CN103698650A - 一种应急停止环路监测系统及监测方法 - Google Patents

一种应急停止环路监测系统及监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种应急停止环路监测系统及监测方法，监测系统包括应急停止按钮，应急停止按钮连PLC，PLC连应急切断继电器和故障继电器，应急切断继电器连被控制设备，故障继电器连报警设备。监测方法：PLC对环路的电流信号采集，根据电流的大小确定PLC输出报警或停止命令。本发明的有益效果为：本发明的环路监测停止信号不是直接连接到控制设备，而是提供PLC的分析后才到达被控制设备，满足FMEA（故障模式分析和故障影响分析组合试验）的要求，避免了在失火（环路开路）和发生水灾（环路短路）的恶劣情况下不会发出错误命令导致船舶失控。

Description

一种应急停止环路监测系统及监测方法
技术领域
本发明涉及一种应急停止环路监测系统及监测方法。
背景技术
目前，船舶上的环路监测的停止信号是直接连接到被控制设备上，在环路短路时会发出错误的信号，导致设备停止运行，当在失火（环路开路）和发生水灾（环路短路）的恶劣情况下会发出错误命令导致船舶失控。
发明内容
本发明的目的是提供一种应急停止环路监测系统及监测方法，以克服目前现有技术存在的上述不足。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种应急停止环路监测系统，包括应急停止按钮和被控制设备，所述应急停止按钮输出端连接有PLC控制器，所述PLC控制器分别连接有应急切断输出继电器和故障输出继电器，所述应急切断输出继电器输出端连接有被控制设备，所述故障输出继电器输出端连接有报警设备。
一种利用上述监测系统的应急停止环路监测方法，包括以下步骤：
1）PLC控制器开机初始化，读取应急停止环路的电流值；
2）当PLC控制器读取到的电流值为12.5～17.5 mA时，判断应急停止环路处于短路故障状态，PLC控制器控制故障输出继电器输出故障信号，报警设备收到故障信号后开始报警，PLC控制器返回重新读取应急停止环路电流值；
3）当PLC控制器读取到的电流值为≤1.875 mA时，判断应急停止环路处于开路故障状态，PLC控制器控制故障输出继电器输出故障信号，报警设备收到故障信号后开始报警，PLC控制器返回重新读取应急停止环路电流值；
4）当PLC控制器读取到的电流值为7.5～10.625 mA时，判断为应急停止按钮动作电流值，开始检测应急停止按钮的信号：如果检测到应急停止按钮闭合，PLC控制器控制应急切断输出继电器闭合，被控制设备停止运行，PLC控制器返回重新读取应急停止环路电流值；如果检测到应急停止按钮没有闭合，PLC控制器控制故障输出继电器输出故障信号，报警设备收到故障信号后开始报警，PLC控制器返回重新读取应急停止环路电流值；
5）当PLC控制器读取到的电流值为3.75～6.25 mA时，判断应急停止环路处于正常运行状态，开始检测应急停止按钮的信号：如果检测到应急停止按钮没有闭合，PLC控制器控制应急切断输出继电器不动作或复位，PLC控制器返回重新读取应急停止环路电流值；如果检测到应急停止按钮闭合，PLC控制器控制故障输出继电器输出故障信号，报警设备收到故障信号后开始报警，PLC控制器返回重新读取应急停止环路电流值。
所述应急停止环路监测方法中，在应急停止环路故障状态时，PLC控制器控制故障输出继电器打开，在应急停止环路正常状态时，PLC控制器控制故障输出继电器闭合。
本发明的有益效果为：本发明的环路监测停止信号不是直接连接到控制设备，而是提供PLC的分析后才到达被控制设备，满足FMEA（故障模式分析和故障影响分析组合试验）的要求，避免了在失火（环路开路）和发生水灾（环路短路）的恶劣情况下不会发出错误命令导致船舶失控。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述的应急停止环路监测系统的结构框图；
图2是本发明实施例所述的应急停止环路监测监测方法的流程图。
图中：
1、应急停止按钮；2、被控制设备；3、PLC控制器；4、应急切断输出继电器；5、故障输出继电器；6、报警设备。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例所述的一种应急停止环路监测系统，包括应急停止按钮1和被控制设备2，所述应急停止按钮1输出端连接有PLC控制器3，所述PLC控制器3分别连接有应急切断输出继电器4和故障输出继电器5，所述应急切断输出继电器4输出端连接有被控制设备2，所述故障输出继电器5输出端连接有报警设备6。
如图2所示，给出了应急停止环路监测方法的时序关系，
