CS237681B1

CS237681B1 - Equipment for technological especially power units protection

Info

Publication number: CS237681B1
Application number: CS833850A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Cichon; Jan Hahn; Karel Malatek; Otokar Randak; Pavel Vitovec; Milan Zidek
Original assignee: Stanislav Cichon; Jan Hahn; Karel Malatek; Otokar Randak; Pavel Vitovec; Milan Zidek
Priority date: 1983-05-30
Filing date: 1983-05-30
Publication date: 1985-09-17
Also published as: CS385083A1

Abstract

Zapojení řeší zařízení pro ochrany technologických, zejména energetických celků. Sestává z čidel s analogovým signálem, jimiž jsou osazený dílčí funkční části technologických celků. Jejich signál slouží jako vstupní informace pro vyhodnocováni stavu technologických procesu, nebo poruchového stavu technologického zařízeni. Jednotlivá čidla jsou připojena přes unifikační převodníky k příslušné ochranné jednotce obsahující na vstupu hladinový člen, z něhož je 3ignál rozveden přes časový člen do logického členu ochranné jednotky. Na každý výstup z hladinových členů je paralelně k časovému členu a přes vstupní obvody do testovacího rekonfiguračního a řídicího počítače a ke každému z výstupů unifikačního převodníku je paralelně k hladinovému členu připojen analogovědigitální převodník tvořící přímý vstup do počítače, jenž je připojen pres výstupní obvod na spojovací člen. Rekonfigurační a řídicí výstupy pro ochranné jednotky jsou paralelně vyvedeny přes okrajové obvody na logické cleny, paměíové členy a součtové členy ochranných jednotek. Součtové členy jsou vřazeny mezi logické členy a paměťové členy. Každá ochranná jednotka je propojena na spojovací člen paralelně k výstupním u obvodu.The wiring is handled by a protection device technological, in particular energy units. It consists of sensors with analogue signal, by which the partial functional parts are mounted technological units. Their signal serves as input for evaluation state of the technological process, or failure of technological equipment. Individual sensors are connected via unification converters to the appropriate protection a unit containing a layer on the input a member from which the 3 signal is distributed over time member to the logic member of the protection unit. For each output from layer members it is parallel to the time member and across the input circuits to test reconfiguration control computer and each of the outputs unification converter is parallel to the surface member connected analogically digital a direct-to-computer converter which is connected via the output circuit to connecting member. Reconfiguration and Control the outputs for the protection units are parallel brought out over the peripheral circuits to logic members, memory members and aggregates members of protection units. Total members are inserted between logical members and memory members. Each protection unit is connected on the coupling member parallel to the outlet u circuit.

Description

Vynález se týká elektronické části zařízení pro ochranu technologických, zejména energetických celků, sestávající z čidel s analogovým signálem, jimiž jsou osazeny dílčí funkční části technologického celku a jejichž signál slouží jako vstupní informace pro vyhodnocování stavu technolgického procesu nebo poruchového stavu technologického zařízení.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic part of a plant protection device, in particular a power plant, consisting of sensors with an analog signal, which are fitted with partial functional parts of the plant and whose signal serves as input information for evaluating the state of the technological process.

Doposud známá zařízení pro ochrany technologických celků jsou zpravidla tvořena sériovými řetězci, z nichž každý je tvořen jedním čidlem, vyhodnocovacím obvodem, koncovou jednotkou a dále elektrickou silovou částí, pohonem akčního členu a akčním členem. U zařízení,kde se požaduje vysoká míra bezporuchovosti se používá více čidel. U těchto řešení se využívá zapojení ve výběrové logice dvou signálů ze tří, případně i od více instalovaných, čidel.The hitherto known devices for the protection of technological units usually consist of series chains, each of which consists of one sensor, evaluation circuit, terminal unit and further electric power part, actuator actuator and actuator. For devices where a high level of reliability is required, multiple sensors are used. In these solutions, wiring is used in the selection logic of two signals from three or even more installed sensors.

U takto řešených, ochranných zařízení je iniciace ochranného signálu z čidla podmíněná dosažením mezního stavu, na který je Čidlo a vyhodnocovací obvod konstruován, přičemž při použití více čidel je aktivace ochranného povelu dále závislá na použitém majoritním vyhodnocovacím kritériu.In the case of such protective devices, the initiation of the protective signal from the sensor is conditioned by reaching the limit state, on which the Sensor and the evaluation circuit are designed, and when using multiple sensors the activation of the protective command is further dependent on the applied majority evaluation criterion.

