联锁逻辑（通用4篇）
联锁逻辑 篇1
裂解气、乙烯、丙烯压缩机(以下简称“三机”)是乙烯装置关键机组,确保它们的平稳、长周期运行对乙烯装置的效益至关重要。某厂乙烯装置三机多次因油系统联锁动作,造成压缩机停车,损失较大[1]。由于该套乙烯装置建成投产早,联锁系统技术水平低、信息记录功能不全,且联锁仪表原设计均为单台压力开关,油压无历史趋势,导致停车后查找原因较困难。但通过对几次停车现象的汇总分析,确定了引起压缩机停车的主要原因为油压低低联锁。因此只要确保油压正常,即可避免压缩机停车。
1典型停车故障分析及解决措施
1.1主辅油泵增加自启动逻辑
1.1.1 故障现象
(1)主油泵因机械故障造成油压低低,压缩机联锁停车。
(2)主油泵因供电回路波动停机造成油压低低,压缩机联锁停车。
1.1.2 故障分析
主油泵机械故障和供电回路波动两种故障无法得到有效解决,但只要发生故障时及时启动辅助油泵,确保油压不到联锁值即可有效避免以上两种故障引起机组停车。
1.1.3 采取措施
根据故障分析,增加压缩机主辅油泵自启动联锁:
(1)当一台油泵运行时油压出现低报自动启动辅助油泵。
(2)当运行油泵信号丢失或停机时辅助油泵自启动。(见图1)
逻辑修改如图1。
说明:┤├为启动条件; ○为执行结果。 逻辑修改前辅助油泵仅仅是通过现场或远程给启动信号后自保运行,逻辑修改后增加了油压低报警和主油泵停止运行两个自启动条件。主油泵逻辑原理同辅助油泵一样,互为备用。
1.2油系统联锁仪表三取二
压缩机控制油、润滑油低低联锁仪表原设计均为单台压力开关。
1.2.1 故障现象
(1)油压低低联锁报警灯亮,压缩机停车后,无法确定真实的停车原因。
(2)辅助油泵虽已启动,但油压低低联锁报警灯亮,压缩机停车。
1.2.2 故障分析
油压低低联锁报警灯亮,存在以下可能:
(1)实际油压已达到低低联锁值。
(2)联锁仪表回路误动作。
(3)实际油压低,辅助油泵自启动过程中,油压低低联锁。
1.2.3 采取的措施
(1)在油路上增加压力变送器,信号引入系统做历史趋势。
(2)在油路上增加2台压力变送器或压力开关做联锁仪表三取二(三取二指模块对输入信号或状态进行表决,只要3个信号中的两个满足条件,输出就执行结果)。
(3)在油压低低联锁三取二的基础上增加3 s延时(见图3)。
原逻辑如下:
修改逻辑如下:
说明:控制油、润滑油压力正常时为真(1),达到联锁值时为假(0); Compressor START(压缩机启动)、开车条件全部满足时为真(1),不满足时为假(0); RS触发器复位优先,S端值为真(1)时启动,S端值为假(0)时停止。 3 OO 2仪表信号三取二;3S为延时3 s。
1.3裂解气压缩机油气压差联锁逻辑修改
1.3.1 故障现象
压缩机主油泵因电气回路晃电停机,操作人员到现场发现辅助油泵已自启,但主机却已停车。由于压缩机报警联锁系统无自动记录功能,油压也无历史趋势,因此主辅油泵切换过程中油压力变化情况是分析此次停车的关键。
1.3.2 故障分析
开车过程中(转速约2 000 r/min左右)对油泵自启动进行联锁试验,在主油泵运行、辅助油泵停止时,停主油泵,辅助油泵自启动;之后又停辅助油泵,主油泵也能自启动。切换过程中瞬间有油压低报警,但没有联锁停车。主辅油泵自启动均正常。根据油气密封原理分析(见图4), 但压缩机在正常运行时(转速约7 000 r/min)主油泵停辅助油泵自启动期间造成高压缸、低压缸密封油压降低,而此时从压缩机五段返回的裂解气压力未变化,引起油气压差高高联锁停车。
