CN103631193A - 一种实现设备控制方式集中无扰动转换的系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种实现设备控制方式集中无扰动转换的系统及方法，该系统包括集中转换电气操作台、集中转换继电器和无扰动转换电气控制回路，集中转换电气操作台上安装设备控制方式集中转换开关和预转换按钮，每个转换开关有“机旁控制方式”档位、“集中控制方式”档位和中间档位；每个转换开关控制一个或多个集中转换继电器；集中转换继电器的常开触点分别接到与转换开关对应的无扰动转换电气控制回路；无扰动转换电气控制回路包括设备控制继电器和由PLC/DCS控制的设备控制中间继电器的常开触点。本发明提高控制室对工业现场工艺设备的集中管控能力，实现设备控制方式在“机旁控制方式”与“集中控制方式”之间无扰动转换，方便对被控设备运行正常操作或检修调试。

Description

一种实现设备控制方式集中无扰动转换的系统及方法

技术领域

本发明属于电气自动化技术领域，特别是涉及一种实现设备控制方式集中无扰动转换的系统及方法。

背景技术

在流程工业集散控制中，基本控制内容主要包括设备控制和回路控制。设备控制就是要按照工艺、生产要求，控制生产流程中所有的工艺设备起停并监视其运行状态、发出报警、自动停机等。一般是控制设备的拖动电机单向运行(占绝大多数)或正、反向运行。对于设备的起停控制方式一般分为两种。在正常生产时，对于所控设备的起停一般均要求在控制室的监控计算机上下达命令，并通过PLC／DCS、程序以及电气回路等来实现。对于这种设备起停控制方式称之为“集中控制方式”；在设备调试、检修期间，对于所控设备的起停一般要求在机旁控制箱上，通过起停按钮以及电气回路等来实现。对于这种设备起停控制方式称之为“机旁控制方式”。

在流程工业集散控制中，采用的传统典型笼型电动机电气控制原理如图1和图2所示。

上述两种控制方式是通过设置在被控设备的机旁控制箱上的转换开关进行选择的。当置转换开关于“机旁控制方式”档位上时，则被控设备的起、停操作权限仅在机旁控制箱上；当置转换开关于“集中控制方式”档位上时，则被控设备的“起动”操作权限仅在控制室的监控计算机上，而“停止”操作权限既在控制室的监控计算机上又在机旁控制箱上。

上述设备控制方式转换系统虽然简单、易于实现，但在集散控制自动化工程项目实施以及用户实际使用过程中，却发现有如下不足之处：1)因为转换开关均设置在机旁控制箱上，所以不能在控制室内进行设备控制方式的选择与转换，这大大地减弱了控制室对于现场被控设备的管控能力。2)对于处于运行状态的被控设备，当将转换开关由“机旁控制方式”档位转到“集中控制方式”档位时定会引起停机，这会带来一定的麻烦。3)转换开关分散到现场各被控设备的机旁控制箱上，在操作上很不方便实现对多台被控设备同时进行控制方式转换。这对于联锁关系紧密的设备链如皮带传输系统，显现出设计上的欠缺。4)在集散控制中，对于每一台被控设备均设置一个转换开关不是十分必要，会造成PLC／DCS系统配置上的DI数字量输入(数字量输入，以下同)点数过多、自动化工程造价增加。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种实现设备控制方式集中无扰动转换的系统及方法。

本发明的技术方案是：

一种实现设备控制方式集中无扰动转换的系统，包括：

集中转换电气操作台：安装在控制室内，集中转换电气操作台上安装有设备控制方式集中转换开关和用于发出准备转换设备控制方式指令的预转换按钮，且集中转换开关和预转换按钮一一对应；每个转换开关均有三个档位，分别为“机旁控制方式”档位、“集中控制方式”档位和中间档位，其中，“集中控制方式”档位信号接点、“机旁控制方式”档位信号接点以及预转换按钮信号接点均连接到PLC／DCS系统的DI数字量输入模块上；