Stávající způsoby vyhodnocování měřené veličiny a způsoby zapojení čidel a dalších elektronických obvodů, tvořící zařízení pro ochrany technologických celků, neumožňují průběžné vyhodnocování měřené veličiny. Průběžné vyhodnocování měřené veličiny umožňuje trvalou diagnostiku čidel a kritických elektronických obvodů ochranného řetězce a dále umožňuje provozní diagnostikuExisting methods of evaluation of measured quantities and methods of connection of sensors and other electronic circuits, forming devices for protection of technological units, do not allow continuous evaluation of measured quantities. Continuous evaluation of the measured quantity enables permanent diagnostics of sensors and critical electronic circuits of the protection chain and also enables operational diagnostics

237 681 příslušné dílčí části techno-logického celku ko.icrolou parametrů měřené veličiny. Průběžné vyhodnocování měřené veličiny umožňuje výrazné zvýšení úrovně provozní spolehlivosti a bezpečnosti zařízení pro ochranu technologických celků a to mírou, kterou nelze v žádném- případě dosáhnout stávajícími způsoby a prostředky, a navíc výrazně omezuje poruchy a havarie technologického celku a jejich důsledky na provoz celého elektrárenského bloku včasným provedením ochranného povelu.237 681 of the respective part of the technological unit with co-parameter of the measured quantity. Continuous evaluation of the measured quantity allows a significant increase in the level of operational reliability and safety of equipment for the protection of technological units by a level that cannot be achieved by current methods and means, and significantly reduces the failures and accidents of the technological unit and their consequences on the operation of the whole power plant timely execution of the protective command.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení podle vynálezu pro ochrany technologických, zejména energetických celků. Sestává se především z čidel s analogovým signálem, jimiž jsou osazeny dílčí funkční části technologických celků a jejichž signál slouží jako vstupní informace pro vyhodnocování stavu technologických procesů nebo poruchového stavu technologických zařízení. Jednotlivá čidla jsou připojena přes unifikační převodníky k příslušné ochranné jednotce obsahující na vstupu hladinový člen, ze kterého je ^signál rozveden přes časový člen do logické ho členu ochranné jednotky. Podstatou zařízení je, že na každý výstup z hladinových členů je paralelně k časovému členu přes vstupní obvody připojen počítač a ke každému z výstupů unifikačního převodníku je paralelně k hladinovému členu připojen analogovědigitální převodník, který tvoří přímý vstup do počítače. Přes výstupní obvod je počítač připojen na spojovací Člen.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the device according to the invention for the protection of technological, especially energetic units. It consists mainly of sensors with analog signal, which are fitted with partial functional parts of technological units and whose signal serves as input information for the evaluation of the state of technological processes or failure state of technological equipment. The individual sensors are connected via unification converters to the respective protection unit comprising a level member at the input, from which the signal is distributed via a timing member to the logic member of the protection unit. The essence of the device is that for each output of the level elements a computer is connected in parallel to the time element via the input circuits and to each of the outputs of the unification converter is connected in parallel to the level element an analogue-digital converter which forms direct input to the computer. The computer is connected to a coupler via the output circuit.

Rekonfigurační a řídící vstupy pro ochranné jednotky jsou paralelně vyvedeny přes okrajové obvody na logické členy, pamětové členy a součtové členy ochranných jednotek. Součtové členy jsou vřazeny mezi logické členy a pamětové členy. Každá ochraxtná jednotka je propojena na spojovací člen paralelně k výstupnímu obvodu.The reconfiguration and control inputs for the protection units are led in parallel via the edge circuits to the logic elements, the memory elements and the summation elements of the protection units. Summation members are included between logical members and memory members. Each protection unit is connected to a coupler parallel to the output circuit.

Paralelním připojením testovacího, rekonfiguračního a řídícího počítače k hladinovým členům obou ochranných jednotek na výstupy analogodigitálních převodníků a připojením výstupů z hladinových členů přes vstupní obvody k počítači paralelně k časovým členům ochranných jednotek a použití rekonfiguračních a řídících výstupů počítače na příslušné členy ochranných jednotek, se minimalizovalo riziko vzniku nehavarijních poruch technologického celku užitím průběžné diagnostiky čidel a kritických elektronických obvodů ochranných jednotek včetně počítače s možností rekon237 681By connecting the test, reconfiguration and control computer in parallel to the surface members of the two protection units to the outputs of the analog-to-digital converters and connecting the outputs from the level elements via the input circuits to the computer parallel to the time units of the protection units. risk of non-accidental failures of a technological unit using continuous diagnostics of sensors and critical electronic circuits of protective units including a computer with the possibility of reconstructing

