Bentley 3500/53 RPM Limit Switch (Overspeed Switch) (Configurazione logica Interlock)

Questo articolo fornisce una panoramica completa della configurazione della logica di interblocco Bentley 3500/53 (Over-Speed ​​Card) "3-from-2" (2003), coprendo tutto, dall'architettura hardware, configurazione software, logica di voto e cablaggio dei relè fino all'attivazione e al ripristino.

• 3 sensori di velocità indipendenti: 3 sensori a correnti parassite o magnetoelettrici montati sullo stesso disco ingranaggio, ciascuno indipendente fisicamente, elettricamente e di alimentazione.
• Chassis 3500 (3500/05) + doppi alimentatori ridondanti (3500/15): gli alimentatori ridondanti sono obbligatori e devono essere conformi allo standard API 670.
• Bus TMR backplane: le tre schede implementano un meccanismo di votazione a livello hardware "due su tre" tramite cablaggio backplane, indipendente dal software o dalla rete.

Le tre schede sono completamente peer-to-peer senza relazione master-slave: ciascuna scheda esegue l'acquisizione dati indipendente, l'elaborazione indipendente e l'uscita indipendente al relè di sgancio. Un guasto ad una singola scheda o sonda non influisce sul sistema nel suo insieme: il sistema si degrada automaticamente alla configurazione “due su uno” senza far intervenire l'unità. Se due schede qualsiasi rilevano contemporaneamente una condizione di velocità eccessiva → hard trip: tempo di risposta ≤ 30 ms.

• Software di configurazione rack 3500 (v3.35+).
• Connessione: collegare la porta seriale del computer o un adattatore da USB a seriale al modulo RIM sul rack; impostare l'interruttore a chiave sulla modalità Programmazione.
• Principio: la configurazione di tutti e tre i set di carte deve essere identica; configurare prima la prima scheda, quindi copiare in modo sincrono le impostazioni sulle altre due.

• Selezione slot: seleziona 3 slot adiacenti; Tipo di modulo: selezionare 3500/53 Overspeed.
• Attivazione del canale: Canale → Attivo.
• Tipo di sensore: Corrente parassita: prossimità (200 mV/mil); Magnetico: magnetico.
• Intervallo: 0–40.000 giri/min (in base alla velocità nominale dell'unità, ad esempio 3.000 giri/min).
• Parametri ingranaggio: denti per giro (ad esempio, 60), polarità (polarità del sensore).

Utilizzando come esempio una velocità nominale di 3.000 giri/min:

• Avviso: 103% = 3.090 giri/min; attiva solo un allarme, non fa scattare l'unità.
• Pericolo (scatto per sovravelocità): 110% = 3.300 giri/min; innesca una votazione 2 su 3, con conseguente viaggio forzato.
• Viaggio (Ultimate Forced Trip): 114% = 3.420 giri/min; il relè fisico di bordo scatta immediatamente senza votazione.
• Ritardo: 0 ms per avviso, 0 ms per scatto (nessun ritardo per velocità eccessiva).

• Accedere all'interfaccia della logica di voto e selezionare 2 su 3.
• Definizione logica: ≥2 tessere raggiungono contemporaneamente il Setpoint di pericolo → innescano uno sgancio generale.
• 1 guasto/allarme tessera → mascherato automaticamente, non partecipa alla votazione.
• Rimangono solo 2 carte normali → declassate automaticamente a 1 su 2.
• Impostazioni di sincronizzazione: la modalità di voto per tutte e 3 le carte deve essere esattamente la stessa; è vietato mischiare 2 su 3 e 1 su 2.

• Ciascuna unità 3500/53 fornisce 4 canali relè. Configurazioni chiave:
• Relè di allarme: si attiva durante un avviso, inviando un allarme a DEH/DCS.
• Relè di pericolo (viaggio): si attiva durante un evento di "Pericolo"; contatti puliti (NO/NC), cablati su ETS/valvola a chiusura rapida.
• Stato relè: normalmente chiuso (NC), aperto durante uno scatto (NO), progettato per la sicurezza.

• Guasto Sensore: Circuito aperto/cortocircuito/anomalia segnale → La tessera corrispondente bypassa automaticamente il sensore e viene esclusa dalla votazione.
• Guasto della scheda: anomalia CPU/alimentatore/comunicazione → Questa scheda viene bypassata e le restanti due schede funzionano in modalità 1oo2.
• Allarme guasto: un segnale di bypass viene inviato al DEH per avvisare il personale di manutenzione; il sistema non interviene.

