Bentley 3500/53 RPM-eindschakelaar (oversnelheidsschakelaar) "Twee-van-drie" (2003) Interlock Logic-configuratie

Dit artikel biedt een uitgebreid overzicht van de Bentley 3500/53 (Over-Speed ​​Card) “3-from-2" (2003) interlock-logicaconfiguratie, die alles omvat, van hardware-architectuur, softwareconfiguratie, stemlogica en relaisbedrading tot triggering en resetten.

• 3 onafhankelijke snelheidssensoren: 3 wervelstroom- of magneto-elektrische sensoren gemonteerd op dezelfde tandwielschijf, elk fysiek, elektrisch en voeding onafhankelijk.
• 3500 chassis (3500/05) + dubbele redundante voedingen (3500/15): Redundante voedingen zijn verplicht en moeten voldoen aan API 670.
• Backplane TMR-bus: De drie kaarten implementeren een “twee-uit-drie” stemmechanisme op hardwareniveau via hardwarematige bedrading op de backplane, onafhankelijk van software of het netwerk.

De drie kaarten zijn volledig peer-to-peer zonder master-slave-relatie: elke kaart voert onafhankelijke data-acquisitie, onafhankelijke verwerking en onafhankelijke uitvoer naar het uitschakelrelais uit. Een storing in een enkele kaart of sonde heeft geen invloed op het systeem als geheel: het systeem degradeert automatisch naar een “twee-uit-één”-configuratie zonder dat de unit uitschakelt. Als twee kaarten tegelijkertijd een oversnelheidssituatie detecteren → harde trip: responstijd ≤ 30 ms.

• 3500 Rack-configuratiesoftware (v3.35+).
• Aansluiting: Sluit de seriële poort van de computer of een USB-naar-serieel adapter aan op de RIM-module op het rek; zet de sleutelschakelaar in de programmeermodus.
• Principe: De configuratie van alle drie de kaartensets moet identiek zijn; configureer eerst de eerste kaart en kopieer vervolgens de instellingen synchroon naar de andere twee.

• Slotselectie: Selecteer 3 aangrenzende slots; Moduletype: Selecteer 3500/53 Oversnelheid.
• Kanaalactivering: Kanaal → Actief.
• Sensortype: Wervelstroom: Nabijheid (200 mV/mil); Magnetisch: Magnetisch.
• Bereik: 0–40.000 RPM (gebaseerd op de nominale snelheid van de unit, bijvoorbeeld 3.000 RPM).
• Versnellingsparameters: tanden per omwenteling (bijv. 60), polariteit (sensorpolariteit).

Met een nominaal toerental van 3.000 tpm als voorbeeld:

• Waarschuwing: 103% = 3.090 tpm; activeert alleen een alarm, schakelt de unit niet uit.
• Gevaar (uitschakeling bij te hoog toerental): 110% = 3.300 tpm; veroorzaakt een 2-uit-3-stemming, wat resulteert in een gedwongen trip.
• Trip (ultieme geforceerde trip): 114% = 3.420 tpm; de harde estafette aan boord wordt onmiddellijk geactiveerd zonder te stemmen.
• Vertraging: 0 ms voor waarschuwing, 0 ms voor uitschakeling (geen vertraging voor te hoge snelheid).

• Ga naar de Voting Logic-interface en selecteer 2 van de 3.
• Logische definitie: ≥2 kaarten bereiken tegelijkertijd het gevaar-instelpunt → activeren een algemene trip.
• 1 kaartfout / alarm → automatisch gemaskeerd, neemt niet deel aan de stemming.
• Er blijven slechts 2 normale kaarten over → automatisch gedowngraded naar 1 op 2.
• Synchronisatie-instellingen: De stemmodus voor alle 3 de kaarten moet exact hetzelfde zijn; het mengen van 2-uit-3 en 1-uit-2 is verboden.

• Elke 3500/53-unit beschikt over 4 relaiskanalen. Belangrijkste configuraties:
• Alarmrelais: Wordt geactiveerd tijdens een waarschuwing en verzendt een alarm naar DEH/DCS.
• Gevaarrelais (trip): Wordt geactiveerd tijdens een “Gevaar”-gebeurtenis; droge contacten (NO/NC), bedraad naar ETS / snelsluitende klep.
• Relaisstatus: Normaal gesloten (NC), open tijdens een trip (NO), ontworpen met veiligheid.

• Sensorfout: Open circuit / kortsluiting / signaalanomalie → De bijbehorende kaart omzeilt automatisch de sensor en wordt uitgesloten van stemmen.
• Kaartfout: CPU / voeding / communicatiefout → Deze kaart wordt omzeild en de overige twee kaarten werken in 1oo2-modus.
• Foutalarm: Er wordt een bypass-signaal naar de DEH gestuurd om onderhoudspersoneel te waarschuwen; het systeem schakelt niet uit.

