บทความนี้นำเสนอภาพรวมที่ครอบคลุมของการกำหนดค่าลอจิกอินเตอร์ล็อค Bentley 3500/53 (การ์ดความเร็วสูง) “3 จาก 2" (2003) ซึ่งครอบคลุมทุกอย่างตั้งแต่สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ การกำหนดค่าซอฟต์แวร์ ตรรกะการลงคะแนน และการเดินสายรีเลย์ ไปจนถึงการทริกเกอร์และการรีเซ็ต
I. สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ (อิงตาม TMR Triple Redundancy)
1. ฮาร์ดแวร์ประกอบด้วยการ์ดโอเวอร์สปีด 3500/53 จำนวน 3 ใบ (รุ่นเดียวกัน เช่น 3500/53-02-00) ติดตั้งในช่องที่อยู่ติดกัน (เช่น ช่อง 7, 8 และ 9)
- เซ็นเซอร์ความเร็วอิสระ 3 ตัว: เซ็นเซอร์กระแสไหลวนหรือแมกนีโตอิเล็กทริก 3 ตัวที่ติดตั้งอยู่บนจานเกียร์เดียวกัน โดยแต่ละตัวแยกกันทางกายภาพ ไฟฟ้า และแหล่งจ่ายไฟ
- แชสซี 3500 (3500/05) + อุปกรณ์จ่ายไฟสำรองแบบคู่ (3500/15): จำเป็นต้องมีอุปกรณ์จ่ายไฟสำรองและต้องเป็นไปตาม API 670
- บัส TMR ของแบ็คเพลน: การ์ดทั้งสามใช้กลไกการลงคะแนนระดับฮาร์ดแวร์ "สองในสาม" ผ่านการเดินสายไฟของแบ็คเพลน โดยไม่ขึ้นกับซอฟต์แวร์หรือเครือข่าย
การ์ดทั้งสามเป็นแบบเพียร์ทูเพียร์โดยสมบูรณ์โดยไม่มีความสัมพันธ์ระหว่างมาสเตอร์กับสเลฟ: การ์ดแต่ละใบดำเนินการเก็บข้อมูลอย่างอิสระ ประมวลผลอย่างอิสระ และเอาท์พุตอิสระไปยังทริปรีเลย์ ความล้มเหลวในการ์ดหรือโพรบตัวเดียวไม่ส่งผลกระทบต่อระบบโดยรวม: ระบบจะลดระดับเป็นการกำหนดค่า "สองในหนึ่งเดียว" โดยอัตโนมัติโดยไม่ทำให้ยูนิตสะดุด หากการ์ดสองใบตรวจพบสภาวะความเร็วเกินพร้อมกัน → ทริปยาก: เวลาตอบสนอง ≤ 30 ms
ครั้งที่สอง การกำหนดค่าซอฟต์แวร์ (ซอฟต์แวร์การกำหนดค่า 3500 ขั้นตอนสำคัญ)
1. การเตรียมซอฟต์แวร์เบื้องต้น:
- ซอฟต์แวร์การกำหนดค่าแร็ค 3500 (v3.35+)
- การเชื่อมต่อ: เชื่อมต่อพอร์ตอนุกรมของคอมพิวเตอร์หรืออะแดปเตอร์ USB เป็นอนุกรมเข้ากับโมดูล RIM บนแร็ค ตั้งสวิตช์กุญแจไปที่โหมดโปรแกรม
- หลักการ: การกำหนดค่าของชุดไพ่ทั้งสามชุดจะต้องเหมือนกัน กำหนดค่าการ์ดใบแรกก่อน จากนั้นจึงคัดลอกการตั้งค่าไปยังอีกสองการ์ดพร้อมกัน
2. การกำหนดค่าโมดูลพื้นฐาน (เหมือนกันสำหรับการ์ดแต่ละใบ):
- การเลือกช่อง: เลือกช่องที่อยู่ติดกัน 3 ช่อง ประเภทโมดูล: เลือก 3500/53 Overspeed
- การเปิดใช้งานช่อง: ช่อง → ใช้งานอยู่
- ประเภทเซนเซอร์: กระแสไหลวน: พร็อกซิมิตี้ (200 mV/mil); แม่เหล็ก: แม่เหล็ก
