Woodward 8237-2600
型号：8237-2600
品牌：Woodward
产品归属：Woodward ProTech-GII 系列
TMR 三模冗余超速安全保护模块，严格遵循 IEC61508 SIL3 功能安全、API670/API611/API612 行业规范，作为蒸汽轮机、燃气轮机、水轮机、大型压缩机组独立硬保护装置，不依赖 DCS、PLC 控制系统，依靠三路独立转速采样 + 2oo3 硬件表决逻辑，实现机组超速、加速度超限、转速探头故障紧急跳闸，是旋转机械设备最后一道安全防护屏障。
产品定位
8237-2600 采用三路完全隔离硬件架构，单通道故障不会引发保护误动、拒动，支持磁阻式 / 霍尔式转速传感器信号采集，内置硬件加速度防飞车保护、探头断线检测、定期自动超速校验功能。支持面板就地操作、远程 Modbus 通信监控、毫秒级 SOE 事件记录，可实现在线单通道不停机更换维护，广泛应用于火电、联合循环电站、油气化工压缩机组老旧 ETS 安全系统改造、安全仪表 SIS 系统备件替换场景Woodward。
硬件架构
整机采用三防敷形涂层加固阻燃 FR4 工业 PCB，三通道无共用硬件电路规避共模故障，六大独立功能单元：
- 三通道独立转速采样单元：三路隔离信号整形、滤波、放大回路，兼容无源磁阻 MPU、有源霍尔探头，可实时采集 0.5~32000rpm 宽量程转速，自带探头断线、短路硬件检测功能。
- 2oo3 硬件表决保护单元：专属硬件逻辑电路，三路转速数据实时比对，两路及以上通道判定超速 / 加速度超限立即输出跳闸指令，单通道异常自动屏蔽隔离。
- 就地人机交互与参数组态单元：前置高清数字转速显示屏、功能按键、状态指示灯，支持就地设置超速定值、加速度保护阈值、报警参数，带操作密码权限锁定。
- 全链路故障自诊断单元：实时监测传感器线路、通道硬件、供电电压、通信链路故障，故障状态硬件锁存，就地灯光告警同时上传故障代码。
- 双路冗余供电防护单元：双路 18~32VDC 直流独立供电，具备电源反接、过压、浪涌、静电多级防护，单路电源失效可无缝切换保障保护功能持续投入。
- 通信与开关量输入输出单元：搭载 RS485 Modbus RTU 通信接口、4~20mA 转速模拟量变送输出、独立跳闸继电器接点、外部跳闸硬输入端子，可接入全厂监控与 ETS 停机回路。
安装规格
采用机柜壁挂式安装结构，整套装置包含 A/B/C 三个独立通道模块，可整机固定安装，背板支持单模块热插拔在线更换；通过 IEC60068 抗震、湿热循环、盐雾、EMC 电磁兼容可靠性测试，同 ProTech-GII 系列同规格背板硬件可兼容替换，无需改造一次接线与安全回路。
整机净重：约 4.2kg，标准工业防护整机结构，适配电站、化工防爆区域控制室机柜安装。
配套系统
- 硬件配套：双路 24VDC 冗余直流电源、磁阻 / 霍尔转速探头、双绞屏蔽信号线缆、ETS 紧急跳闸电磁阀回路、DCS/SIS 系统接线端子。
- 调试工具：Woodward PCT 组态配置软件、转速信号模拟校验仪、绝缘万用表。
- 上位对接系统：电厂 SIS 安全仪表系统、SCADA 监控平台、故障录波装置、SOE 事件时序服务器。
- 应用行业：火力 / 燃气联合循环发电机组、水电厂水轮机、长输油气管道压缩机组、化工透平工艺设备、余热自备电站旋转机械安全保护系统。
产品特性
- SIL3 最高安全等级硬件冗余设计：三取二 2oo3 表决架构，彻底规避单点硬件、线路故障造成的保护误跳闸或拒动，满足高危工艺装置功能安全合规要求。
- 毫秒级超速硬跳闸响应：硬件回路跳闸响应时间≤12ms，无软件运算延迟、无系统死机风险，独立于主控调速系统，从硬件层面杜绝机组飞车重大安全事故。
- 集成加速度防超速保护：实时监测转子升速率，可对机组急剧加速工况提前联锁停机，弥补常规单一转速保护的防护盲区。
- 支持在线维护与自动定期校验：可在机组正常运行状态下单通道热插拔更换模块；内置模拟超速发生源，可组态定时自动执行保护回路校验，满足安全系统周期性检测规范。
- 完善的事件存储与故障溯源能力：本地存储跳闸、报警、探头故障、参数修改、自动测试全量事件，带毫秒级全网时标，可用于事故复盘与安全审计归档。
- 强工业环境适配能力：整机三防涂层防护，耐受粉尘、潮湿、硫化腐蚀、强电磁干扰，宽温宽压运行，适配 7×24 小时连续不间断无人值守工况。
二、技术规格
1. 电气供电参数
- 供电规格：双路独立 18~32VDC 宽范围直流冗余供电，单通道典型功耗≤11W，整机总功耗≤35W
- 硬件防护：电源反接、过压、欠压、过流自锁保护，全端口 ±4kV ESD 静电防护、±2kV EFT 电快速脉冲防护
- 绝缘耐压：转速信号、继电器输出、通信端口对地 1500VAC/1min 工频耐压，强弱电全电气隔离
