集氣管壓力控制系統切換裝置製造方法
2023-05-09 01:08:41
集氣管壓力控制系統切換裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種集氣管壓力控制系統切換裝置，能夠實現集氣管壓力控制系統與DCS控制系統的相互切換，切換裝置通過多路繼電器K1實現兩種不同控制通道的切換，切換裝置採用信號分配器實現多路監控，切換裝置通過反饋信號向外部控制器反饋切換狀態。既保證了原有DCS的監控能力，又保證了集氣管壓力控制系統一旦出現故障，可以隨時切換到DCS手動控制狀態；當故障排除後，能夠無擾切換到集氣管壓力自動控制狀態，既實現了不同控制器控制權限的切換，又實現了同一信號不同控制器均可監視，進而降低焦爐冒煙的次數、為集氣管壓力控制系統檢修爭取時間、又保證了切換時的安全性，一定程度上實現了「一用一備」的冗餘控制效果。
【專利說明】集氣管壓力控制系統切換裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及焦爐集氣管壓力控制領域，尤其涉及一種集氣管壓力控制系統切換裝置。
【背景技術】
[0002]集氣管壓力的主要監控設備有集氣管壓力調節翻板(若干個)、大循環閥門和鼓風機、集氣管壓力、初冷器前吸力等。上述設備或信號在原來沒有集氣管壓力自動控制系統之前主要由各自車間的DCS系統進行遠程手動控制。出於避免焦爐冒煙、保護環境或延長焦爐壽命等目的，現在大量焦化廠會使用一套獨立的集氣管壓力控制系統對上述設備和信號進行集中監控。當前通常的做法是，將原來各個設備的信號電纜，從原來的控制系統上拆下來，轉接到集氣管壓力控制系統，由集氣管壓力控制系統對相關設備進行集中協調控制。這種做法存在兩方面不足:第一，集氣管壓力、初冷器前吸力等信號電纜轉接到集氣管壓力控制系統上之後，導致原來的DCS系統不能正常監視該信號。第二，集氣管壓力調節翻板、大循環閥門、鼓風機等設備的控制電纜轉接到集氣管壓力控制系統之後，原來的DCS系統不能控制該設備。因此，集氣管壓力控制系統一定程度上破壞了原來DCS系統監控的完整性。另外，一旦集氣管壓力控制系統故障停機，導致相關設備不能恢復到原來DCS系統遠程手動控制的狀態，進而導致焦爐冒煙。
實用新型內容
[0003]為解決現有技術存在的問題和缺陷，本實用新型提供一種集氣管壓力控制系統切換裝置，能夠實現集氣管壓力控制系統與DCS控制系統的相互切換，當集氣管壓力控制系統出現故障時，隨時切換到DCS手動控制狀態之下，故障排除後，能無擾切換到集氣管壓力自動控制狀態，增加了焦化廠集氣管壓力控制的安全性。
[0004]本實用新型的技術方案是:
[0005]集氣管壓力控制系統切換裝置，其特徵在於，所述切換裝置包括第一閥位命令輸入端、第二閥位命令輸入端、閥位反饋輸入端、閥位控制命令輸出端、第一閥位反饋輸出端、第二閥位反饋輸出端，以及第一開關狀態輸出端、第二開關狀態輸出端；所述第一閥位命令輸入端、第二閥位命令輸入端通過多路繼電器分別連接集氣管壓力控制系統和DCS控制系統，當切換裝置與第一閥位命令輸入端接通時，所述閥位控制命令輸出端接收來自集氣管壓力控制系統的控制命令，並通過第一開關狀態輸出端輸出控制狀態信號，當切換裝置與第二閥位命令輸入端接通時，所述閥位控制命令輸出端接收來自DCS控制系統的控制命令，並通過第二開關狀態輸出端輸出控制狀態信號；所述切換裝置還包括信號分配器，所述切換裝置連接一內置有用於檢測閥位開度的自檢裝置的閥門，所述閥位控制命令輸出端連接所述閥門的輸入端，所述閥門輸出端輸出閥位反饋信號並將閥位反饋信號輸送至信號分配器輸入端。