- 3 figurace s degradací aktivních částí zařízení ochran. Dále se minimalizoval vznik havarijních poruch technologického celku užitím průběžné diagnostiky příslušné části technologického celku kontrolou parametrů měřené veličiny společně s redundantním přenosem ochranného povelu počítačem a oběma ochrannými jednotkami.- 3 figures with degradation of active parts of protection devices. Furthermore, the occurrence of emergency failures of the technological unit was minimized by using continuous diagnostics of the relevant part of the technological unit by checking the parameters of the measured quantity together with redundant transmission of the protective command by the computer and both protective units.

Zařízení podle vynálezu pro ochrany technologických celků, zejména energetických celků, je znázorněno na přiloženém výkresu. Sestává se z analogových čidel Sl, S2 s analogovým signálem, jimiž jsou osazeny dílčí části technologických celků. Jejich analogový signál slouží jako vstupní informace pro vyhodnocování stavu .technologických procesů nebo poruchového stavu technologického zařízení. Jednotlivá čidla Sl, S2 jsou připojena přes unifikační převodníky Pl, P2 k příslušné ochranné jednotce JI, J2 obsahující na vstupu hladinový člen Hl, H2. Signál z hladinového členu Hl, H2 je rozveden přes časový člen TI, T2 do logického členu LI, L2 ochranné jednotky JI, J2. Na každý výstup z hladinových členů Hl, H2 je paralelně k časovému členu TI, T2 přes vstupní obvody VI, V2 pňi^c>j£K> počítač C, a ke každému z výstupů unifikačního převodníku Pl, P2 je paralelně k hladinovému členu Hl, H2 připojen analogovědigitalní převodník AI, A2 tvořící přímý vstup do počítače C. Přes výstupní obvod B je počítač C připojen na spojovací člen X. Rekonfigurační a řídící výstupy pro ochranné jednotky JI, J2 jsou paralelně vyvedeny přes okrajové obvody 01 na logické členy LI, L2. Pamětové členy ΚΙ, K2 jsou rovněž jako součtové členy Ml, M2 ochranných jednotek JI, J2 spojeny s počítačem C svými výstupy přes okrajové obvody 02, 03. Součtové členy Ml, M2 jsou vřazeny mezi logické členy LI, L2 a pamětové členy ΚΙ, K2. Každá ochranná jednotka JI, J2 je propojena na spojovací člen X paralelně k výstupnímu obvodu B.The device according to the invention for the protection of technological units, in particular power units, is shown in the attached drawing. It consists of analog sensors S1, S2 with an analog signal, which are used to install partial parts of technological units. Their analog signal serves as input information for evaluation of state of technological processes or fault state of technological equipment. The individual sensors S1, S2 are connected via unification converters P1, P2 to the respective protection unit J1, J2 containing a level member H1, H2 at the input. The signal from the level element H1, H2 is distributed via the time element T1, T2 to the logic element L1, L2 of the protection unit J1, J2. For each output of the level members H1, H2 is parallel to the time element T1, T2 via the input circuits V1, V2 at the computer C, and to each of the outputs of the unification transducer P1, P2 is parallel to the level element H1 , H2 is connected to analog to digital converter A1, A2 for direct input to computer C. Via output circuit B, computer C is connected to coupler X. Reconfiguration and control outputs for protection units J1, J2 are led in parallel via edge circuits 01 to logic members L1, L2. The memory elements ΚΙ, K2 are also connected to the computer C as the sum elements M1, M2 of the protection units J1, J2 by their outputs via the peripheral circuits 02, 03. The sum elements M1, M2 are included between the logic elements L1, L2 and the memory elements ΚΙ, K2 . Each protection unit J1, J2 is connected to the coupling X parallel to the output circuit B.