说明:裂解气压缩机为蒸汽透平机组,五段压缩,分为高压缸和低压缸。低压缸和高压缸轴端各有一个迷宫式密封件,迷宫式密封件与轴之间间隙的外侧通入的是密封油,内侧通入的是从压缩机五段引回减压后的裂解气。利用密封油压力略高于密封气压力的原理,将密封油控制在轴和迷宫式密封间隙内。既防止缸内气体沿轴与迷宫式密封件间隙外泄,同时也作为轴与迷宫式密封件之间润滑的保护油膜(见油气密封简易图)。如果油压比气压过大(即油气压差过大)会造成密封油漏入缸体内;如果气压比油压过大(即油气压差过大)会造成气体外泄,同时也会造成轴与迷宫式密封件之间摩擦增大。低压缸及高压缸油气压差即为轴隙密封油和密封气之间的差压。该差压较大时机组联锁停车(引用自参考文献)。
1.3.3 采取的措施
(1)在油路上增加差压变送器,信号引入系统做历史趋势。
(2)在油路上增加2台差压变送器和差压开关做联锁仪表三取二。
(3)在油气压差低低联锁三取二的基础上增加3 s延时。
2总结
通过对乙烯装置三机油系统联锁仪表三取二改造,联锁逻辑增加延时、辅助油泵自启动,运行一年多再未出现因油压联锁造成的停车事故,确保了压缩机的高效运行。以上几种措施应用到其他机组油压联锁系统,效果也较好。但缺点是现场仪表三取二改造成本较高,但相对于机组一次停车造成的损失来说改造成本还是较低的。
参考文献
[1]王素业.乙烯装置裂解气压缩机控制原理图.兰州:中国石化兰州设计院,1995:70—72
联锁逻辑 篇2
1 C-208A联锁停机原因分析*
C-208A的相关工艺参数包括:入口压力PI287B、出口压力PI286B、出口温度TI285B、入口缓冲罐液位LI281B、冷凝水流量FI285B和润滑油压力PI287B, 这些模拟量参数分别送入PLC和DCS。为方便操作, 在DCS中设有状态指示, 模拟量处理为历史趋势记录。在PLC中, 首先对模拟量进行处理, 然后与设定值比较, 送出联锁节点, 这些节点与急停开关及电气回讯等条件共同组成如图1所示的联锁停机逻辑。可以看出, C-208A机组联锁停机的条件有:入口压力低低 (PI287B LL) 、出口压力高高 (PI286B HH) , 出口温度高高 (TI285B HH) 、入口缓冲罐液位低低 (LI281B LL) 、冷凝水流量低低 (FASLL285B) 和润滑油压力低低 (PASLL284B) , 其中任意一个条件达到联锁设定值时, 都会引起节点翻转而触发联锁停机。
引起C-208A压缩机组联锁停机的原因可以分为两大类:一类是工艺变量达到联锁设定值, 触发联锁停车, 也包括手动停车开关和急停开关联锁停机, 属正常范围;另一类是设备故障或生产过程中产生的假信号或误动作而触发的联锁, 间接造成机组停机, 包括现场检测设备、信号线、仪表和电气控制柜内控制元件的故障, 属异常联锁, 因而要尽量避免此类联锁情况的出现。
PLC对现场信号的响应速度大多以毫秒为单位, 外设的微小变化都会在PLC控制程序中迅速响应, 多用于数字量处理。DCS的扫描周期相对PLC较长, 其历史数据采集也需要较长周期, 一些模拟量参数在机组运行正常时较为平稳, 但在触发联锁之前都会发生缓慢波动, 这种情况可以借助DCS历史数据收集功能来判断可能的联锁原因, 以保证故障被及时处理。一旦发生工艺参数阶跃变化, 即在出现阶跃后立即恢复稳态, 无论是数字量还是模拟量, 波动时间大于PLC的扫描周期而小于DCS的历史数据采集周期, 均会触发机组停机, 但是该波动不会被DCS记录。大型机组由于安全级别要求高, 状态监测点多, 因而大多采用ESD控制。ESD扫描周期短, 可以收集到全部工艺参数的波动, 并且通过上位机的显示、报警和事件记录功能, 能够快速判断联锁原因。
由于实际工艺参数发生变化, 达到联锁值后触发C-208A压缩机组联锁停机。此类联锁原因可以通过在DCS中查询相关工艺参数的历史趋势来判断停机原因, 比较容易。除此之外, 在工艺条件正常的情况下, 设备的不可靠性和外界干扰也会造成C-208A压缩机组联锁停机, 此类因素不可避免。并且工艺参数的波动不能通过DCS查询, 这是造成C-208A压缩机组联锁原因不易判断的根本原因。