[0006]所述第一閥位命令輸入端、第二閥位命令輸入端通過多路繼電器Kl連接閥位控制命令輸出端；所述多路繼電器Kl的電源輸入端設置所述切換開關K，當開關接通時，繼電器線圈得電，所述第一閥位命令輸入端與閥位控制命令輸出端接通，第一開關狀態輸出端接通，輸出「集氣管壓力控制系統」控制狀態，當開關斷開時，繼電器線圈失電，所述第二閥位命令輸入端與閥位控制命令輸出端接通，第二開關狀態輸出端接通，輸出「DCS控制系統」控制狀態。
[0007]所述多路繼電器Kl具有4路常開/常閉觸點，第一路常開觸點分別連接閥位控制命令輸出端正端、第一閥位命令輸入端正端，第一路常閉觸點分別連接閥位控制命令輸出端正端、第二閥位命令輸入端正端；第二路常開觸點分別連接閥位控制命令輸出端負端、第一閥位命令輸入端負端，第二路常閉觸點分別連接閥位控制命令輸出端負端、第二閥位命令輸入端負端；第三路常閉觸點連接第二開關狀態輸出端；第四路常開觸點連接指示燈，第四路常閉觸點連接第一開關狀態輸出端。
[0008]所述閥位反饋輸入端輸入集氣管調節翻板開度反饋信號，集氣管壓力控制系統輸出值跟蹤集氣管調節翻板的實際開度，保障在DCS控制狀態時，集氣管壓力控制系統對集氣管調節翻板的設定值與實際值一致。
[0009]所述切換裝置從多路繼電器觸點分出一路連接所述指示燈。
[0010]集氣管壓力自動控制系統正常時，切換開關K切到集氣管自動控制狀態，轉換裝置狀態指示燈亮，同時集氣管控制系統啟動自動控制運行程序。
[0011 ] 若集氣管壓力自動控制系統故障停機，切換開關K立即切換到DCS控制狀態，進行人工遠程手動監控，控制箱上指示燈熄滅；故障排除後，集氣管自動控制系統通過控制程序控制所述切換裝置無擾切換到集氣管壓力自動控制狀態。
[0012]本實用新型的技術效果:
[0013]本實用新型提供一種集氣管壓力控制系統切換裝置，能夠實現集氣管壓力控制系統與DCS控制系統的相互切換，所述切換裝置通過多路繼電器Kl實現兩種不同控制通道的切換，所述切換裝置採用信號分配器實現多路監控，所述切換裝置通過反饋信號向外部控制器反饋切換狀態；無論切換開關處於何種狀態，閥位反饋信號經過轉換裝置之後都被分為兩路，一路進入集氣管壓力自動控制系統，一路進入DCS控制系統。
[0014]集氣管壓力自動控制系統正常時，切換開關K切到集氣管自動控制狀態，轉換裝置狀態指示燈亮，同時集氣管控制系統啟動自動控制運行程序。
[0015]若集氣管壓力自動控制系統故障停機，切換開關K立即切換到DCS控制狀態，進行人工遠程手動監控，控制箱上指示燈熄滅。故障排除後，集氣管自動控制系統通過控制程序控制所述切換裝置無擾切換到集氣管壓力自動控制狀態。
[0016]既保證了原有DCS的監控能力，又保證了集氣管壓力控制系統一旦出現故障，可以隨時切換到DCS手動控制狀態；當故障排除後，能夠無擾切換到集氣管壓力自動控制狀態，既實現了不同控制器控制權限的切換，又實現了同一信號不同控制器均可監視，進而降低焦爐冒煙的次數、為集氣管壓力控制系統檢修爭取時間、又保證了切換時的安全性，一定程度上實現了 「一用一備」的冗餘控制效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是集氣管壓力控制系統切換裝置信號流示意圖。
[0018]圖2是集氣管壓力控制系統切換裝置原理圖。