用于设备控制方式转换的集中转换继电器：该继电器具有多常开触点，安装在PLC／DCS系统的控制柜里，且集中转换电气操作台上每一个设备控制方式集中转换开关连接控制一个或多个集中转换继电器，集中转换继电器在设备控制方式集中转换开关位于“机旁控制方式”档位时得电；集中转换继电器在设备控制方式集中转换开关位于“集中控制方式”档位时不得电；同一个设备控制方式集中转换开关所连接的集中转换继电器的常开触点分别接入到与该转换开关所对应的一组被控设备的各个无扰动转换电气控制回路中；

无扰动转换电气控制回路：包括设备控制继电器和由PLC／DCS控制的设备控制中间继电器的常开触点；

集中转换继电器的常开触点一端与由PLC／DCS控制的设备控制中间继电器的常开触点的一端相连，集中转换继电器的常开触点另一端与设备手动起动按钮的一端相连，集中转换继电器的常开触点所在的线路与由PLC／DCS控制的设备控制中间继电器的常开触点所在的线路可并行对设备控制继电器线圈进行供电，设备控制方式为“机旁控制方式”时集中转换继电器的常开触点闭合；设备控制方式为“集中控制方式”时集中转换继电器的常开触点断开。

采用所述的实现设备控制方式集中无扰动转换的系统实现设备控制方式集中无扰动转换的方法，包括以下步骤：

步骤1：将集散控制系统中的被控设备按照工艺关系分组，每组被控设备对应一个设备控制方式集中转换开关，每个设备控制方式集中转换开关配置一个用于发出准备转换设备控制方式指令的预转换按钮，且集中转换开关和预转换按钮一一对应，每个转换开关和每个预转换按钮的状态信息实时送至控制柜的PLC／DCS系统中；

步骤2：当设备控制方式集中转换开关处于“机旁控制方式”档位，即设备控制方式为机旁控制方式时，该转换开关对应的被控设备运行过程中，根据工业现场需求对集散控制系统的被控设备的设备控制方式进行无扰动切换，将设备控制方式集中转换开关由“机旁控制方式”档位转换至“集中控制方式”档位；

步骤2.1：按下与当前设备控制方式集中转换开关相对应的预转换按钮，预转换信号被传送至控制柜的PLC／DCS系统中；

步骤2.2：控制柜的PLC／DCS系统得到预转换信号后，控制输出相应的DO数字量输出点，使得与该预转换按钮相对应的已经运行的被控设备的设备控制中间继电器的线圈得电并维持至设定时间，在该段时间内，设备控制继电器由设备控制中间继电器常开触点所在的线路和集中转换继电器常开触点所在的线路同时供电；

步骤2.3：在设定时间内，将设备控制方式集中转换开关转换到“集中控制方式”档位，即断开集中转换继电器触点，此时设备控制继电器不断电，使得被控设备继续运行，从而实现“机旁控制方式”到“集中控制方式”的无扰动转换；

步骤3：当设备控制方式集中转换开关处于“集中控制方式”档位，即设备控制方式为集中控制方式时，被控设备运行过程中，根据工业现场要求对集散控制系统的被控设备的设备控制方式进行无扰动切换，将设备控制方式集中转换开关切换到“机旁控制方式”档位时，直接通过设备控制方式集中转换开关切换档位，PLC／DCS系统在得到设备控制方式转换开关转换信号后，停止相应的DO数字量输出点输出，将与转换开关对应的被控设备的设备控制中间继电器常开触点断开；

步骤4：在被控设备停运期间，将设备控制方式集中转换开关转换到非机旁且非集中控制方式的中间档位，PLC／DCS系统强制相应DO数字量输出点不输出，使与该转换开关对应的被控设备的设备控制中间继电器的线圈始终处于失电状态。