类似C-208A的小型机组大多由独立的PLC控制, 虽然可以扫描到某个工艺参数的阶跃性波动, 但由于PLC控制的小机组大部分都未配套上位机, 因此阶跃波动无法被观察, 而且无法保存。
C-208A压缩机组一旦联锁停机, 其入口压力、出口压力和润滑油压力都会立即发生变化。若是由于某个信号波动触发联锁停机, 想要查出联锁停机的根本原因就变得十分困难。
2 抢答器逻辑的应用
2.1 抢答器逻辑的功能
抢答器逻辑的作用是在两个或两个以上同类触发条件中, 锁定最先发生的, 同时具有指示及复位等功能。抢答器应用最多之处是知识竞赛中, 其核心就是自锁和互锁逻辑, 简单的抢答逻辑是由多个互锁逻辑组成的, 一旦产生触发信号, 则最先触发的信号会同时阻断其他并列信号的触发通道, 来实现抢答目的。
2.2 C-208A压缩机组第一联锁事件抢答器逻辑的设计
为了能够在短时间内从众多变化的工艺条件中准确锁定造成C-208A压缩机组联锁停机的根本原因, 笔者将抢答器逻辑运用到联锁报警中, 来实现第一联锁事件的准确判断。C-208A压缩机组的联锁触发条件可分为两类:第一类是工艺条件处于正常值时, 触发条件为常开触点变量, 这类变量包括入口压力低低 (PI287B LL) 、出口压力高高 (PI286B HH) 、出口温度高高 (TI285B HH) 、入口缓冲罐液位低低 (LI281B LL) 和润滑油压力低低 (PASLL284B) ;第二类是工艺条件处于正常值时, 触发条件为常闭触点的变量, 这类变量包括冷凝水流量低低 (FASLL285B) 和手动急停按钮 (M_SHUTDOWN) 。为使抢答器逻辑满足正常工作的要求, 需要对正常情况下触发条件处于常闭触点的变量进行处理。如图2所示, 冷凝水流量低低 (FASLL285B) 和手动急停按钮 (M_SHUT-DOWN) 的常开触点均加上了下降沿微分功能, 也就是说在上述两个条件正常时, 常开触点均处于闭合状态, 当达到触发条件时处于闭合状态的常开点会突然断开, 因此下降沿微分可以检测到触发信号, 再利用中间变量的常开触点参与抢答器逻辑判断。
上述联锁逻辑中的润滑油压力属于比较特殊的联锁条件, 涉及到了延时。由于该机组的润滑油是由机组轴头泵增压的, 所以滑油压力在机组开机10s内达不到联锁低限便会造成工艺停车, 因此笔者采用计时器T1的常开点参与抢答器逻辑。第一联锁事件抢答器逻辑如图3所示, 在此基础上增加了7个I/O输出点 (表1) , 作为联锁条件输出指示。
3 抢答器逻辑实用性分析
3.1 抢答器逻辑工作条件的划分
该抢答器逻辑的启动条件是电气的开机返回信号K, K闭合说明机组已经正常启动, 整个抢答器逻辑才开始工作;在机组停机时, 如果部分工艺条件处于非正常值, 其联锁节点也会处于非正常状态, 但由于电气开机返回信号K未到, 所以这些处于非正常值的工艺条件不会触发抢答器逻辑输出。
当抢答器记录到第一联锁事件后, 该联锁条件自锁, 并且一直会保持到下一次正常开机前, 下一次机组正常开机后, 此联锁条件会自动复位。由逻辑图3可以看到, 在每一个工艺联锁条件的旁路自锁通道上都串入一个电气开机返回信号K的上升沿微分常闭点, 它只在电气开机返回信号K闭合时的瞬间断开, 然后又恢复到常闭状态, 无论是什么原因造成联锁停机, 该节点都会将所有联锁条件复位, 以便记录下一次联锁停机条件。
3.2 各类联锁原因的明确划分和查询方法
由C-208A压缩机组可以判断造成其联锁停机的原因, 广义上可分为工艺操作、电气设备和仪表信号三大类。利用该抢答器逻辑可以制定出上述原因造成停机的查询方法, 从而更加明确地划分造成机组停机的责任。
