بلوکهای عملکردی GE Mark VI برای منطق کنترل توربین گاز
در توربینهای گازی Frame 5 تا 9، سیستمهای GE Mark VI و Mark VIe کنترل را بهصورت نرمافزار کاربردی مبتنی بر بلوکهای تابع اجرا میکنند. این مقاله عملکردهای ...
در یک Frame 7FA یا 9E، داستان کنترل یک فایل نردبانی نیست که بتوانید آن را از روی فلش USB چاپ کنید. GE Mark VI و Mark VIe توربین را با نرمافزار کاربردی مبتنی بر بلوکهای تابع اجرا میکنند: منطق سوخت، IGV، شتابگیری، دمای اگزوز، شعله، افزایش بیشازحد سرعت و تریپ، همگی بهصورت بلوکهای بههمپیوسته درون یک پروژه محافظتشده با گذرواژه قرار دارند. اگر فقط نقاط تنظیم HMI را میبینید، در واقع پوسته این نرمافزار کاربردی را میبینید، نه خود بلوکها را.
این تفاوت هنگام تعمیرات اساسی اهمیت دارد. خرابی یک پک I/O، جابهجایی یک برد ترمینال یا بوتنشدن کارت کنترلر، مشکل سختافزاری است. واحدی که بهدلیل خارجشدن بلوک اسکنر شعله از رأیگیری روشن نمیشود، یا بهدلیل مشاهده نسبت فشار غیرقابلقبول توسط بلوک نقشه کمپرسور هنگام راهاندازی متوقف میماند، دچار مشکل نرمافزار کاربردی است. اشتباهگرفتن این دو، زمان محدود تعمیرات را هدر میدهد.
چیدمان معمول کنترل توربین GE: سوئیچ شبکه، برد ترمینال میدانی، پکهای I/O و کارتهای کنترلر/ارتباطی رک؛ یعنی سختافزاری که نرمافزار کاربردی مبتنی بر بلوکهای تابع روی آن اجرا میشود.
Mark VI و Mark VIe یک رک یکسان نیستند
در گفتوگوهای میدانی هنوز برای هر دو نسل از عبارت «Mark VI» استفاده میشود. ایده نرمافزار کاربردی مشابه است—بلوکهای تابعی که برای کنترلرها کامپایل شدهاند—اما I/O و شبکه یکسان نیستند.
Mark VI کلاسیک، مبتنی بر VME است. کنترلرها از طریق گذرگاه GE Genius با I/O ارتباط دارند؛ کارتهای VCMI شبکه I/O را مدیریت میکنند و ایستگاههای اپراتوری روی اترنت قرار دارند. در Mark VIe، I/O به اترنت منتقل شده است، از کنترلرهای کلاس UCVx استفاده میشود و پکهای I/O خانواده IS220 / IS200 با بردهای ترمینالی که سیمکشی میدانی روی آنها متصل میشود، جفت هستند. ControlST / Toolbox ST محیط مهندسی هر دو نسل در نیروگاههای امروزی است، اما بردی که از یک شاسی VME مربوط به Mark VI خارج شده، جایگزین مستقیم یک پک Mark VIe نیست.
هنگام تهیه قطعه جایگزین، ابتدا نسل سیستم را تطبیق دهید. کنترلرها، پکهای I/O و بردهای ترمینال این توربینها در بخش بردهای GE و کنترل توربین فهرست شدهاند.
نرمافزار کاربردی واقعاً چگونه سازماندهی شده است
GE دانشنامه عمومی کاملی از همه بلوکهای استفادهشده در یک Frame 6B یا 9FA مشخص منتشر نمیکند. تعریفهای فعال در پروژه Toolbox ST همان سایت قرار دارند و با کلیدهای مجوز و گذرواژههای کنترلر محافظت میشوند. چیزی که میتوان با اطمینان درباره آن صحبت کرد، نقشه عملکردیای است که هر توربین گاز سنگین، فارغ از نام دقیق بلوک در آن پروژه، پیادهسازی میکند.
بلوکهای فرایندی حلقههایی را میبندند که ماشین بر اساس آنها کار میکند: عملکرد کمپرسور و IGV، تقاضای تقسیم سوخت یا شیر کنترل گاز، رمپهای شتابگیری و کاهش سرعت، و کنترل دمای اگزوز یا اختلاف دما. بلوکهای انتخاب و رأیگیری پیش از این حلقهها قرار میگیرند تا یک ترانسمیتر پرنویز به تریپ منجر نشود. بلوکهای تایمر و کیفیت، اعلام خطای حسگر را به تأخیر میاندازند تا یک اختلال تکاسکن باعث تخلیه واحد نشود.