[0019]圖3是集氣管壓力控制系統切換裝置的切換開關內部接線示意圖。
[0020]圖4是實施例集氣管壓力控制系統切換裝置的信號分配器內部接線示意圖。
[0021]附圖標記列示如下:1-閥位命令a，2_閥位命令b，3_閥位反饋，4-閥位控制命令輸出，5-閥位反饋a，6-閥位反饋b，7-開關狀態a，8_開關狀態b，L-指示燈，K-切換開關，Kl-多路繼電器。
【具體實施方式】
[0022]本實用新型通過採用多路繼電器實現集氣管自動控制系統和DCS兩種控制模式之間的切換，該切換裝置上設置有用於提示「切換狀態」的指示燈，該切換裝置通過反饋信號向外部控制器反饋「切換狀態」，該切換裝置採用信號分配器實現多路監控。以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步說明。
[0023]切換裝置包括第一閥位命令輸入端、第二閥位命令輸入端、閥位反饋輸入端、閥位控制命令輸出端、第一閥位反饋輸出端、第二閥位反饋輸出端，以及第一開關狀態輸出端、第二開關狀態輸出端；第一閥位命令輸入端、第二閥位命令輸入端通過多路繼電器Kl分別連接集氣管壓力控制系統和DCS控制系統，當切換裝置與第一閥位命令輸入端接通時，閥位控制命令輸出端接收來自集氣管壓力控制系統的控制命令，並通過第一開關狀態輸出端輸出控制狀態信號，當切換裝置與第二閥位命令輸入端接通時，閥位控制命令輸出端接收來自DCS控制系統的控制命令，並通過第二開關狀態輸出端輸出控制狀態信號；切換裝置還包括信號分配器，切換裝置連接一內置有用於檢測閥位開度的自檢裝置的閥門，閥位控制命令輸出端連接閥門的輸入端，閥門輸出端輸出閥位反饋信號並將閥位反饋信號輸送至信號分配器輸入端。第一閥位命令輸入端、第二閥位命令輸入端通過多路繼電器Kl連接閥位控制命令輸出端；多路繼電器Kl的電源輸入端設置切換開關K，當開關接通時，繼電器線圈得電，第一閥位命令輸入端與閥位控制命令輸出端接通，第一開關狀態輸出端接通，輸出「集氣管壓力控制系統」控制狀態，當開關斷開時，繼電器線圈失電，第二閥位命令輸入端與閥位控制命令輸出端接通，第二開關狀態輸出端接通，輸出空格刪除「DCS控制系統」空格刪除控制狀態。多路繼電器Kl具有4路常開/常閉觸點，第一路常開觸點分別連接閥位控制命令輸出端正端、第一閥位命令輸入端正端，第一路常閉觸點分別連接閥位控制命令輸出端正端、第二閥位命令輸入端正端；第二路常開觸點分別連接閥位控制命令輸出端負端、第一閥位命令輸入端負端，第二路常閉觸點分別連接閥位控制命令輸出端負端、第二閥位命令輸入端負端；第三路常閉觸點連接第二開關狀態輸出端；第四路常開觸點連接指示燈，第四路常閉觸點連接第一開關狀態輸出端。閥位反饋輸入端輸入集氣管調節翻板開度反饋信號，當處於DCS控制狀態時，集氣管壓力控制系統輸出值跟蹤集氣管調節翻板的實際開度，保障集氣管壓力控制系統對集氣管調節翻板的設定值與實際值一致。。若集氣管壓力自動控制系統故障停機，切換開關K立即切換到DCS控制狀態，進行人工遠程手動監控，控制箱上指示燈熄滅。多路繼電器K1、信號分配器和切換開關K分別與切換裝置外部的集氣管自動控制系統和DCS系統相連接，多路繼電器Kl還分別連接信號分配器、指示燈和切換開關K ;集氣管自動控制系統通過控制程序向切換裝置輸出閥位命令信號，切換裝置通過多路繼電器Kl執行來自集氣管自動控制系統的閥位命令；閥位反饋信號被信號分配器分為兩路相同的閥位反饋信號並分別送入集氣管自動控制系統和DCS兩路不同的控制系統；切換裝置從多路繼電器觸點分出兩路作為開關狀態反饋信號，並分別送入集氣管自動控制系統和DCS兩路不同的控制系統；集氣管自動控制系統的控制程序依據閥位反饋信號和開關狀態反饋信號實現集氣管自動控制系統和DCS兩種控制模式之間的切換。