如果工艺操作引起某个工艺参数达到联锁值造成联锁停机, 首先可以通过抢答器逻辑锁定联锁原因, 通过PLC的指示, 初步判断出联锁原因属于仪表或电气, 判断方法是:联锁停机后观察抢答器逻辑是否有锁定输出, 若无则为电气原因造成联锁停机, 反之则为仪表原因造成联锁停机;然后判断此参数是否为模拟量, 锁定的参数若为模拟量, 则在DCS历史趋势中查询停机前该参数的波动情况, 如果发生波动则为工艺操作原因引起联锁停机;如果未发生波动, 则是仪表信号原因造成联锁停机;锁定的参数如果不是模拟量, 就要检查仪表信号回路反向判断原因, 如果是润滑油压或冷却水流量联锁造成停机, 则首先判断仪表检测元件及其信号是否完好, 若完好再判断工艺条件是否正常。
4 抢答器逻辑的发展方向
在由PLC控制的小型机组中, 可以大量使用抢答器逻辑, 以帮助判断故障停车原因。抢答器逻辑只是对联锁信号进行处理, 并不改变机组原有的联锁逻辑, 因此不会影响其正常的控制。采用抢答器逻辑对于提高维护效率, 缩短故障处理时间是十分必要的, 利用联锁逻辑可以设计出完善的故障报警系统, 对进一步提高系统运行的安全可靠性具有重要意义。
在大型机组控制系统的程序中都有此类功能模块, 类似“首出”的功能块可以用来锁定第一联锁事件。在未配备上位机的PLC中, 也可以将此类抢答器逻辑处理成功能块, 判断几个工艺条件中的第一联锁事件, 从而使抢答器逻辑的应用更为方便。
抢答器逻辑还能应用于开关量较多的控制程序中, 如包装线, 可以将动作过程分为多段, 在没有上位机的情况下, 利用抢答器逻辑快速判断出造成某一段动作停止或无法启动的根本原因, 能够提高故障处理效率。
5 结束语
通过对甘肃兰港石化有限公司聚丙烯装置循环氢气压缩机C-208A控制系统, 增加抢答器逻辑的实例进行分析, 说明抢答器逻辑在小型机组控制中, 具有自动锁定并记录第一报警事件的功能。该联锁逻辑具有很强的实用性, 在实际应用中解决了小型机组联锁原因分析困难的问题。在其他需要锁定首发事件的控制系统中, 也可以运用此类逻辑来提高故障判断的效率。
摘要：针对某聚丙烯装置循环氢气压缩机C-208A联锁停车原因不易判断的问题, 对引起该机组联锁停机的各类因素进行综合分析, 在不改变原联锁逻辑的前提下, 利用抢答器逻辑锁定第一联锁事件, 最终实现了联锁原因自动判断和记录的功能。
联锁逻辑 篇3
某钢铁公司中央供水系统担负着各用户供水的重要任务, 在运行过程中, 系统电源供电的安全性、连续性是水供应保障的前提和基础, 通常供电电源采用两进线一母线的供电方式, 在低压进线某一段供电系统发生故障时, 能否可靠、快速的投入联络开关, 是保证电源不间断供电的关键[1]。
对于传统的继点控制, 其维护量大, 切换不够快速、可靠[2], 在一定程度上影响着供电的连续性。本文运用西门子s7-200PLC替代传统继电器组合控制, 基于PLC控制的投切控制系统, 具有接线简单、动作迅速、可靠性高等特点[3], 对低压进线、联络开关逻辑切换问题进行分析、研究, 利用自动化控制和网络技术的优势, 对过程控制进行实时监控, 通过对传输数据分析, 实现故障提前预判, 提高反应时间, 从而保证了系统的安全有效运行。
1 系统方案设计原则
中央水系统低压配电系统, 采用两进线一母线模式。引自10 k V双回路供电电源, 其中两台变压器正常运行情况下, 两台变压器分别带Ⅰ、Ⅱ段母线运行, QF1、QF2在合闸位置, QF3在分闸位置。当某一台变压器失电或有故障时, 相应的进线断路器跳闸后, 母联断路器QF3合闸, 另一台变压器带Ⅰ、Ⅱ段母线运行, 保证供电的连续性和可靠性。图1针对两进线一母线配电系统, 在程序逻辑控制上, 优先考虑供电的安全可靠性, 同时结合工作现况, 以操作简单, 维护量少, 故障易查, 方便适用等为出发点, 寻求最佳方案。
(1) 设“本地”和“远程”两地操作, 且本地优先, 便于检修或调试。
(2) 当选“远程”操作, 设联络开关“自投不复位”选中或取消功能, 实现远程联络开关自投功能。
(3) 必须保证最多两台断路器合闸, 遵循“三选二合闸”原则。