步骤1中所述的将集散控制系统中的被控设备按照工艺关系分组，具体按如下步骤进行：首先，按照集散控制系统控制站的划分结果，将归属于同一控制站的所有被控设备分在一个大组；

其次，在每个大组内，按照工艺流程将被控设备分成几个中组，将每个工艺系列的被控设备对应分成一个中组，公共物流线上的被控设备分为一个或几个中组；

再次，在每个中组内，按照物流链的相对独立性将被控设备划分成一个或多个小组，具体规则如下：

1)将设备起停联锁关系相对紧密的被控设备划分为一个小组；

2)将设备起停联锁关系相对弱或无联锁关系的设备，按被控设备种类划分小组，即同一类被控设备分在一个小组；

最后，将每个小组内的所有被控设备与一个设备控制方式集中转换开关对应，由该设备控制方式集中转换开关进行设备控制方式集中转换。

有益效果：

1.本发明将用于切换设备控制方式的转换开关都安装在集中转换电气操作台上，并将集中转换电气操作台安装于控制室内，这大大提高了控制室对于工业现场工艺设备的集中管控能力，并改善了工厂的设备运行、检修管理模式；

2.本发明可以实现设备控制方式在“机旁控制方式”与“集中控制方式”两种方式之间无扰动转换，这大大方便了对工业现场工艺设备的正常运行操作以及检修、调试操作，避免了不必要的设备重起。尤其是对于重型工艺设备，这种设备控制方式无扰动转换的功能显得十分重要；

3.本发明使用一个设备控制方式集中转换开关同时控制多台被控设备，这对于联锁关系紧密的设备链如皮带传输系统，该功能设计更加切合实际需求，更加方便岗位操作。

4.本发明可以降低PLC／DCS集散控制系统中的DI数字量输入配置点数(相对传统设计可降低10％—15％)，从而可以综合降低流程工业集散控制系统自动化工程的造价。

附图说明

图1是集散控制中使用的传统典型笼型电动机不可逆控制电气原理图；

图2是集散控制中使用的传统典型笼型电动机可逆控制电气原理图；

图3是本发明具体实施方式的设备控制方式分组集中转换电气原理示意图；

图4是本发明具体实施方式的设备控制方式集中转换电气操作台台面布置示意图；

图5是本发明具体实施方式的集散系统中基于设备控制方式无扰动转换的笼型电动机不可逆控制电气原理图；

图6是本发明具体实施方式的集散系统中基于设备控制方式无扰动转换的笼型电动机可逆控制电气原理图；

图中，1—电机保护器，2—设备保护器常开触点，3—由PLC控制的设备控制中间继电器常开触点，4—集中转换继电器常开触点，5—设备控制继电器，6—检修开关，7—电机保护继电器，8—设备保护继电器，9—设备控制方式集中转换开关(接线图)，10—集中转换电气操作台(示意图)，11—集中转换继电器，12—与被控设备相关的控制柜(示意图)，13—设备控制方式集中转换开关，14—预转换按钮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细说明，本实施例是以国内某大型选矿厂集散控制系统自动化工程项目为例实施本发明的技术方案。

该选矿厂年产铁精矿400万吨，共有4个生产作业车间。建成自动化集散控制系统后，整个生产流程全部在中心控制室通过监控计算机进行监控和管理。

该自动化集散控制系统采用的是PLC系统，共控制工艺设备535台，归属于20个PLC控制站(包括本地站或远程站)。如果按照传统的设备控制电气控制原理(如图1、图2)进行设计，需要使用535个转换开关，分别安装到535个机旁控制箱上，对于控制方式转换开关状态进行监视共需要535个DI数字量输入点。这一方面会造成PLC系统的DI数字量输入点配置过高而增加自动化工程的造价；另一方面，由于设备控制方式转换只能在机旁控制箱上完成，加上选矿厂被控设备多、作业面积大、作业环境恶劣等因素，会造成设备控制方式转换操作十分不便。不仅浪费人力和时间，而且由于不能实现设备控制方式的无扰动转换，还会造成设备投入生产过程的不必要重起，从而产生不必要的磨损、冲击和消耗。因此采用本发明的技术方案实现现场的工艺设备控制方式的集中无扰动切换。