[0024]圖1是本實用新型實施例切換裝置信號流示意圖。如圖1所示，集氣管壓力控制系統切換裝置(簡稱切換裝置)對外封裝成具有指示燈L和切換開關K的器件，流入該切換裝置的信號包含:閥位命令a，一種由集氣管自動控制系統下達壓力控制的命令信號；閥位命令b，一種切換至DCS壓力控制的命令信號；閥位反饋3，一種反饋信號。作為信號分配器的輸入信號，閥位反饋3的反饋信號進入到切換裝置後，被信號分配器分為「5閥位反饋a」和「6閥位反饋b」兩路相同的信號分別送入集氣管自動控制系統和DCS兩路不同的控制系統。DCS是分散控制系統(Distributed Control System)的簡稱。閥位反饋3反映的是閥門開度信息。
[0025]該切換裝置的輸出信號包含:閥位控制命令輸出4和閥位反饋3。當切換開關顯示位於「集氣管系統控制」或是「DCS控制」檔位時，切換裝置中的閥位控制命令輸出4接收到來自閥位命令a或者閥位命令b的命令信號，根據接收到的命令信號輸出閥位指令給現場閥門。開關狀態a和開關狀態b以數位訊號的形式反饋給外部控制器(例如集氣管自動控制系統或DCS系統)開關狀態a和開關狀態b反饋布爾量信號。
[0026]圖2是本實用新型實施例切換裝置原理圖。如圖2所示，集氣管壓力控制系統切換裝置包含切換開關K、多路繼電器K1、信號分配器和指示燈。切換開關K連接多路繼電器Kl ;多路繼電器Kl分別連接集氣管壓力控制系統、指示燈、切換開關和DCS。閥位命令可以有a和b兩個來源，通過切換開關決定閥位輸出命令4接收哪個來源的命令。同時開關狀態a和開關狀態b以數位訊號的形式反饋給外部控制器(例如集氣管自動控制系統或DCS系統)開關狀態a和開關狀態b反饋布爾量信號。
[0027]當切換開關顯示在「集氣管系統控制」或是「DCS控制」檔位時，切換裝置中的閥位控制命令輸出4接收到來自閥位命令a或者閥位命令b的命令信號，輸出閥位指令至現場閥門。閥位反饋3作為信號分配器的輸入信號，閥位反饋3的反饋信號進入到切換裝置後，傳送至信號分配器，被信號分配器分為「5閥位反饋a」和「閥位反饋b」兩路相同的信號分別送入集氣管自動控制系統和DCS兩個不同的控制系統。當集氣管壓力自動控制系統正常時，選擇開關切到集氣管自動控制狀態，轉換裝置狀態指示燈點亮，同時集氣管控制系統監控畫面上顯示設備所處的控制狀態。自動控制系統「允許」自動控制程序運行。如果集氣管壓力自動控制系統故障停機，選擇開關立即切換到DCS控制狀態，進行人工遠程手動監控。控制箱上指示燈熄滅，此時集氣管壓力控制系統不能控制相關設備，對應的控制程序也會自動切換到「手動狀態」。集氣管自動控制系統程序輸出值跟隨翻板的實際開度。當集氣管壓力自動控制系統故障排除，再切換回集氣管自動控制狀態時，設定值與實際值一致，實現「無擾切換」。既降低焦爐冒煙的次數、為集氣管壓力控制系統檢修爭取時間、又保證了切換時的安全性。
[0028]圖3是本實用新型實施例切換裝置的切換開關內部接線示意圖。圖4是本實用新型實施例切換裝置的信號分配器內部接線示意圖。
[0029]如圖3，圖4所示，以集氣管調節翻板為例，當切換開關打到「集氣管系統控制」檔位時，繼電器線圈得電。多路繼電器Kl為多路繼電器。
[0030]觸點9和5是一對常開觸點，觸點9和I是一對常閉觸點，