2 自动化网络系统
随着企业生产对供电性能的要求不断提高, PLC已广泛应用于各个工业自动化领域, 其所具有的优势是常规电气器件无法取代, 在系统控制自动化设计中, 由于所应用的控制要求又相对简单, 所以采用S7-200PLC来实现。。
本系统选S7-200系列的CPU224, CPU224模块有数字量14I/10O点, 带1个扩展模块和通讯EM277扩展模块[4], 一方面完成现场数据的采集、转换、报警和控制等功能, 与中央主控计算机监控系统的通信要求, 另一方面其体积小、性能优、易扩展、安装简单等特点, 适合小规模的现场监控[5], S7-200PLC完成进线、联络切换功能, 并通过EM277 Profibus总线模块, 与中央水系统自动化S7-300PLC的控制核心Profibus DP总线接口连接, S7-300PLC的以太网模块通过以太网与上位机进行人机界面 (WINCC监控画面) 的各种请求, 实现对两进线一母线配电系统进行远程监控及远程操作功能, 如图2和图3所示。
3 系统控制硬件的设计
根据系统设计的要求, 为了整个系统的稳定工作, 设计了变压器电压检测信号、主低压开关控制回路、控制电源等完备的信号数据采集保护措施, 提供准确、可靠的信号, 实现对供电系统的有效检测, 避免系统误动作或在应急自投中无法可靠工作, 造成损失或发生重大事故。
3.1 变压器电压检测
在电源进线端设变压器电压检测信号, 用来判断、确定某一进线电源失压, 为了防止因电压检测回路断线引起PLC误动作信号, 所以, 电压检测信号采集来自于两个继电器, 一般将两个常闭触点串联后引至PLC作为电压检测输入信号使用, 电压检测信号电路原理图如图4所示。
继电器KA1、KA2接在QF1进线端, 继电器KA3、KA4接在QF2进线端, 变压器有电时, 继电器吸合, 常闭触点断开, 变压器失电时, 继电器释放, 常闭触点闭合。
3.2 进线、联络开关控制回路
低压进线开关和低压联联络开关均选用型号为GSW1系列万能式短路器, 带过流、速断脱扣器, 电动储能开关, 用来分配电能和保护线路及电源设备。对每台断路器取2对常闭辅助触点, 分别引至PLC输入回路, 作为程序判断的条件之一, 用来保证在任何条件下, 3台开关都只能合闸2台。对于进线、联络开关均接入失压脱扣线圈, 进线开关控制回路电源分别引自于本身, 在控制电源失压时实现进线开关自动跳闸, 也可确保进线、联络开关电气联锁的可靠。联络开关失压脱扣线圈控制回路电源分别引自于UPS电源, 为具备开关自投提供必要的条件之一。如图5和图6所示。
3.3 控制电源
对于s7-200PLC、电压检测信号和进线、母联控制回路供电电源的保障, 是控制系统能否可靠工作的前提和基础, 其电源的连续性至关重要。因增加的负载较小, 将控制电源接入原有的在线式UPS电源中, 保证自动化控制系统电源失电后在短时间内能正常工作, 及时自投母联开关, 恢复供电。
4 系统逻辑设计
针对断路器合、分闸控制, 在PLC柜门上设有“手动 (本地) ”和“半自动 (远程) ”SK控制开关。正常工作时, 开关选“半自动”方式;检修或故障处理时开关选“手动”方式。在两种控制模式下, “手动 (本地) ”控制优先, 任何情况, 三台断路器合闸程序设计应保证最多两台断路器合闸。遵循“三选二合闸”进行逻辑联锁控制。
4.1 在PLC柜门上选“手动”控制方式
主操作台监控画面中自动弹出“断路器远程无效”小窗口, 提示操作为“手动 (本地) ”控制方式, 转换开关“SK手动位”和PLC双重联锁实现“三选二合闸”功能, 其在电气柜上进行以下操作。
(1) 在需要系统停电或某段母线检修时, 均可单独操作并可靠分断某台断路器, 断开供电电源。
(2) 当QF1、QF2断路器均已合闸时, 联络断路器QF3操作合闸无效。