本实施方式中，实现设备控制方式集中无扰动转换的系统，包括：

如图4所示的集中转换电气操作台：安装在控制室内，集中转换电气操作台10上安装有设备控制方式集中转换开关13和用于发出准备转换设备控制方式指令的预转换按钮14，且设备控制方式集中转换开关13和预转换按钮14一一对应，预转换按钮14信号接点连接到PLC系统的DI数字量输入模块上。

如图3所示，每个设备控制方式集中转换开关9均有三个档位，分别为“机旁控制方式”档位、“集中控制方式”档位和中间档位，其中，“集中控制方式”档位信号接点、“机旁控制方式”档位信号接点均连接到PLC系统的DI数字量输入模块上。

用于设备控制方式转换的集中转换继电器11：该继电器具有多常开触点，安装在与被控设备相关的控制柜12里，且集中转换电气操作台10上每一个设备控制方式集中转换开关9连接控制一个或多个集中转换继电器11，集中转换继电器11在设备控制方式集中转换开关9位于“机旁控制方式”档位时得电；集中转换继电器在设备控制方式集中转换开关位于“集中控制方式”档位时不得电；同一个设备控制方式集中转换开关9所连接的集中转换继电器11的常开触点分别接入到与该转换开关所对应的一组被控设备的各个无扰动转换电气控制回路中。

无扰动转换电气控制回路：包括设备控制继电器和由PLC控制的设备控制中间继电器的常开触点；

无扰动转换电气控制回路是集散控制中实现设备控制方式集中无扰动转换系统的重要部分。基于“断路器+接触器+电机保护器+笼型电动机”电气主回路方案，无扰动转换电气控制回路包括笼型电动机不可逆控制和可逆控制两种方案。与目前集散控制中采用的传统典型笼型电动机电气控制回路不同的是，无扰动转换电气控制回路中并没有转换开关，但有设备控制方式集中转换继电器的常开触点。该常开触点的闭合或断开决定了设备控制方式为“机旁控制方式”或“集中控制方式”。

本发明具体实施方式的集散系统中基于设备控制方式无扰动转换的笼型电动机不可逆控制电气原理如图5所示，该控制回路电气原理是：集中转换继电器常开触点4与手动起动按钮SB1串联，其整体与PLC控制的设备控制中间继电器常开触点3并联，其整体再与手动停止按钮SB2串联后接到设备控制继电器5的线圈上，成为笼型电动机不可逆控制电气控制回路的主体部分。另外，设备控制继电器5常开触点与手动起动按钮SB1并联形成自锁，在设备控制继电器5控制分支回路内串联电机保护继电器7、设备保护继电器8以及设备检修开关6的常闭触点，进一步完善了设备控制继电器5控制分支回路。

集中转换继电器的常开触点4一端与由PLC控制的设备控制中间继电器的常开触点3的一端相连，集中转换继电器的常开触点4另一端与设备手动起动按钮SB1的一端相连，集中转换继电器的常开触点4所在的线路与由PLC控制的设备控制中间继电器的常开触点3所在的线路可并行对设备控制继电器5线圈进行供电，设备控制方式为“机旁控制方式”时集中转换继电器的常开触点4闭合；设备控制方式为“集中控制方式”时集中转换继电器的常开触点4断开。

本发明具体实施方式的集散系统中基于设备控制方式无扰动转换的笼型电动机可逆控制电气原理如图6所示，其设备控制方式集中无扰动转换的设计思路与图5所体现的完全相同，只是由于该电气回路中有两个接触器(KM1、KM2)，为此对应这两个接触器各设计一套设备手动起动按钮(SB11、SB12)、由PLC控制的设备控制中间继电器常开触点(KAC1、KAC2)和设备控制继电器(KA3、KA4)，但两套公用一个集中转换继电器常开触点4(KAS)。