- ช่วง: 0–40,000 RPM (ขึ้นอยู่กับความเร็วที่กำหนดของหน่วย เช่น 3,000 RPM)
- พารามิเตอร์เกียร์: ฟันต่อรอบ (เช่น 60), ขั้ว (ขั้วเซ็นเซอร์)
3. Alarm / Trip Setpoints (สามระดับ, แกนกลาง)
โดยใช้ความเร็วพิกัด 3,000 รอบต่อนาที เป็นตัวอย่าง:
- การแจ้งเตือน: 103% = 3,090 รอบต่อนาที; จะส่งเสียงเตือนเท่านั้น ไม่ตัดการทำงานของเครื่อง
- อันตราย (ทริปโอเวอร์สปีด): 110% = 3,300 รอบต่อนาที; ทำให้เกิดการลงคะแนนเสียง 2 ใน 3 ส่งผลให้มีการบังคับเดินทาง
- ทริป (บังคับทริปสูงสุด): 114% = 3,420 รอบต่อนาที; ฮาร์ดรีเลย์ออนบอร์ดจะเดินทางทันทีโดยไม่ต้องลงคะแนน
- ดีเลย์: 0 ms สำหรับการแจ้งเตือน 0 ms สำหรับการเดินทาง (ไม่มีดีเลย์สำหรับความเร็วเกิน)
4. โหมดการลงคะแนน (2 จาก 3 สำคัญที่สุด)
- เข้าสู่อินเทอร์เฟซ Voting Logic และเลือก 2 จาก 3
- คำจำกัดความลอจิก: การ์ด ≥2 ใบไปถึงจุดตั้งค่าอันตราย → ทริกเกอร์การเดินทางทั่วไป
- ความล้มเหลวของการ์ด 1 ใบ / สัญญาณเตือน → ปิดบังโดยอัตโนมัติ ไม่มีส่วนร่วมในการลงคะแนน
- เหลือการ์ดปกติเพียง 2 ใบเท่านั้น → ดาวน์เกรดเป็น 1 จาก 2 โดยอัตโนมัติ
- การตั้งค่าการซิงโครไนซ์: โหมดการลงคะแนนสำหรับไพ่ทั้ง 3 ใบจะต้องเหมือนกันทุกประการ ห้ามผสม 2 ใน 3 และ 1 ใน 2
5. การกำหนดค่าเอาต์พุตรีเลย์ (Hardwiring Core)
- แต่ละยูนิต 3500/53 มี 4 ช่องรีเลย์ การกำหนดค่าที่สำคัญ:
- รีเลย์สัญญาณเตือน: เปิดใช้งานระหว่างการแจ้งเตือน โดยส่งสัญญาณเตือนไปยัง DEH/DCS
- รีเลย์อันตราย (การเดินทาง): เปิดใช้งานระหว่างเหตุการณ์ "อันตราย"; หน้าสัมผัสแบบแห้ง (NO/NC) เดินสายไปยัง ETS / วาล์วปิดอย่างรวดเร็ว
- สถานะรีเลย์: ปกติปิด (NC), เปิดระหว่างการเดินทาง (NO), ออกแบบเพื่อความปลอดภัย
6. การวินิจฉัยตนเองและการบายพาสข้อผิดพลาด
- ข้อผิดพลาดของเซ็นเซอร์: วงจรเปิด / ไฟฟ้าลัดวงจร / ความผิดปกติของสัญญาณ → การ์ดที่เกี่ยวข้องจะข้ามเซ็นเซอร์โดยอัตโนมัติและถูกแยกออกจากการลงคะแนน
- การ์ดทำงานผิดปกติ: ความผิดปกติของ CPU / แหล่งจ่ายไฟ / การสื่อสาร → การ์ดใบนี้ถูกบายพาส และการ์ดอีก 2 ใบที่เหลือทำงานในโหมด 1oo2
- สัญญาณเตือนข้อผิดพลาด: สัญญาณบายพาสจะถูกส่งไปยัง DEH เพื่อแจ้งเตือนเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุง ระบบไม่สะดุด
ที่สาม ตรรกะการลงคะแนนเสียง "สองในสาม" (ระดับฮาร์ดแวร์ ไม่มีความล่าช้าของซอฟต์แวร์)