بلوکهای حفاظتی لایهای جداگانه هستند. افزایش بیشازحد سرعت، رأیگیری اسکنر شعله، دمای فضای چرخ یا فلز یاتاقان و ارتعاش اندازهگیریشده با پروبهای مجاورتی، توربین را «تنظیم» نمیکنند؛ آنها تصمیم میگیرند که آیا توربین اجازه کار داشته باشد یا نه. مسیرهای سلونوئید تریپ و توقف اضطراری عمداً در مقایسه با مسیر مدولاسیون سوخت ساده نگه داشته میشوند و باید همینطور باقی بمانند.
| عملکرد | کاری که روی واحد انجام میدهد | محل نمایش |
|---|---|---|
| فیزیک کمپرسور / IGV | نسبت فشار، حاشیه سرج، تقاضای پرههای راهنمای ورودی | کنترل راهاندازی، بار و دما |
| انتخاب بالا/پایین و رأیگیری | انتخاب سیگنال قابلاعتماد از ترانسمیترهای افزونه | سوخت، دمای اگزوز، شعله، سرعت |
| PID / رگولاتور | کنترل حلقهبسته سوخت، IGV و دما | FSR، GCV، IGV و کنترل اگزوز |
| رمپ / محدودکننده نرخ | محدودکردن سرعت تغییر سوخت یا IGV | راهاندازی، رد بار، خاموشکردن |
| تایمر خطای حسگر | تأیید ورودی معیوب پیش از اقدام | جلوگیری از تریپهای ناخواسته |
| افزایش بیشازحد سرعت / شعله / ارتعاش | آغاز تریپ، نه مدولاسیون | حفاظت و SOE |
خواندن برنامه در برابر خواندن HMI
اپراتورها هماکنون روندها، نقاط تنظیم آلارم، توالی رویدادها و عیبیابی I/O را روی HMI مربوط به Mark VIe میبینند. این اطلاعات برای تأیید خاموششدن شعله، خرابی RTD یا قطعشدن یک پک از شبکه کافی است. اما برای تغییر نحوه رأیگیری یک انتخابگر یا روش محاسبه حاشیه سرج توسط بلوک کمپرسور کافی نیست.
برای بازکردن نمودار بلوکهای تابع، به Toolbox ST (یا مجموعه ControlST دارای مجوز سایت)، کلید سختافزاری و دسترسی گذرواژهای نیاز دارید که GE یا سازنده اصلی طبق قرارداد خدمات نیروگاه اعطا کرده باشد. دریافت غیرمجاز نسخههای نرمافزار کاربردی میتواند پشتیبانی را باطل کند و شرایط مالکیت فکری GE را نقض کند. اگر سایت چنین دسترسیای ندارد، مسیر درست، پشتیبانی GE Digital / Vernova یا توزیعکننده مجاز است، نه استفاده از پروژه کپیشده یک واحد دیگر.
مستنداتی که واقعاً با نرمافزار نصبشده مطابقت دارند، همچنان دفترچههای نصب و کاربرد Mark VI / Mark VIe هستند (سری GEH که معمولاً در پرونده تعمیرات اساسی سایت به آنها ارجاع داده میشود؛ از جمله GEH-6721 برای نصب Mark VI). یادداشتهای کاربردی اختصاصی فریم از طرف سازنده اصلی، همیشه از فهرستهای عمومی بلوکها بهتر هستند.
این موضوع برای Frame 5 تا Frame 9 چه معنایی دارد
دستههای بلوک یکسانی در ماشینهای Frame 5، 6، 7 و 9 دیده میشوند، چون فیزیک یکسان است: کمپرسوری که ممکن است دچار سرج شود، محفظه احتراقی که ممکن است شعله را از دست بدهد و روتوری که نباید بیشازحد سرعت بگیرد. آنچه تغییر میکند، تعداد I/O، سامانه سوخت، DLN در برابر دیفیوژن و Mark VI یا Mark VIe بودن رک است. تکنسینی که رأیگیری، رمپها و لایههای حفاظتی را میشناسد، میتواند روی فریمهای مختلف عیبیابی کند؛ اما تکنسینی که فقط نام بلوکهای یک پروژه را حفظ کرده است، نمیتواند.
کانالهای ارتعاش در این واحدها معمولاً به یک مانیتور جداگانه ختم میشوند—اغلب پروبهای مجاورتی Bently Nevada و رک کلاس 3500—و سپس یک کنتاکت تریپ یا آلارم به Mark VI ارسال میشود. اگر قطعه معیوب پروب، کابل رابط یا مانیتور است، مشکل ارتعاش شفت را فقط داخل یک بلوک تابع توربین جستوجو نکنید.
رویکرد عملی برای کارهای تعمیرات اساسی
بلوکهای تابع را قانون کنترل و پکها، بردهای ترمینال و کارتهای کنترلر را بستر اجرای آن در نظر بگیرید. اگر قانون کنترل اشتباه است، به دسترسی مجاز Toolbox و تغییر مورد تأیید سازنده اصلی نیاز دارید. اگر بستر اجرا مشکل دارد، به قطعه صحیح IS200 / IS220 / VME نیاز دارید، نه بازنویسی COMPHYS. بیشتر توقفهای اضطراریای که از نزدیک دیدهام، از نوع دوم بودهاند.
درباره نویسنده
رابرت هیل | مهندس کنترل توربین – GE Mark VI / Mark VIe
رابرت هیل بیش از ۱۵ سال در زمینه کنترل توربینهای گاز سنگین فعالیت داشته و روی نوسازیهای Mark VI و Mark VIe در فریمهای 5 تا 9، کارهای کاربردی ControlST / Toolbox ST و پشتیبانی تعمیرات اساسی برای پکهای I/O، بردهای ترمینال و کارتهای کنترلر کار کرده است.