上述的设备控制方式集中转换开关操作规程如下：

1)当某转换开关于“机旁控制方式”档位，通过机旁控制箱起动与该转换开关对应的被控设备运行后，如要将转换开关转到“集中控制方式”档位，必须先按下与该转换开关相对应的预转换按钮，并在规定的时间段内完成转换开关的转动操作。

2)当某转换开关于“集中控制方式”档位，通过控制室内监控计算机起动与该转换开关对应的被控设备运行后，如要将该转换开关转到“机旁控制方式”档位，可以直接进行转换开关的转动操作，不必按下与该转换开关相对应的预转换按钮。

3)在被控设备停运期间，要将相应的转换开关置于非机旁、非集中的中间档位。

上述的设备控制方式无扰动转换编程规则：

1)如果某转换开关于“机旁控制方式”档位，那么PLC在得到与该转换开关对应的预转换按钮输入信号后，立即通过程序控制相应的DO数字量输出点输出，控制那些与该转换开关相对应的已经运行的被控设备的设备控制中间继电器的线圈得电，并保持至设定时间。过了这段时间，立即通过程序停止上面完成的DO数字量输出点输出。

2)如果某转换开关于“集中控制方式”档位，那么PLC在得到该转换开关的“机旁控制方式”档位信号后，立即通过程序控制相应的DO数字量输出点不输出，使得与该转换开关相对应的被控设备的设备控制中间继电器断电。

3)如果某转换开关于非机旁、非集中的中间档位时，那么PLC要通过程序控制相应的DO数字量输出点不输出，使得与该转换开关相对应的被控设备的设备控制中间继电器不得电。

设备控制方式无扰动转换原理如下：

设备控制方式无扰动转换是指，被控设备的控制方式发生改变不会影响到其原来的运行状态。要实现这一功能，需要有如图5、图6所示电气原理的电气控制回路。从图中可以看出，要实现设备控制方式无扰动转换，关键是要保证集中转换继电器常开触点KAS的开闭状态发生改变时，设备控制继电器的通断状态不受到影响。要实现这一目标，单靠如图5、图6所示电气原理的电气控制回路是不行的，还要借助PLC系统。

当设备控制方式集中转换开关从“集中控制方式”档位向“机旁控制方式”档位转动时，原来得电的设备控制继电器不会断电，即原来运行的设备会继续运行，但该继电器此后同时由设备控制中间继电器常开触点所在的线路和集中转换继电器常开触点所在的线路供电。为安全起见，PLC要通过程序立即控制相应的DO数字量输出点不输出，从而将相应的设备控制中间继电器常开触点所在的线路断开。

当设备控制方式集中转换开关从“机旁控制方式”档位向“集中控制方式”档位转动时，原来得电的设备控制继电器会立即断电，运行的设备会停机。为了保证原来得电的设备控制继电器不断电，在设备控制方式转换前，需要先按下相应的预转换按钮。PLC系统得到预转换信号后，立即控制相应的DO数字量输出点输出，使得与设备控制方式集中转换开关相对应的已经运行的被控设备的设备控制中间继电器得电，并维持一段时间。在此时间段内，设备控制继电器同时由设备控制中间继电器常开触点所在的线路和集中转换继电器常开触点所在的线路供电。此时，再进行设备控制方式转换操作，即断开集中转换继电器常开触点，可以保证设备控制继电器不断电，从而保证原来运行的设备会继续运行。从按下预转换按钮到转动设备控制方式集中转换开关之间的时间间隔越短越好，本实施方式中，该时间间隔(设定时间)控制在3秒之内，如实际操作时间间隔超过3秒，则无扰动转换失败，会造成运行的被控设备非正常停机。