1. การทำงานปกติ (RPM < 3,300):
- เซ็นเซอร์ 3 ตัว → การรับข้อมูลอิสระด้วยการ์ด 3 ใบ → RPM ปกติ → รีเลย์ "อันตราย" ทั้งหมดรวมพลัง (ปิด NC)
- วงจรตัดการทำงาน: หน้าสัมผัส NC ของรีเลย์ “อันตราย” บนการ์ด 3 ใบที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม → ปิดวงจร → ตั้งน้ำมันเพื่อความปลอดภัย → เครื่องทำงานได้ตามปกติ
2. โอเวอร์สปีดการ์ดใบเดียว (1 การ์ด ≥ 3300 รอบต่อนาที):
- การ์ดใบเดียวตรวจจับความเร็วเกิน → รีเลย์อันตรายบนการ์ดนั้นจะเปิดขึ้น
- เปิดใช้งานการ์ดเพียง 1 ใบเท่านั้น → ไม่เป็นไปตามเงื่อนไข 2oo3 → ไม่มีการทริกเกอร์ทริปทั่วไป → เครื่องยังคงทำงานต่อไป
- สัญญาณเตือนด้วยการ์ดใบเดียวจะถูกส่งไปยัง CCS เพื่อเป็นการเตือนเพื่อป้องกันการเดินทางที่ผิดพลาด
3. โอเวอร์สปีดบนการ์ดสองใบขึ้นไป (≥2การ์ดที่ ≥3,300 รอบต่อนาที):
- การ์ดใบที่สองยังตรวจจับความเร็วเกิน → เป็นไปตามเงื่อนไข 2oo3
- รีเลย์ “อันตราย” บนการ์ดทั้งสองเปิดพร้อมกัน → วงจรอนุกรมเสียหาย → ลดแรงดันน้ำมันเพื่อความปลอดภัย → วาล์วปิดความเร็ว / วาล์วไอน้ำหลักปิด
- เวลาตอบสนองของสายโซ่เต็ม ≤30 ms ซึ่งมากกว่าเวลาตอบสนองของ PLC/DCS มาก (200–500 ms)
4. ทริปสุดฮาร์ดทริป (≥3,420 รอบต่อนาที):
หากการ์ดใบใดตรวจพบ ≥3,420 rpm → ฮาร์ดรีเลย์ภายในของการ์ดจะทำงานโดยตรง โดยข้ามกระบวนการลงคะแนนเพื่อบังคับให้ตัดการทำงาน สิ่งนี้ทำหน้าที่เป็นแนวป้องกันสุดท้ายจากความเร็วเกินพิกัดอย่างรุนแรง (เช่น การปลดโหลดที่ไม่สามารถควบคุมได้)
IV. การกำหนดค่าแบบมีสาย (วงจร 2oo3—ต้องถูกต้อง)
1. การเดินสายไฟหน้าสัมผัสรีเลย์ (สำคัญด้านความปลอดภัย)
- รีเลย์อันตรายต่อการ์ด: NC (ปกติปิด), NO (เปิดตามปกติ), COM (ทั่วไป)
- วงจรสองในสาม: หน้าสัมผัส NC จากการ์ด 3 ใบที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม → ปลายด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับ 24 VDC ปลายอีกด้านเชื่อมต่อกับทริปคอยล์ ETS / โซลินอยด์วาล์วปิดความเร็ว
- หลักการ: ปกติปิด เปิดเมื่อเดินทาง สอดคล้องกับหลักความปลอดภัยเมื่อเกิดเหตุขัดข้อง
2. การแลกเปลี่ยนสัญญาณ (Hardwired + Communication) เป็น DEH/DCS
- เดินสาย: หน้าสัมผัสทริปแห้ง, หน้าสัมผัสเตือนแห้ง, การ์ดขัดข้อง / บายพาสหน้าสัมผัสแห้ง
- การสื่อสาร: ความเร็วแบบเรียลไทม์, ความเร็วสูงสุด, สาเหตุของการเดินทางครั้งแรก, สถานะการ์ด
