GE Mark VI funkcióblokkok gázturbina-vezérlési logikához
Az 5–9-es keretű gázturbinákon a GE Mark VI és Mark VIe a vezérlést funkcióblokk-alapú alkalmazásszoftverként futtatja. Ez a cikk áttekinti a folyamat-, véde...
Egy 7FA vagy 9E Frame gépen a vezérlési program nem egy létradiagram-fájl, amelyet USB-meghajtóról ki lehet nyomtatni. A GE Mark VI és Mark VIe a turbinát funkcióblokk-alapú alkalmazásszoftverként üzemelteti: az üzemanyag-, IGV-, gyorsítási, kipufogógázhőmérséklet-, láng-, túlpörgés- és kioldási logika mind összekapcsolt blokkokként található egy jelszóval védett projektben. Ha csak a HMI alapjeleit látja, akkor ennek az alkalmazásnak a felszínét látja – magukat a blokkokat nem.
Ez a különbség egy leállás során különösen fontos. Egy meghibásodott I/O-csomag, egy kicserélt sorkapocskártya vagy egy be nem bootoló vezérlőkártya hardverprobléma. Ha egy egység azért nem gyújt be, mert egy lángérzékelő-blokkot kiszavaztak, vagy azért akad el az indítás, mert egy kompresszortérkép-blokk valószínűtlen nyomásviszonyt érzékel, akkor alkalmazásszoftver-problémáról van szó. A kettő összekeverése értékes időt pazarol el.
Tipikus GE turbina-vezérlési összeállítás: hálózati kapcsoló, terepi sorkapocskártya, I/O-csomagok, valamint rackbe szerelt vezérlő- és kommunikációs kártyák – a hardver, amelyen a funkcióblokk-alapú alkalmazás ténylegesen fut.
A Mark VI és a Mark VIe nem ugyanaz a rack
A terepi beszélgetésekben még mindig „Mark VI”-ként hivatkoznak mindkét generációra. Az alkalmazás elve hasonló – a vezérlőkre fordított funkcióblokkok –, de az I/O és a hálózat nem azonos.
A klasszikus Mark VI VME-központú rendszer. A vezérlők a GE Genius buszon keresztül kommunikálnak az I/O-val; a VCMI-kártyák kezelik ezt az I/O-hálózatot, a kezelőállomások pedig Etherneten csatlakoznak. A Mark VIe az I/O-t Ethernetre helyezi át, UCVx-osztályú vezérlőket használ, és az I/O-csomagokat (IS220 / IS200 család) terepi kábelezést fogadó sorkapocskártyákkal párosítja. A jelenlegi üzemekben a ControlST / Toolbox ST mindkét termékvonal mérnöki környezete, de egy Mark VI VME-rackből kivett kártya nem helyettesíti közvetlenül a Mark VIe csomagját.
Cserealkatrész beszerzésekor először a generációt azonosítsa. E turbinák vezérlőlapátjai, I/O-csomagjai és sorkapocskártyái a GE-kártyák és turbina-vezérlés kategóriában szerepelnek.
Hogyan épül fel ténylegesen az alkalmazás?
A GE nem tesz közzé nyilvános enciklopédiát minden olyan blokkról, amelyet egy adott 6B vagy 9FA Frame gépen használnak. Az aktuális definíciók az üzem Toolbox ST-projektjében találhatók, licenckulcsok és vezérlői jelszavak mögött. Amit őszintén meg lehet tárgyalni, az a funkcionális térkép, amelyet minden nagy teljesítményű gázturbina megvalósít, függetlenül attól, hogy az adott projektben pontosan mi a blokkok neve.
A folyamatblokkok zárják a gép működéséhez szükséges szabályozási köröket: a kompresszor teljesítményét és az IGV-t, az üzemanyag-megosztási vagy gázasztal-szelep igényét, a gyorsítási és lassítási rámpákat, valamint a kipufogógáz-hőmérséklet vagy -szórás szabályozását. A kiválasztó- és szavazóblokkok e szabályozási körök előtt helyezkednek el, hogy egyetlen zajos távadó ne okozhasson kioldást. Az időzítő- és jelminőségi blokkok késleltetik az érzékelőhibák bejelentését, így egyetlen leolvasási ciklus hibája nem állítja le az egységet.