2. 转速采集与保护参数
- 转速测量量程：0.5~32000rpm，采样精度 ±0.05% FS
- 适配传感器：无源磁阻式 MPU、有源霍尔转速探头，支持探头断线、短路故障实时检测
- 保护逻辑：2oo3 三取二硬件表决，超速保护、加速度超限保护双重防护
- 跳闸响应时间：硬件回路≤12ms，支持就地手动复位、远程电气复位两种方式
- 模拟输出：每通道独立 4~20mA 转速变送输出，可接入 DCS 实时转速监测
3. 通信与接点参数
- 通信接口：RS485，Modbus RTU 标准协议，支持多台设备总线组网
- 继电器接点：每通道独立跳闸继电器、报警继电器，无源常开 / 常闭可组态，额定负载 5A/250VAC
- 开关量输入：外部跳闸复位、远程试验触发干接点输入
- 事件存储：本地可存储不少于 1000 条带毫秒时标 SOE 事件记录，支持故障日志导出
4. 环境耐受参数
- 工作环境温度：0℃ ~ +65℃；存储运输温度：-40℃ ~ +85℃
- 运行相对湿度：5%~95% RH，无凝露，可耐受轻度硫化、盐雾腐蚀环境
- 抗震等级：符合 IEC60068-2-6，1~200Hz、1G 持续振动耐受
- 整机防护：前面板 IP54，内部板卡 IP20，密闭控制室安装整体防护可达 IP30
5. 结构物理参数
- 安装方式：壁挂式整机安装，三通道模块化可单独插拔更换
- 防护工艺：整机内部 PCB 聚氨酯三防敷形涂层，抗氧化、防潮、抗腐蚀
- 面板配置：数字转速显示屏、功能按键、运行 / 故障 / 跳闸状态 LED 指示灯、密码锁、通信调试接口
1. 三模冗余硬件超速安全保护
三路完全独立的转速采集、运算、跳闸输出回路，依托 2oo3 硬件表决机制，既可以规避单路探头断线、线路干扰造成的误停机，又能确保两路及以上检测到超速时可靠触发 ETS 跳闸，作为机组独立于调速系统的终极安全防线，满足电力、化工高危场景安全规范要求。
2. 转速 + 加速度双重防护机制
除常规超速定值保护外，实时计算转子升速率，针对机组阀门误开、甩负荷急剧加速等工况提前触发联锁，弥补单一转速保护的滞后缺陷，全方位防范透平设备飞车损坏风险。
3. 在线维护与周期性自动校验
系统支持不停机单通道在线插拔更换，剩余两路通道可维持保护功能正常投用；内置信号模拟发生器，可配置周期自动超速测试，自动校验每一路保护回路动作可靠性，自动记录测试结果，满足 SIL 安全系统定期功能验证合规要求。
4. 就地 + 远程双重监控运维
前置面板可就地查看实时转速、故障状态、修改保护定值、执行手动跳闸试验；通过 Modbus 总线将转速、通道状态、故障告警、跳闸事件上传至 DCS/SIS，支持远程参数整定、故障诊断、历史日志调取，适配智能化无人值守电站运维模式。
5. 全维度故障诊断与安全事件归档
实时监测传感器断线、线路短路、通道硬件故障、电源异常、通信中断等全部异常工况，故障状态硬件锁存不可自动复位；所有保护动作、报警、参数修改、试验事件均附带全网同步毫秒时标本地存储，为事故溯源、安全合规审计提供权威数据支撑。
整机上电后 A、B、C 三个通道分别执行独立上电自检，依次校验采样回路、电源、继电器、通信、按键显示电路，自检正常后进入转速实时监测模式。三路转速探头采集转子脉冲信号，经隔离滤波、信号整形后转换为精准转速数值，一方面通过面板就地显示、4~20mA 模拟量上传监控系统，另一方面送入硬件表决单元实时比对。
正常工况下三路转速偏差在允许范围内，系统判定设备运行正常，跳闸继电器保持励磁吸合；当任意两路通道检测到转速超过超速定值或者加速度超限，2oo3 表决电路瞬间动作，切断跳闸继电器输出，触发机组 ETS 紧急停机，同时锁存故障状态、点亮就地告警指示灯、上传故障代码并记录 SOE 事件。
当单路传感器断线、通道硬件异常时，系统自动屏蔽故障通道数据，依靠剩余两路正常通道继续执行保护逻辑，同时发出通道故障告警，提醒运维人员在线检修更换；系统可按照预设周期自动触发内部模拟超速信号，完成三通道保护回路校验并留存测试日志。双路供电实时冗余均流，单路电源故障无扰切换，全程保障安全保护功能不间断投运。
- 火电、燃气联合循环发电厂：汽轮机组、燃机机组独立超速保护、加速度联锁跳闸，ETS 安全停机系统硬件冗余升级改造。
- 水力发电站：水轮发电机组转速监测、过速保护，防范水锤冲击引发的转子飞车事故。
- 石油化工行业：大型工艺压缩机组、透平驱动装置 SIL3 等级安全仪表系统超速保护、故障联锁停机。
- 油气长输管线、储气库：场站压缩机组远程无人值守安全监测、超速故障紧急切断保护。
- 老旧安全系统技改项目：替换老旧单通道超速保护装置，升级为 TMR 三冗余架构，满足现行功能安全合规要求。