当设备控制方式集中无扰动转换开关于非机旁、非集中的中间档位时，集中转换继电器不得电，“机旁控制方式”无效。为安全起见，PLC要通过程序控制相应的DO数字量输出点不输出，确保“集中控制方式”也无效，从而可将设备控制方式集中无扰动转换开关的中间档位作为“设备停运”档位使用。

上述实现设备控制方式集中无扰动转换的系统，会大大提高控制室对于工业现场工艺设备的集中管控能力，改善工厂的设备运行、检修管理模式。

该系统的具体操作方式如下：

1)在正常生产时，所有转换开关均转到“集中控制方式”档位上，通过控制室内的监控计算机进行设备起停操作。正常生产期间，所有来自现场的设备操作，均视为非正常操作，计算机会自动进行记录。

2)生产期间，当需要对某台被控设备进行检修时，设备维护人员要向控制室发出申请。在该申请得到批准后，控制室岗位操作人员会通过监控计算机操作停下预检修设备(如果有紧密联锁的设备，也要一并停下来)。检修人员在将机旁控制箱上的检修开关断开后，开始进行设备检修。在设备检修完成后，检修人员需报告控制室，控制室岗位操作人员将会通过监控计算机起动已检修的设备(以及相关停下来的设备)，使其重新投入生产。

3)在全线停产、设备集中检修维护期间，所有转换开关均转到“机旁控制方式”档位上；在设备大修完成重新投入生产时，设备的起停在机旁控制箱上完成；逐段观察设备运行良好后，再按照设备控制方式集中转换开关操作规程，将设备控制集中转换开关从“机旁控制方式”档位转到“集中控制方式”档位。

4)在设备停运期间，将设备的转换开关转到中间档位。

采用所述的实现设备控制方式集中无扰动转换的系统实现设备控制方式集中无扰动转换的方法，包括以下步骤：

步骤1：将集散控制系统中的被控设备按照工艺关系分组，每组被控设备对应一个设备控制方式集中转换开关，每个设备控制方式集中转换开关配置一个用于发出准备转换设备控制方式指令的预转换按钮，且集中转换开关和预转换按钮一一对应，每个转换开关和每个预转换按钮的状态信息实时送至控制柜的PLC系统中；

所述的将集散控制系统中的被控设备按照工艺关系分组，具体按如下步骤进行：

首先，按照集散控制系统控制站的划分结果：将归属于同一控制站的所有被控设备分在一个大组；

其次，在每个大组内，按照工艺流程将被控设备分成几个中组，将每个工艺系列的被控设备对应分成一个中组，公共物流线上的被控设备分为一个或几个中组；

再次，在每个中组内，按照物流链的相对独立性将被控设备划分成一个或多个小组，具体规则如下：

1)将设备起停联锁关系相对紧密的被控设备划分为一个小组；

2)将设备起停联锁关系相对弱或无联锁关系的设备，按被控设备种类划分小组，即同一类被控设备分在一个小组；当划分的某个小组内的被控设备台数过多导致操作管理不便时，将该小组内的被控设备再分为两组或两组以上；

最后，将每个小组内的所有被控设备与一个设备控制方式集中转换开关对应，由该设备控制方式集中转换开关进行设备控制方式集中转换。

步骤2：当设备控制方式集中转换开关处于“机旁控制方式”档位，即设备控制方式为机旁控制方式时，该转换开关对应的被控设备运行过程中，根据工业现场需求对集散控制系统的被控设备的设备控制方式进行无扰动切换，将设备控制方式集中转换开关由“机旁控制方式”档位转换至“集中控制方式”档位；

步骤2.1：按下与当前设备控制方式集中转换开关相对应的预转换按钮，预转换信号被传送至控制柜的PLC系统中；

步骤2.2：控制柜的PLC系统得到预转换信号后，控制输出相应的DO数字量输出点，从而使得与该DO数字量输出点连接的被控设备的设备控制中间继电器的线圈得电并维持至设定时间，在该段时间内，设备控制继电器由设备控制中间继电器常开触点所在的线路和集中转换继电器常开触点所在的线路同时供电；