(3) 当QF1、QF2断路器中有一个开关未合闸时, 联络断路器QF3操作合闸有效;当合上QF3断路器后, QF1、QF2中只能有一个断路器操作合闸有效。
(4) 主操作台监控画面可以对三台断路器进行分闸, 但合闸无效。
(5) “手动 (本地) ”控制方式下, 联络断路器QF3自动投入无效。
4.2 在PLC柜门上选“半自动”控制方式
主操作台监控画面中自动弹出“断路器远程有效”小窗口, 提示操作为“半自动 (远程) ”控制方式, 且画面显示“自投功能取消”时, 转换开关“SK自动位”和PLC双重联锁实现“三选二合闸”功能, 其在画面上进行以下操作。
(1) 在系统发生紧急事故需要停电时, 均可单独操作并可靠分断某台断路器, 断开供电电源。
(2) 当QF1、QF2断路器均已合闸时, 联络断路器QF3操作合闸无效。
(3) 当QF1、QF2断路器中有一个开关未合闸时, 联络断路器QF3操作合闸有效;当合上QF3断路器后, QF1、QF2中只能有一个断路器操作合闸有效。
4.3 在操作为“半自动 (远程) ”控制方式下, 选画面“自投功能投入”时, 可实现联络开关自投功能。
(1) 当某一台变压器失电或有故障时, 相应的 (QF1或QF2) 进线断路器跳闸, 进行逻辑判断并确认无误后, 联络断路器QF3自动投入, 此时, 另一台变压器带Ⅰ、Ⅱ段母线运行。
(2) 当故障变压器恢复来电或故障解除时, 该 (QF1或QF2) 进线断路器不允许自动再次合闸;若要恢复正常的供电方式, 只能人工现场确认后, 分QF3断路器, 才能再合 (QF1或QF2) 断路器。
4.3 系统运行逻辑
I段进线断路器的合闸用QF1Close表示, I段进线断路器的分闸用QF1open表示, 同样的对于Ⅱ段进线断路器及母线联络柜的状态信号分别用QF2Close、QF2open、QF3Close、QF3open来表示, 因此对于两个进线断路器及母线联络柜各自的合闸条件有以下逻辑。
通过对以上三个断路器合闸条件的分析, 在任何条件下都只有两个断路器处于合闸状态, 由于两路进线电源不是来自同一个系统, 因此避免了分段开关合闸时可能导致的非同期合闸, 避免造成事故。
4.4 系统逻辑功能图
根据所选硬件设备和系统逻辑控制设计要求, 对系统开关动作逻辑进行编程, 进线开关 (QF1和QF2) 逻辑功能较简单, 以下主要绘制联络开关QF3逻辑功能图7。
5 调试及运行
对编写的程序, 在投入使用前, 进行系统模拟实验。首先屏蔽变压器电压检测信号, 将进线、联络开关位置均放在试验位, 进行“手动 (本地) ”和“半自动 (远程) ”两种模式下的操作试验, 包括联络开关的自动投入功能, 进一步测试进线、联络开关的逻辑控制关系、开关状态及画面的远程监控等信息的正常与否, 在进线、联络开关位置在试验位调试完毕后, 将进线、联络开关均放在工作位置, 恢复变压器电压检测信号, 断开其中一台变压器高压进线侧电源, 测试带电逻辑联锁及自动投入功能, 待系统逻辑关系正常后, 再作另一台变压器的断电测试, 直到整个系统正常为止, 调试结束, 系统可投入使用。
6 应用效果
通过以上方案的实施和应用, 实现了利用S7-200PLC控制双电源进线与母线联络柜的连锁, 实践证明, 利用PLC实现的连锁控制能替代复杂的传统继电器控制线路, 其PLC易编程且系统可靠, 维护方便, 动作灵敏准确, 故障率低, 同时人机远程监控及操作具有较强的实用性, 易做到无人值守要求, 具有一定的应用前景。
参考文献
[1]刘介才.工厂供电[M].北京:机械工业出版社, 2005.
[2]张凤珊.电气控制及可编程序控制器[M].北京:中国轻工业出版社, 2003.
[3]阮友德.电气控制与PLC实训教程[M].北京:人民邮电出版社, 2007.
[4]张扬.S7-200PLC原理与应用系统设计[M].北京:机械工业出版社, 2005.
