You are here

การตรวจจับความเร็วรอบต่ำด้วยวงจรนับแบบนิรภัยร่วมกับตัวเปรียบเทียบแบบวินโดว์

Titleการตรวจจับความเร็วรอบต่ำด้วยวงจรนับแบบนิรภัยร่วมกับตัวเปรียบเทียบแบบวินโดว์
Publication TypeThesis
Year of Publication2557
Authorsเอกรินทร์ พิลิแก้ว
Secondary Authorsแสนศักดิ์ ดีอ่อน
Academic Departmentวิศวกรรมไฟฟ้า
Degreeวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Number of Pages1-129
Date Published2557
Universityสถาบันเทคโนโลยีปทุมวัน คณะวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า
Cityกรุงเทพมหานคร
Keywordsความผิดพลาดนิรภัย, ตัวเปรียบเทียบแบบวินโดว์, มาตรฐาน IEC 61800-5-2, ระบบนิรภัย, วงจรป้องกัน
Abstract

การตรวจจับความเร็วรอบต่ำด้วยวงจรนับแบบระบบนิรภัยร่วมกับตัวเปรียบเทียบแบบวินโดว์ โดยวิธีการที่นำเสนอประกอบด้วย เทคนิคการใช้วงจรนับแบบดิจิทัลที่มีการออกแบบให้อยู่ในโหมดผิดพลาดนิรภัยสำหรับตรวจจับความเร็วรอบต่ำและการใช้งานวงจรกรองแถบควาวถี่ผ่านร่วมกับวงจรเพิ่มแรงดัน เพื่อใช้เป็นฟังก์ชันการตรวจสอบตนเองของวงจรนับสำหรับตรวจสอบความผิดปกติของสัญญาณภายในของระบบเอง โดยสัญญาณแรงดันไฟฟ้าด้านขาออกแบบปกติจะปรากฏก็ต่อเมื่อ ความเร็วรอบของมอเตอร์ต่ำกว่าค่าที่กำหนดไว้ ร่วมถึงวงจรนับและอุปกรณ์ต่อร่วมทุกส่วนต้องทำงานเป็นปกติ หากนอกเหนือจากกรณีดังกล่าวข้างต้นแล้วจะไม่มีสัญญาณปรากฏที่ ด้านขาออก ส่วนวงจรนับได้ทำการเพิ่มวงจรเปรียบเทียบแบบวินโดว์ สำหรับใช้ในการตรวจสอบช่วงค่าของระดับแรงดันที่ปรากฏ เพื่อเป็นการติดตามการทำงานและยืนยันสภาวะการทำงานของวงจรนับให้อยู่ในโหมดการทำงานที่ปลอดภัยและเพิ่มวงจรป้องกันโดยสวิทช์ทางแสงทำหน้าที่แยกภาคส่วนไฟฟ้าออกจากกัน เพื่อจำกัดความเสียหายให้อยู่ในวงจำกัด โดยนำวงจรมาใช้กับฟังก์ชันนิรภัยสำหรับการใช้งานระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าที่ถูกกำหนดไว้ตามมาตรฐาน IEC 61800-5-2 นั้น โดยวงจรนับแบบดิจิทัลใช้กับฟังก์ชันการติดตามช่วงความเร็วที่ปลอดภัย และวงจรเปรียบเทียบแบบวินโดว์ใช้กับฟังก์ชันการจำกัดช่วงความเร็วรอบที่ปลอดภัย โดยช่วงทดสอบความเร็วมอเตอร์อยู่ที่ 1-1,500 rpm ทั้งนี้วงจรนับแบบดิจิทัลจะเกิดการตัดการทำงานที่ 1,206 rpm เป็นผลทำให้สัญญาณความถี่สูง ( f4 )ไม่ปรากฏและวงจรเปรียบเทียบแบบวินโดว์จะตัดการทำงานที่ 904 rpm ทำให้แรงดันขาออกไม่ปรากฏโดยวงจรทั้งหมดถูกวิเคราะห์ด้านนิรภัยโดยวิธี FMEA (Failure Modeand Effect Analysis) เป็นไปตามหลักการของระบบนิรภัย

Low-speed detection method using a fail-safe counter with window comparator circuits is proposed. Specific features of this proposed method are, firstly, the adoption of digital counter circuits for detection of low-speed, and, secondly, the diagnosis of the digital counter circuit and its result output as dynamic signals to a band-pass filter and a charge pump circuit. Only when the motor speed gets lower than the predetermined speed and no parts of the digital counter circuit malfunction, dynamic signals with the band-pass frequency are provided to the filter and a DC signal is eventually output as the low-speed detection results in a fail-safe manner. Safety analyses of this fail-safe counter have been carried out, and a fail-safe window comparator which checks the DC signal level from the fail-safe counter has been added to the charge pump circuit as a countermeasure against specific critical failure modes and protection circuits using opto-isolator to limit the dangers and make the circuit stable. The safe speed monitoring (SSM) and safely limited speed (SLS) functions are important designated safety functions which the IEC 61800-5-2 requires of electrical motor drive systems, and these functions are realized by the fail-safe counter in an inherently safe .And then range test, the motor speed at 1-1,500 rpm with safety speed monitoring to cut-off at 1,206 rpm .As a result, without high-frequency signal output ( f4 ) from the digital counter circuit and safety limit speed to cut-off at 904 rpm. As a result, the output voltage without appear from the window comparator circuit. And all circuits are analyzed by Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) in Safety Systems.

Alternate TitleLOW - SPEED DETECTION BY A FAIL-SAFE COUNTER WITH WINDOW COMPARATOR CIRCUITS