步骤2.3：在设定时间内，将设备控制方式集中转换开关转换到“集中控制方式”档位，即断开集中转换继电器触点，此时设备控制继电器不断电，使得被控设备继续运行，从而实现“机旁控制方式”到“集中控制方式”的无扰动转换；

步骤3：当设备控制方式集中转换开关处于“集中控制方式”档位，即设备控制方式为集中控制方式时，被控设备运行过程中，根据工业现场要求对集散控制系统的被控设备的设备控制方式进行无扰动切换，将设备控制方式集中转换开关切换到“机旁控制方式”档位时，直接通过设备控制方式集中转换开关切换档位，PLC系统在得到设备控制方式转换开关转换信号后，停止相应的DO数字量输出点输出，将与转换开关对应的被控设备的设备控制中间继电器常开触点断开；

步骤4：在被控设备停运期间，将设备控制方式集中转换开关转换到非机旁且非集中控制方式的中间档位，PLC系统强制相应DO数字量输出点不输出，使与该DO数字量输出点对应的被控设备的设备控制中间继电器的线圈始终处于失电状态。

通过采用本实施方式的系统及方法，将535台工艺设备按照前述的设备分组设计原则划分为81组，具体的设备分组情况见表1。

表1设备分组情况

利用81个设备控制方式集中无扰动转换开关控制108个集中转换继电器(每个集中转换继电器有8个常开触点)。集中转换继电器分散安装到分属于20个控制站的20面控制柜内。控制柜分散安装在9个配电室内。集中转换继电器的常开触点分别接入同一配电室内相关电气控制回路中，被控设备的电气控制原理如图5和图6所示。81个设备控制方式集中无扰动转换开关以及81个预转换按钮都安装在集中转换操作台上。集中转换操作台安装在中心控制室内，归控制室监控计算机操作员操作，从而加强了中心控制室对于现场被控设备的集中监管能力。

按照本发明的技术方案，对于设备控制方式转换进行监视共需要243个DI数字量输入点，和传统设计方法相比节省292个DI数字量输入点，占总DI数字量输入点数11.5％。

在设备控制无扰动转换控制上，从按下预转换按钮到转动转换开关之间的最大允许时间间隔设定为3秒，即设定时间为3秒。

该选矿厂集散控制系统投入使用后，通过工业运行证明，本发明的集散控制中实现设备控制方式集中无扰动转换的系统和方法简单、经济、实用、运行可靠。

Claims (3)

1.一种实现设备控制方式集中无扰动转换的系统，其特征在于：包括：

集中转换电气操作台：安装在控制室内，集中转换电气操作台上安装有设备控制方式集中转换开关和用于发出准备转换设备控制方式指令的预转换按钮，且集中转换开关和预转换按钮一一对应；每个转换开关均有三个档位，分别为“机旁控制方式”档位、“集中控制方式”档位和中间档位，其中，“集中控制方式”档位信号接点、“机旁控制方式”档位信号接点、预转换按钮信号接点均连接到PLC/DCS系统的DI数字量输入模块上；

用于设备控制方式转换的集中转换继电器：该继电器具有多常开触点，安装在PLC/DCS系统的控制柜里，且集中转换电气操作台上每一个设备控制方式集中转换开关连接控制一个或多个集中转换继电器，集中转换继电器在设备控制方式集中转换开关位于“机旁控制方式”档位时得电；集中转换继电器在设备控制方式集中转换开关位于“集中控制方式”档位时不得电；同一个设备控制方式集中转换开关所连接的集中转换继电器的常开触点分别接入到与该转换开关所对应的一组被控设备的各个无扰动转换电气控制回路中；