Zařízení pro ochranu technologických, zejména energetických celků je současně i zařízením odolným vůči poruchám analogových čidel Sl, S2 a dalších komponent včetně počítače C s průběžnou detekcí poruch a s okamžitou schopností zotavení se po poruše rekonfigurací vlastní struktury konfigurační degradací aktivních komponent tvořících zařízení pro ochranu technologických celků. Schopnost zotavení se po poruše, aktivních komponent zařízení pro ochranu, zabraňuje a velmi vysokou pravděpodobností vznikuThe equipment for the protection of technological units, in particular power units, is also a fault-tolerant device for analog sensors S1, S2 and other components including computer C with continuous failure detection and instant recovery capability. . The ability to recover from a failure, the active components of protection equipment, prevents and a very high probability of occurrence

237 681 nehavarijních poruch technologického celku. V případe vzniku poruchy na jednom z dvojice čidel Sl, S2 nebo na jednom z více měřících kanálů, počítač G v krátkém časovém intervalu detekuje a diagnostikuje poruchu čidla Sl, S2 nebo měřícího kanálu a provede zota vení zařízení ochran rekonfigurací vlastní struktury tím, že trvale až dookamžiku opravy vyřadí příslušnou komponentu a navazující ochrannou jednotku JI, J2 z činnosti rekonfiguračním signálem, který je vyveden na pamětový člen Kl, _K2 příslušné ochranné jednotky JI, J2. Poruchy komponent v jednom měřícím kanále mohou být i vícenásobné. Měřící kanál tvoří analogové čidlo _S1, S2, unifikační převodník Pl, P2, hladinový člen H1, H2 a vstupní obvod VI, V2 do počítače G, nebo měřící kanál tvoří analogové čidlo Sl, S2, unifikační převodník Pl, P2 a analogovědigitální převodník AI, A2. V případě vzniku současných poruch u obou čidel Sl, S2, počítač _C_ detekuje okamžitě vzniklý stav a protože v tomto případě je technologický celek bez měření pro ochranu, vydá počítač C. povel k odstavení technologického celku binárním povelovým signálem na spojovací člen _X, který je součástí silového elektrického obvodu akčního členu, prostřednictvím výstupního obvodu B. V tomto případě dochází k vědomému vzniku nehavarijní poruchy technologického celku, ovšem s pravděpodobností tak nízkou, že ji lze zanedbat za určitých předpokladů. V ostatních případech vzniku současných poruch u dvou měřících kanálů je počítač C_ schopen provést zotavení po poruše zařízení až na takový stupen rekonfigurace vlastní struktury, kdy funkce ochrany technologického celku je zajištěna jedním z obou analogových, čidelSl, S2 a na ně napojenou ochrannou jednotkou JI, J2. V tomto případě je zařízení ochrany v jednoduchém simlexovém zapojení. V případě vzniku poruchy počítače _C se pomocí samotestujících procedur a příslušných, kontroxních obvodů počítače C_, provede okamžitá detekce poruchy počítače _C_ a okamžitě po této detekci provede se zablokování výstupu z počítače_C ve výstupním obvodu V, a vyšle se z počítače rekonfigurační binární signál přes okrajový obvod 02 na součtové členy Ml, M2 a současně vyšle se řídící binární signál z počítače C_pře ový obvod 01 na logické členy LI,L2. Touto rekonfigurací aktivní struktury zařízení ochrany v důsledku poruchy počítače C, je správná funkce ochrany zajištována jedním z obou ochranných jednotek JI nebo J2 připojených k čidlům Sl, S2 prostřednictvím unifikačuích převodníků Pl, P2237 681 failures of technological unit. In the event of a failure on one of a pair of sensors S1, S2 or one of several measuring channels, the computer G detects and diagnoses a failure of the sensor S1, S2 or a measuring channel in a short period of time and until the moment of repair, the respective component and the downstream protection unit J1, J2 are disabled by the reconfiguration signal that is applied to the memory member K1, K2 of the respective protection unit J1, J2. Component failures in one measuring channel can be multiple. The measuring channel consists of an analog sensor S1, S2, a unification converter P1, P2, a level element H1, H2 and an input circuit V1, V2 to the computer G, or the measuring channel consists of an analogue sensor S1, S2, a unification converter P1, P2 and an analogue-digital converter A1. A2. In the case of simultaneous faults in both sensors S1, S2, computer _C_ detects an instantaneous state and since in this case the technological unit is without measurement for protection, computer C commands the technological unit shutdown by a binary command signal to the coupling _X which is In this case, there is a conscious occurrence of a technological failure, but with a probability so low that it can be neglected under certain conditions. In other cases of simultaneous failures of two measuring channels, the computer C is able to recover from the failure of the device up to the degree of reconfiguration of its own structure, where the protection of the technological unit is ensured by one of the two analog sensors S1, S2. J2. In this case, the protection device is in a simple simlex circuit. In the event of a computer failure C, an instantaneous detection of the computer failure C is performed by means of self-test procedures and corresponding counter circuits of the computer C. Immediately after detection, the computer output C is blocked in the output circuit V and a reconfiguration binary signal is sent from the computer. circuit 02 to the summation elements M1, M2 and at the same time the control binary signal is sent from the computer C to the circuit circuit 01 to the logic elements L1, L2. By reconfiguring the active structure of the protection device due to a computer C failure, the correct protection function is provided by one of the two protection units J1 or J2 connected to the sensors S1, S2 via the union converters P1, P2