联锁逻辑 篇4
甲醇二套气化装置ESD系统采用TRICON ESD系统。TRICON ESD控制系统采用了当前先进的微处理TMR硬件技术和成熟可靠的TRISTATION 1131软件系统, 具有完整的装置联锁保护功能、系统自诊断和SOE功能。
2 阀位偏差报警联锁相关逻辑
2.1 只带阀位开关的阀门
图1、图2为只有阀门开关反馈的逻辑图。逻辑块“与”前信号为阀位反馈开关的硬线信号。
图1为阀门的关反馈信号u XZSC1304A与上开反馈信号u XZSO1304A取非后结果为m XZSC1304A。
图2为阀门的开反馈信号u XZSO1304A与上关反馈信号u XZSC1304A取非后结果为m XZSO1304A。
正常情况下, 阀门在关位时, u XZSC1304A信号为逻辑1, u XZSO1304A信号为逻辑0, 则图1结果m XZSC1304A为逻辑1, 程序认为阀门为关闭状态。同理, 当图2结果m XZSO1304A为逻辑1时, 程序认为阀门为打开状态。当“与逻辑块前任一信号发生变化时, 图1、图2的结果均反转。
图1、图2的结果即信号m XZSC1304A和m XZSO1304A被采到图3逻辑中, 其中主功能块FC_Valve如图4所示。
信号m XZSC1304A被引至CBS_CLOSE引脚, 为1时, 主功能块FC_Valve认为阀门关闭;信号m XZSO1304A被引至CBS_OPEN引脚, 为1时, 主功能块FC_Valve认为阀门打开。
主功能块FC_Valve输入引脚SAFETY_INPUT引入阀门的开关命令m XV1304A信号, 为1为开阀, 为0为关阀;OPEN_TM和CLOSE_TM引脚分别定义开、关阀门时间;输出引脚DISCREPANCY_ALM信号为s ZA1304A, 即阀位偏差信号, 此信号被引入联锁逻辑中, 作为停车信号使用, 本气化ESD系统中设定该信号为0时为报警状态。该信号为0有几种情况:
a.当阀门开关命令m XV1304A为1时, 即开阀命令, 若引脚CBS_CLOSE为1, 引脚CBS_OPEN为0, 则阀位偏差信号DISCREPANCY_ALM为0, 联锁状态。即开命令发出, 关反馈返回, 存在异常。
b.当阀门开关命令m XV1304A为0时, 即关阀命令, 若引脚CBS_CLOSE为0, 引脚CBS_OPEN为1, 则阀位偏差信号DISCREPANCY_ALM为0, 联锁状态。即关命令发出, 开反馈返回, 存在异常。
c.当阀门开关命令发出时, 图3中, TMR_R计时器开始计时, 在相应命令发出后的OPEN_TM和CLOSE_TM设定时间内, 相应的阀门开关反馈信号未返回时, 阀位偏差信号DISCREPANCY_ALM为0, 联锁状态。
此联锁是要求阀门在规定时间内打开或关闭, 以满足工艺要求, 若出现超时, 则说明阀门动作异常, 需要调试。
2.2 既带阀位开关又有阀位变送器的阀门
此类阀门为比较重要的氧气管线阀门和煤浆管线阀门。
阀位变送器信号u XZT1201A被引入功能块AIS。如图5、图6所示。
当阀位信号u XZT1201A>80%时, 发出信号m XZAHH1201A;
当阀位信号u XZT1201A<10%时, 发出信号m XZALL1201A;
当阀位变送器信号小于3.8m A或大于21m A时, 发出信号m XZAX1201A。
3 阀位偏差报警联锁几点思考
(1) 只带阀位开关反馈的阀门, 容易产生信号误动作, 开关反馈信号没有真正起到2取2的作用, 其中只要有一个信号发生反转, 程序便认为阀门状态发生变化, 从而引起跳车。这种情况在装置运行中发生过, 经报请厂领导同意, 在联锁信号后增加2-3S延时后, 有效防止了仪表开关信号不稳定造成不必要的停车。
(2) 既带阀位开关又有阀位变送器的阀门阀位偏差信号, 真正的起到了3取2的效果, 但当阀位变送器故障后, 还是不能起到应有的作用。
摘要：本文介绍了神华宁煤煤化工甲醇厂二套气化ESD中阀位偏差报警联锁逻辑, 其中包括只带阀门反馈开关的阀门以及既带阀门反馈开关又带阀位变送器的阀门。