[0031]觸點10和6是一對常開觸點，觸點10和2是一對常閉觸點，
[0032]觸點11和7是一對常開觸點，觸點11和3是一對常閉觸點，
[0033]觸點12和8是一對常開觸點，觸點12和4是一對常閉觸點。
[0034]本實用新型涉及的切換裝置通過一個旋轉開關控制繼電器線圈得電與否，進而實現現場執行機構控制命令的切換。繼電器線圈得電後，常開觸點9和5接通，常開觸點10和6接通，此時集氣管控制系統獲得控制權限，由集氣管控制系統發出的命令信號能夠發送至現場集氣管調節翻板執行機構。常開觸點12與8接通，狀態指示燈點亮。常閉觸點12與4斷開，集氣管系統得到通過該「斷開信號」識別此時的控制狀態為「集氣管系統控制狀態」。
[0035]ST5:1與ST5:2兩路信號對應圖1中的4，用於閥位控制命令輸出；
[0036]ST2:1與ST2:2兩路信號對應圖1中的2，閥位命令b。
[0037]S3S6:3與S3S6:6兩路信號對應圖1中的1，閥位命令a。
[0038]ST3:1與ST3:2兩路信號對應圖1中的8，用於控制狀態信號，識別斷開的狀態，給DCS 一個反饋；
[0039]S3S7:2對應圖1中的7，用於控制狀態信號，識別斷開的狀態，給集氣管控制系統一個反饋；
[0040]圖4反映出信號分配器的管腳布置，閥門反饋信號(即閥位反饋3)通過信號分配器的管腳9和管腳8將閥門反饋信號分為兩路，一路通過管腳3和管腳4傳輸至集氣管自動控制系統，另一路通過管腳I和管腳2傳輸至DCS系統。圖中信號分配器的型號為G1M33。
[0041]當切換開關打到「焦爐DCS控制」檔位時，繼電器線圈失電。
[0042]常閉觸點9和I接通，常閉觸點10和2接通。此時焦爐DCS系統(簡稱DCS控制系統或DCS系統或DCS)獲得控制權限，由焦爐DCS系統發出的命令信號能夠發送至現場集氣管調節翻板執行機構。常開觸點11與7接通，焦爐DCS系統通過該「接通信號」識別此時控制狀態為「焦爐DCS系統控制狀態」。常開觸點12與8斷開，指示燈熄滅。調節翻板位置反饋信號傳輸至信號分配器輸入端，經過信號分配器分為兩路相同的信號，分別接入集氣管壓力自動控制系統和焦爐DCS系統。由於集氣管自動控制系統接收了開關狀態信號和閥位反饋信號，依據這兩個信號可以做相應的程序實現「無擾切換」。當轉換開關打到「DCS」控制狀態時(即「焦爐DCS控制」)，集氣管程序對該閥門的輸出值自動跟蹤閥門的實際開度，保證當轉換開關切回到集氣管自動控制時，程序輸出值與閥門實際開度一致，實現「無擾切換」，保證切換時的安全性。在本實用新型提供的切換裝置問世之前，則當集氣管壓力控制系統因出現故障而停機時，相關設備和信號均不能正常監控，進而導致焦爐冒煙汙染環境。本實用新型的集氣管壓力控制系統切換裝置解決了單一的「焦爐DCS控制」存在的安全隱患問題，切換裝置通過多路繼電器實現控制通道的切換，用指示燈顯示切換的狀態，再從多路繼電器觸點分出一路作為狀態反饋信號給外部控制器。對於閥門反饋信號，通過信號分配器將該信號分為兩路，一路送到集氣管自動控制系統，另一路送到DCS系統。既保證了原來DCS(即「焦爐DCS控制」)系統的完整性，實現了多路切換和多路信號分配，又增加了系統的安全性，一定程度上實現了 「一用一備」的冗餘控制效果。
[0043]應當指出，以上【具體實施方式】可以使本領域的技術人員更全面地理解本實用新型創造，但不以任何方式限制本實用新型創造。因此，儘管本說明書和實施例對本實用新型創造已進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本實用新型創造進行修改或者等同替換；而一切不脫離本實用新型的精神和範圍的技術方案及其改進，其均涵蓋在本實用新型創造專利的保護範圍當中。