• 3 sensori → Acquisizione dati indipendente da 3 schede → RPM normali → Tutti i relè “Pericolo” si eccitano (NC chiuso).
• Circuito di sgancio: contatti NC dei relè “Pericolo” su 3 schede collegate in serie → Circuito chiuso → Olio di sicurezza stabilito → L'unità funziona normalmente.

• Una singola carta rileva una velocità eccessiva → Il relè di pericolo su quella carta si apre.
• Si attiva solo 1 carta → La condizione 2oo3 non è soddisfatta → Lo sgancio generale non viene attivato → L'unità continua a funzionare.
• Un allarme tessera singola viene inviato al CCS come promemoria per evitare falsi interventi.

• Anche la seconda carta riconosce la velocità eccessiva → La condizione 2oo3 è soddisfatta.
• I relè "Pericolo" su entrambe le schede si aprono contemporaneamente → Il circuito in serie è interrotto → La pressione dell'olio di sicurezza viene scaricata → Le valvole di chiusura rapida/valvole principali del vapore si chiudono.
• Tempo di risposta dell'intera catena ≤30 ms, di gran lunga superiore a quello di PLC/DCS (200–500 ms).

Se una singola scheda rileva ≥ 3.420 giri/min → il relè interno della scheda si attiva direttamente, bypassando il processo di votazione per forzare uno scatto. Ciò costituisce l'ultima linea di difesa contro la velocità eccessiva (ad esempio, perdita incontrollata del carico).

• Relè di pericolo per scheda: NC (normalmente chiuso), NO (normalmente aperto), COM (comune).
• Circuito due su tre: contatti NC di 3 schede collegate in serie → un'estremità collegata a 24 V CC, l'altra estremità collegata alla bobina di sgancio ETS/solenoide della valvola a chiusura rapida.
• Principio: normalmente chiuso, si apre in caso di intervento, in conformità al principio di sicurezza.

• Cablato: contatti puliti di sgancio, contatti puliti di allarme, guasto scheda/contatti puliti di bypass.
• Comunicazione: velocità in tempo reale, velocità di punta, causa del primo viaggio, stato della carta.
• Da DEH/DCS cablato: segnale di reset, segnale di abilitazione test.
• Comunicazione: stato di funzionamento dell'unità, setpoint di velocità.

1. Velocità ≥ 3300 giri/min → Rilevata da 2 o più carte → Approvata dalla votazione 2003.
2. Il relè “Pericolo” a 2 schede si apre → Il circuito cablato si apre → L'elettrovalvola ETS si attiva.
3. Limitatore di sicurezza della pressione dell'olio → Chiusura rapida della valvola principale del vapore/valvola di regolazione/valvola a chiusura rapida → Spegnimento dell'unità.
4. Registro di sistema 3500: prima scheda di attivazione, velocità di picco, tempo di azione, causa del guasto.
5. Interblocco DEH: interblocchi, limitazione della pressione, valvola anti-sovratensione completamente aperta, pop-up di allarme.

1. Confermare lo spegnimento dell'unità, la velocità a 0 e l'eliminazione del guasto.
2. Reset hardware locale: cortocircuitare i terminali RST/COM sul 3500/53 (reset indipendente per ciascuna scheda).
3. Dopo il ripristino: il relè "Pericolo" si eccita → il circuito duro viene eccitato → l'olio di sicurezza viene ripristinato → l'avvio è consentito.
4. Il ripristino remoto del software è vietato: deve essere eseguito localmente per evitare ripristini accidentali.

• Circuito aperto a sensore singolo: la scheda corrispondente viene bypassata → le due schede rimanenti attivano 1oo2 → nessuno sgancio.
• Guasto hardware a scheda singola: come sopra → Nessun intervento.
• Guasto simultaneo di due sonde: condizione 2oo3 soddisfatta → Trip.
• Interferenza elettromagnetica: Falso allarme su una sola tessera → Bypass → Nessun intervento.

L'interblocco 3500/53 "tre ingressi, due uscite" è una soluzione di protezione da sovravelocità TMR ridondante SIL 3 a livello hardware. Attraverso l'acquisizione indipendente dei dati da tre schede, la votazione hardware 2003 e lo sgancio diretto cablato, garantisce l'assenza di sgancio in caso di guasto singolo, lo sgancio garantito in caso di doppio guasto e una risposta al livello dei millisecondi. È pienamente conforme agli standard API 670/612 e costituisce l'ultima e solida linea di difesa contro l'instabilità nei compressori/turbine di grandi dimensioni.