A védelmi blokkok külön réteget alkotnak. A túlpörgés, a lángérzékelők szavazása, a keréktér- vagy csapágyfém-hőmérsékletek, valamint a közelségérzékelő szondákból származó rezgés nem „hangolja” a turbinát – ezek döntik el, hogy a gép egyáltalán üzemelhet-e. A kioldó mágnesszelepek és a vészleállító áramkörei szándékosan egyszerűbbek, mint a moduláló üzemanyag-szabályozási útvonal, és ennek így is kell maradnia.
| Funkció | Mit végez a gépen? | Hol jelenik meg? |
|---|---|---|
| Kompresszor- / IGV-fizika | Nyomásviszony, túlfeszülési tartalék, belépővezetőlapát-igény | Indítás-, terhelés- és hőmérséklet-szabályozás |
| Felső/alsó kiválasztás és szavazás | Redundáns távadók közül kiválasztja a megbízható jelet | Üzemanyag, kipufogógáz-hőmérséklet, láng, fordulatszám |
| PID / szabályozó | Zárt hurkú üzemanyag-, IGV- és hőmérséklet-szabályozás | FSR, GCV, IGV, kipufogógáz-szabályozás |
| Rámpa / sebességkorlátozás | Korlátozza, milyen gyorsan változhat az üzemanyag- vagy IGV-érték | Indítás, terheléseldobás, leállítás |
| Érzékelőhiba-időzítő | Beavatkozás előtt minősíti a hibás bemenetet | Megakadályozza a zavaró kioldásokat |
| Túlpörgés / láng / rezgés | Kioldást kezdeményez, nem modulál | Védelem és eseménysorrend |
A program olvasása a HMI olvasásával szemben
A kezelők már most is látják a trendeket, riasztási alapjeleket, eseménysorrendet és I/O-diagnosztikát a Mark VIe HMI-n. Ez elegendő egy lángkimaradás, egy hibás RTD vagy a hálózatról lekapcsolódott csomag megerősítéséhez. Arra azonban nem elegendő, hogy megváltoztassák, hogyan szavaz egy kiválasztó, vagy hogyan számítja ki egy kompresszorblokk a túlfeszülési tartalékot.
A funkcióblokk-diagram megnyitásához Toolbox ST-re (vagy a telephely licencével rendelkező ControlST-csomagra), hardverkulcsra, valamint a GE vagy az OEM által az üzem szervizszerződése alapján biztosított jelszavas hozzáférésre van szükség. Az alkalmazásszoftver jogosulatlan lementése megszüntetheti a támogatást, és sértheti a GE szellemi tulajdonra vonatkozó feltételeit. Ha a telephely nem rendelkezik ilyen hozzáféréssel, a megfelelő út a GE Digital / Vernova támogatása vagy a hivatalos forgalmazó – nem pedig egy másik gépről lemásolt projekt.
A telepített szoftverhez ténylegesen illeszkedő dokumentáció továbbra is a Mark VI / Mark VIe telepítési és alkalmazási kézikönyve (az üzem leállási dokumentációjában már hivatkozott GEH-sorozat, jellemzően a Mark VI telepítéséhez készült GEH-6721). Az OEM Frame-specifikus alkalmazási megjegyzései mindig többet érnek az általános blokklistáknál.
Mit jelent ez az 5–9. Frame gépeknél?
Ugyanazok a blokk-kategóriák jelennek meg az 5., 6., 7. és 9. Frame gépeken, mert a fizika azonos: van egy kompresszor, amely túlfeszülésbe kerülhet, egy égőtér, amely elveszítheti a lángot, és egy forgórész, amely nem pöröghet túl. Az I/O-k száma, az üzemanyag-rendszer, a DLN- vagy diffúziós égés, valamint az változik, hogy a rack Mark VI vagy Mark VIe rendszerű-e. Az a technikus, aki érti a szavazást, a rámpákat és a védelmi rétegeket, több Frame-típuson is képes hibát keresni; aki csak egyetlen projekt blokkneveit ismeri, nem.
E gépeken a rezgéscsatornák általában egy külön monitorba futnak be – gyakran Bently Nevada közelségérzékelő szondákba és egy 3500-as osztályú rackbe –, majd egy kioldó- vagy riasztási kontaktuson keresztül jutnak a Mark VI-ba. Ne kizárólag a turbina funkcióblokkjai között keresse a tengelyrezgés problémáját, ha a meghibásodott elem a szonda, a hosszabbító vagy a monitor.
Gyakorlati megközelítés a leállási munkákhoz
A funkcióblokkokat tekintse vezérlési törvénynek, a csomagokat, sorkapocskártyákat és vezérlőkártyákat pedig végrehajtási platformnak. Ha a vezérlési törvény hibás, licencelt Toolbox-hozzáférésre és OEM által támogatott módosításra van szükség. Ha a platform hibás, a megfelelő IS200 / IS220 / VME alkatrészre van szükség, nem a COMPHYS újraírására. Az általam bejárt kényszerleállások többsége a második eset volt.
A szerzőről
Robert Hale | Turbinavezérlési mérnök – GE Mark VI / Mark VIe
Robert Hale több mint 15 éve foglalkozik nagy teljesítményű gázturbinák vezérlésével, beleértve az 5–9. Frame Mark VI és Mark VIe retrofitjeit, a ControlST / Toolbox ST alkalmazási munkáit, valamint az I/O-csomagok, sorkapocskártyák és vezérlőkártyák leállási támogatását.