【權利要求】
1.集氣管壓力控制系統切換裝置，其特徵在於，切換裝置包括第一閥位命令輸入端、第二閥位命令輸入端、閥位反饋輸入端、閥位控制命令輸出端、第一閥位反饋輸出端、第二閥位反饋輸出端，以及第一開關狀態輸出端、第二開關狀態輸出端；第一閥位命令輸入端、第二閥位命令輸入端通過多路繼電器Kl分別連接集氣管壓力控制系統和DCS控制系統，當切換裝置與第一閥位命令輸入端接通時，閥位控制命令輸出端接收來自集氣管壓力控制系統的控制命令，並通過第一開關狀態輸出端輸出控制狀態信號，當切換裝置與第二閥位命令輸入端接通時，閥位控制命令輸出端接收來自DCS控制系統的控制命令，並通過第二開關狀態輸出端輸出控制狀態信號；切換裝置還包括信號分配器，切換裝置連接一內置有用於檢測閥位開度的自檢裝置的閥門，閥位控制命令輸出端連接閥門的輸入端，閥門輸出端輸出閥位反饋信號並將閥位反饋信號輸送至信號分配器輸入端。
2.根據權利要求1的集氣管壓力控制系統切換裝置，其特徵在於，第一閥位命令輸入端、第二閥位命令輸入端通過多路繼電器Kl連接閥位控制命令輸出端；多路繼電器Kl的電源輸入端設置切換開關K，當開關接通時，繼電器線圈得電，第一閥位命令輸入端與閥位控制命令輸出端接通，第一開關狀態輸出端接通，輸出「集氣管壓力控制系統」控制狀態，當開關斷開時，繼電器線圈失電，第二閥位命令輸入端與閥位控制命令輸出端接通，第二開關狀態輸出端接通，輸出「DCS控制系統」控制狀態。
3.根據權利要求2的集氣管壓力控制系統切換裝置，其特徵在於，多路繼電器Kl具有4路常開/常閉觸點，第一路常開觸點分別連接閥位控制命令輸出端正端、第一閥位命令輸入端正端，第一路常閉觸點分別連接閥位控制命令輸出端正端、第二閥位命令輸入端正端；第二路常開觸點分別連接閥位控制命令輸出端負端、第一閥位命令輸入端負端，第二路常閉觸點分別連接閥位控制命令輸出端負端、第二閥位命令輸入端負端；第三路常閉觸點連接第二開關狀態輸出端；第四路常開觸點連接指示燈，第四路常閉觸點連接第一開關狀態輸出端。
4.根據權利要求1的集氣管壓力控制系統切換裝置，其特徵在於，閥位反饋輸入端輸入集氣管調節翻板開度反饋信號，集氣管壓力控制系統輸出值跟蹤集氣管調節翻板的實際開度，保障集氣管壓力控制系統對集氣管調節翻板的設定值與實際值一致。
5.根據權利要求1的集氣管壓力控制系統切換裝置，其特徵在於，切換裝置從多路繼電器觸點分出一路連接指示燈。
6.根據權利要求5的集氣管壓力控制系統切換裝置，其特徵在於，集氣管壓力自動控制系統正常時，切換開關K切到集氣管自動控制狀態，轉換裝置狀態指示燈亮，同時集氣管控制系統啟動自動控制運行程序。
7.根據權利要求5的集氣管壓力控制系統切換裝置，其特徵在於，若集氣管壓力自動控制系統故障停機，切換開關K立即切換到DCS控制狀態，進行人工遠程手動監控，控制箱上指示燈熄滅；故障排除後，集氣管自動控制系統通過控制程序控制切換裝置無擾切換到集氣管壓力自動控制狀態。
【文檔編號】G05B19/418GK204256488SQ201420557826
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】魏志, 佟立兵, 田原銘, 馬增良, 龍洪勝, 林紅權, 陳良懷 申請人:北京三博中自科技有限公司