• 3 sensoren → Onafhankelijke data-acquisitie door 3 kaarten → Normaal toerental → Alle “Gevaar”-relais worden bekrachtigd (NC gesloten).
• Trip Circuit: NC-contacten van de “Gevaar”-relais op 3 kaarten die in serie zijn geschakeld → Circuit gesloten → Veiligheidsolie tot stand gebracht → Unit werkt normaal.

• Eén kaart detecteert een te hoge snelheid → Het gevaarrelais op die kaart gaat open.
• Er wordt slechts 1 kaart geactiveerd → Aan voorwaarde 2oo3 wordt niet voldaan → Algemene uitschakeling wordt niet geactiveerd → De unit blijft werken.
• Er wordt een alarm voor één kaart naar de CCS verzonden als herinnering om valse trips te voorkomen.

• De tweede kaart detecteert ook een te hoge snelheid → Aan voorwaarde 2oo3 is voldaan.
• De “Gevaar”-relais op beide kaarten gaan gelijktijdig open → Het seriecircuit is onderbroken → De veiligheidsoliedruk wordt ontlast → Snelsluitende kleppen / hoofdstoomkleppen sluiten.
• Reactietijd over de volledige keten ≤30 ms, veel groter dan die van PLC/DCS (200–500 ms).

Als een enkele kaart ≥3.420 rpm detecteert → wordt het interne harde relais van de kaart direct geactiveerd, waarbij het stemproces wordt omzeild en een trip wordt geforceerd. Dit dient als de laatste verdedigingslinie tegen extreme snelheidsoverschrijding (bijvoorbeeld ongecontroleerde belastingafschakeling).

• Gevaarrelais per kaart: NC (normaal gesloten), NO (normaal open), COM (gemeenschappelijk).
• Twee-uit-drie circuit: NC-contacten van 3 in serie geschakelde kaarten → het ene uiteinde aangesloten op 24 VDC, het andere uiteinde aangesloten op de ETS-uitschakelspoel/snelheidssluitende klepmagneet.
• Principe: Normaal gesloten, opent bij uitschakeling, conform het fail-safe-principe.

• Bedraad: Droge contacten uitschakelen, droge alarmcontacten, droge contacten kaartfout/bypass.
• Communicatie: realtime snelheid, pieksnelheid, oorzaak van de eerste trip, kaartstatus.
• Van DEH/DCS bedraad: resetsignaal, testinschakelsignaal.
• Communicatie: Bedrijfsstatus unit, snelheidsinstelpunt.

1. Snelheid ≥ 3300 rpm → Gedetecteerd door 2 of meer kaarten → Goedgekeurd door stemming in 2003.
2. 2-kaarten “Gevaar”-relais gaat open → Bedrade circuit gaat open → ETS-magneetklep wordt geactiveerd.
3. Veiligheidsoliedrukontlasting → Snelle sluiting van de hoofdstoomklep / regelklep / snelsluitende klep → Uitschakeling van de unit.
4. 3500 Systeemlog: Eerste triggerkaart, pieksnelheid, actietijd, foutoorzaak.
5. DEH-vergrendeling: vergrendelingen, drukontlasting, anti-piekklep volledig open, alarmpop-up.

1. Bevestig de uitschakeling van de unit, de snelheid op 0 en het verhelpen van de fout.
2. Lokale harde reset: Kortsluiting van aansluitingen RST/COM op de 3500/53 (onafhankelijke reset voor elke kaart).
3. Na reset: relais "Gevaar" wordt bekrachtigd → hard circuit wordt bekrachtigd → veiligheidsolie wordt hersteld → opstarten is toegestaan.
4. Softwarereset op afstand is verboden: moet lokaal worden uitgevoerd om onbedoelde reset te voorkomen.

• Open circuit met enkele sensor: corresponderende kaart-bypasses → resterende twee kaarten activeren 1oo2 → geen trip.
• Hardwarefout met enkele kaart: Hetzelfde als hierboven → Geen trip.
• Gelijktijdig falen van twee sondes: voldaan aan voorwaarde 2oo3 → Trip.
• Elektromagnetische interferentie: Vals alarm op een enkele kaart → Bypass → Geen trip.

De 3500/53 "Drie ingangen, twee uitgangen"-vergrendeling is een hardwarematige, SIL 3, TMR-redundante oplossing voor oversnelheidsbeveiliging. Door onafhankelijke data-acquisitie van drie kaarten, hardware 2003 voting en bekabelde directe uitschakeling, zorgt het ervoor dat er niet wordt uitgeschakeld bij een enkele fout, gegarandeerd wordt uitgeschakeld bij een dubbele fout, en een respons op millisecondenniveau. Het voldoet volledig aan de API 670/612-normen en dient als de laatste, robuuste verdedigingslinie tegen weglopen in grote compressoren/turbines.