15 години опит в управлението на тежки газови турбини, включително модернизация на системи Mark VI и Mark VIe за машини Frame 5–9, работа с приложенията ControlST / Toolbox ST и поддръжка по време на ремонти на I/O packs, клемни платки и контролерни карти.