- จาก DEH/DCS เดินสาย: รีเซ็ตสัญญาณ ทดสอบสัญญาณเปิดใช้งาน
- การสื่อสาร: สถานะการทำงานของหน่วย, การตั้งค่าความเร็ว
V. ขั้นตอนการทริกเกอร์และรีเซ็ต
1. ขั้นตอนการทริกเกอร์ Overspeed:
- ความเร็ว ≥ 3300 rpm → ตรวจพบโดยการ์ด 2 ใบขึ้นไป → ผ่านการโหวตปี 2003
- รีเลย์ "อันตราย" แบบ 2 ใบเปิด → วงจรแบบมีสายแข็งเปิด → โซลินอยด์วาล์ว ETS ทำงาน
- ระบบลดแรงดันน้ำมันเพื่อความปลอดภัย → การปิดวาล์วไอน้ำหลัก / วาล์วควบคุม / วาล์วปิดอย่างรวดเร็วอย่างรวดเร็ว → การปิดเครื่อง
- บันทึกระบบ 3500: การ์ดทริกเกอร์ใบแรก ความเร็วสูงสุด เวลาดำเนินการ สาเหตุข้อผิดพลาด
- อินเตอร์ล็อค DEH: อินเตอร์ล็อค, ระบายแรงดัน, วาล์วป้องกันไฟกระชากเปิดจนสุด, ป๊อปอัพสัญญาณเตือน
2. ขั้นตอนการรีเซ็ต:
- ยืนยันการปิดเครื่อง ความเร็วเป็น 0 และแก้ไขข้อบกพร่องแล้ว
- ฮาร์ดรีเซ็ตเฉพาะที่: ขั้วต่อลัดวงจร RST/COM บน 3500/53 (รีเซ็ตแยกกันสำหรับการ์ดแต่ละใบ)
- หลังจากรีเซ็ต: รีเลย์ "อันตราย" จ่ายไฟ → ฮาร์ดวงจรถูกจ่ายไฟ → น้ำมันนิรภัยถูกสร้างใหม่ → อนุญาตให้สตาร์ทได้
- ห้ามรีเซ็ตซอฟต์แวร์ระยะไกล: ต้องดำเนินการในเครื่องเพื่อป้องกันการรีเซ็ตโดยไม่ตั้งใจ
วี. การจัดการกับสภาวะผิดปกติทั่วไป (การป้องกันการเดินทางที่ผิดพลาด / ความล้มเหลวในการเดินทาง)
- วงจรเปิดแบบเซนเซอร์ตัวเดียว: การบายพาสการ์ดที่สอดคล้องกัน → การ์ดอีกสองใบที่เหลือจะทริกเกอร์ 1oo2 → ไม่มีทริป
- ความล้มเหลวของฮาร์ดแวร์การ์ดเดี่ยว: เช่นเดียวกับด้านบน → ไม่มีการเดินทาง
- ความล้มเหลวของโพรบสองตัวพร้อมกัน: ตรงตามเงื่อนไข 2oo3 → ตัดการทำงาน
- การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า: สัญญาณเตือนที่ผิดพลาดบนการ์ดใบเดียว → บายพาส → ไม่มีการเดินทาง
8. สรุป:
อินเตอร์ล็อค 3500/53 “สามอินพุต สองเอาต์พุต” เป็นโซลูชันการป้องกันความเร็วเกินระดับ SIL 3 TMR ซ้ำซ้อนระดับฮาร์ดแวร์ ด้วยการรับข้อมูลที่เป็นอิสระจากการ์ดสามใบ การลงคะแนนเสียงด้วยฮาร์ดแวร์ปี 2003 และการสะดุดโดยตรงแบบใช้สาย ทำให้มั่นใจได้ว่าไม่มีการสะดุดจากข้อผิดพลาดจุดเดียว รับประกันการสะดุดจากข้อผิดพลาดสองครั้ง และการตอบสนองระดับมิลลิวินาที เป็นไปตามมาตรฐาน API 670/612 โดยสมบูรณ์ และทำหน้าที่เป็นแนวป้องกันสุดท้ายที่แข็งแกร่งจากการเคลื่อนตัวของคอมเพรสเซอร์/กังหันขนาดใหญ่