237 681237 681

Pro tento druh poruch ve struktuře zařízení ochrany je jedna ze dvojice ochranných jednotek JI, J2 předvolena rekonfiguračními binárními signály z počítače C, které jsou vyvedeny na pamětové členy K1 a K2 presfokrajový obvod 03. Testovací, rekonfigurační a řídící počítač _C neprovádí průběžnou diagnosciku ochranných jednotek vyjma hladinových členů Hl a H2.For this type of failure in the structure of the protection device, one of the pair of protection units J1, J2 is preselected by reconfiguration binary signals from computer C, which are routed to memory elements K1 and K2 over-edge circuit 03. Testing, reconfiguration and control computer C does not perform continuous diagnostics of protection units except for the level members H1 and H2.

V případě speciálních požadavků na velmi vysokou spolehlivost a bezpečnost zařízení ochran technolgockych. celků, lze standardním způsobem připojit přídavný testovací počítač na ochranné jednotky JI a J2 a na počítač _C, což není na výkresu znázorněno. Přídavný testovací počítač provádí trvalé testování všech členů ochranných jednotek JI, J2 kontrolou správnosti logických hodnot u binárních signálů vstupujících hebo vystupujících z příslušných členů a dále provádí periodické testování ochranných jednotek JI, stimulačními binárními signály, které jsou periodicky zaváděny na vstup hladinových členů Hl, H2.In the case of special requirements for very high reliability and safety equipment protections technolgockych. In the standard way, an additional test computer can be connected to the protective units J1 and J2 and to the computer C, which is not shown in the drawing. The additional testing computer performs continuous testing of all members of the protection units J1, J2 by checking the correctness of the logical values of the binary signals entering or exiting the respective members and further periodically testing the protection units J1 with pacing binary signals that are periodically applied to the level members H1, H2. .

V případě vzniku havarijního stavu v procesu nebo na technologickém celku provede počítač _C vyhodnocení vzniklého stavu a vydá povelový binární signál na spojovací Člen X prostřednictvím výstupního obvodu B_a následně v krátkém časovém internvalu, který odpovídá nejk^atšímu intervalu za který technologický proces nebo technologický celek přejde ze stavu normálního do stavu havárie, vydá ochranná jednotka JI a současně J2 prostřednictvím logických členů LI, L2 povelový binární signál na spojovací člen _X s tím, že počítač £ vydá řídící binární signál na logické členyIn the event of an emergency state in a process or process unit, the computer C evaluates the occurrence and outputs a command binary signal to the coupler X via the output circuit Ba subsequently in a short time interval corresponding to the highest interval for which the process or process unit passes from the normal state to the disaster state, the protection unit J1 and at the same time J2, via the logic members L1, L2, issue a command binary signal to the coupling member X, with the computer 6 issuing a control binary signal to the logical members.

LI a L2 prostřednictvím okrajového obvodu 01, který odblokuje blokovaný výstupní signál z ochranných jednotek JI a J2.L1 and L2 via an edge circuit 01 that unlocks the blocked output signal from the protection units J1 and J2.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

237 681 \

Equipment for technological protection. , especially power units, consisting of sensors with analog signal, which are fitted with components of the functional part of technological units and whose signal serves as input information for evaluating the state of technological processes or failure state of technological equipment, where individual sensors are connected through unification converters unit comprising at the input a level member from which the signal is routed via the Time member to the logic member of the protection unit, characterized in that for each output of the level members (H1, H2) it is parallel to the time member (T1, T2) through the input circuits ( V1, V2) is connected to the computer (C), and to each of the outputs of the unification converter (P1, P2) is connected in parallel to the level element (H1, H2) an analogue-digital converter (A1, A2) forming a direct input to the computer (C). which is connected via an output circuit (B) to a coupling (X ), while the reconfiguration and control outputs for the protection units (J1, J2) are led in parallel via the edge circuits (01, 02, 03) to the logic elements (L1, L2), the memory elements (ΚΙ, K2) and the sum elements (M1, M2) protection units (J1, J2), where the sum members (M1, M2) are interleaved between the logic members (L1, L2) and the memory members (ΚΙ, K2), each protection unit (J1, J2) being connected to the linker member (X) parallel to the output circuit (B).