无扰动转换电气控制回路：包括设备控制继电器和由PLC/DCS控制的设备控制中间继电器的常开触点；

集中转换继电器的常开触点一端与由PLC/DCS控制的设备控制中间继电器的常开触点的一端相连，集中转换继电器的常开触点另一端与设备手动起动按钮的一端相连，集中转换继电器的常开触点所在的线路与由PLC/DCS控制的设备控制中间继电器的常开触点所在的线路可并行对设备控制继电器线圈进行供电，设备控制方式为“机旁控制方式”时集中转换继电器的常开触点闭合；设备控制方式为“集中控制方式”时集中转换继电器的常开触点断开。

2.采用权利要求1所述的实现设备控制方式集中无扰动转换的系统实现设备控制方式集中无扰动转换的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将集散控制系统中的被控设备按照工艺关系分组，每组被控设备对应一个设备控制方式集中转换开关，每个设备控制方式集中转换开关配置一个用于发出准备转换设备控制方式指令的预转换按钮，且集中转换开关和预转换按钮一一对应，每个转换开关和每个预转换按钮的状态信息实时送至控制柜的PLC/DCS系统中；

步骤2：当设备控制方式集中转换开关处于“机旁控制方式”档位，即设备控制方式为机旁控制方式时，该转换开关对应的被控设备运行过程中，根据工业现场需求对集散控制系统的被控设备的设备控制方式进行无扰动切换，将设备控制方式集中转换开关由“机旁控制方式”档位转换至“集中控制方式”档位；

步骤2.1：按下与当前设备控制方式集中转换开关相对应的预转换按钮，预转换信号被传送至控制柜的PLC/DCS系统中；

步骤2.2：控制柜的PLC/DCS系统得到预转换信号后，控制输出相应的DO数字量输出点，使得与该预转换按钮相对应的已经运行的被控设备的设备控制中间继电器的线圈得电并维持至设定时间，在该段时间内，设备控制继电器由设备控制中间继电器常开触点所在的线路和集中转换继电器常开触点所在的线路同时供电；

步骤2.3：在设定时间内，将设备控制方式集中转换开关转换到“集中控制方式”档位，即断开集中转换继电器触点，此时设备控制继电器不断电，使得被控设备继续运行，从而实现“机旁控制方式”到“集中控制方式”的无扰动转换；

步骤3：当设备控制方式集中转换开关处于“集中控制方式”档位，即设备控制方式为集中控制方式时，被控设备运行过程中，根据工业现场要求对集散控制系统的被控设备的设备控制方式进行无扰动切换，将设备控制方式集中转换开关切换到“机旁控制方式”档位时，直接通过设备控制方式集中转换开关切换档位，PLC/DCS系统在得到设备控制方式转换开关转换信号后，停止相应的DO数字量输出点输出，将与转换开关对应的被控设备的设备控制中间继电器常开触点断开；

步骤4：在被控设备停运期间，将设备控制方式集中转换开关转换到非机旁且非集中控制方式的中间档位，PLC/DCS系统强制相应DO数字量输出点不输出，使与转换开关对应的被控设备的设备控制中间继电器的线圈始终处于失电状态。

3.根据权利要求2所述的实现设备控制方式无扰动转换的方法，其特征在于：步骤1中所述的将集散控制系统中的被控设备按照工艺关系分组，具体按如下步骤进行：

首先，按照集散控制系统控制站的划分结果，将归属于同一控制站的所有被控设备分在一个大组；

其次，在每个大组内，按照工艺流程将被控设备分成几个中组，将每个工艺系列的被控设备对应分成一个中组，公共物流线上的被控设备分为一个或几个中组；

再次，在每个中组内，按照物流链的相对独立性将被控设备划分成一个或多个小组，具体规则如下：

1）将设备起停联锁关系相对紧密的被控设备划分为一个小组；

2）将设备起停联锁关系相对弱或无联锁关系的设备，按被控设备种类划分小组，即同一类被控设备分在一个小组；

最后，将每个小组内的所有被控设备与一个设备控制方式集中转换开关对应，由该设备控制方式集中转换开关进行设备控制方式集中转换。

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