1）启动PLC控制器3，PLC进行初始化，开始对应急停止环路的电流进行采样；
2）当PLC控制器3读取到的电流值为12.5～17.5 mA时，判断应急停止环路处于短路故障状态，PLC控制器3控制故障输出继电器5输出故障信号，报警设备6收到故障信号后开始报警，PLC控制器3返回重新读取应急停止环路电流值；
3）当PLC控制器3读取到的电流值为≤1.875 mA时，判断应急停止环路处于开路故障状态，PLC控制器3控制故障输出继电器5输出故障信号，报警设备6收到故障信号后开始报警，PLC控制器3返回重新读取应急停止环路电流值；
4）当PLC控制器3读取到的电流值为7.5～10.625 mA时，判断为应急停止按钮1动作电流值，开始检测应急停止按钮1的信号：如果检测到应急停止按钮1闭合，PLC控制器3控制应急切断输出继电器4闭合，被控制设备2停止运行，PLC控制器3返回重新读取应急停止环路电流值；如果检测到应急停止按钮1没有闭合，PLC控制器3控制故障输出继电器5输出故障信号，报警设备6收到故障信号后开始报警，PLC控制器3返回重新读取应急停止环路电流值；
5）当PLC控制器3读取到的电流值为3.75～6.25 mA时，判断应急停止环路处于正常运行状态，开始检测应急停止按钮1的信号：如果检测到应急停止按钮1没有闭合，PLC控制器3控制应急切断输出继电器4不动作或复位，PLC控制器3返回重新读取应急停止环路电流值；如果检测到应急停止按钮1闭合，PLC控制器3控制故障输出继电器5输出故障信号，报警设备6收到故障信号后开始报警，PLC控制器3返回重新读取应急停止环路电流值。
所述应急停止环路监测方法中，在应急停止环路故障状态时，PLC控制器3控制故障输出继电器5打开，在应急停止环路正常状态时，PLC控制器3控制故障输出继电器5闭合。
利用西门子可编程S7-200系列完成需检测和报警及控制各个回路的信号取样，根据电流值判断，输出报警和控制信号驱动相应的继电器。避免因回路故障的发生导致错误的停止信号输出。各控制箱的工作电源：PLC模块电源：DC24V；回路监测电源： DC24V（来自PLC的 CPU模块的传感器电源输出口）；电流：2A。电路的功能实现：急停输入回路电路说明：监测箱急停回路输入端串联1个1.2kΩ，1W电阻,同时急停输入回路的急停按钮常开触点两端必须并联1个2kΩ，1W电阻，再串联一个1kΩ，1W电阻。
PLC根据急停输入回路的电流值，进行比对，当检测到输入状态为急停按钮动作电流值时，按钮在闭合状态急停继电器动作，常开触点闭合，输出急停信号；若按钮不在闭合状态时程序返回重新电流值采样；当检测到输入状态为环路断线电流值时，故障继电器的常开触点打开，输出故障信号；当检测到输入状态为环路短路电流值时，故障继电器的常开触点打开，输出故障信号。为保障此监测系统一直工作，我们将故障继电器在PLC中设置为正常时动作，故障时复位（正常时常开触点闭合，故障时打开），若监测箱失电时，故障继电器由于失电而复位，常开触点打开，那么故障继电器也可以反映监测箱的失电状态。
应急停止环路监测，可以监测环路的开路、短路，根据PLC对环路的电流信号采集，根据电流的大小确定PLC输出报警或停止命令，即这个停止信号不是直接连接到控制设备，而是提供PLC的分析后才到达被控制设备，避免短路或开路而误操作；应用在GPA696IMR项目上，满足FMEA（故障模式分析和故障影响分析组合试验）的要求。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种应急停止环路监测系统，包括应急停止按钮（1），其特征在于：所述应急停止按钮（1）输出端连接有PLC控制器（3），所述PLC控制器（3）分别连接有应急切断输出继电器（4）和故障输出继电器（5），所述应急切断输出继电器（4）输出端连接被控制设备（2），所述故障输出继电器（5）输出端连接有报警设备（6）。
2.一种利用权利要求1所述的监测系统的应急停止环路监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）PLC控制器（3）开机初始化，读取应急停止环路的电流值；
2）当PLC控制器（3）读取到的电流值为12.5～17.5 mA时，判断应急停止环路处于短路故障状态，PLC控制器（3）控制故障输出继电器（5）输出故障信号，报警设备（6）收到故障信号后开始报警，PLC控制器（3）返回重新读取应急停止环路电流值；
3）当PLC控制器（3）读取到的电流值为≤1.875 mA时，判断应急停止环路处于开路故障状态，PLC控制器（3）控制故障输出继电器（5）输出故障信号，报警设备（6）收到故障信号后开始报警，PLC控制器（3）返回重新读取应急停止环路电流值；
4）当PLC控制器（3）读取到的电流值为7.5～10.625 mA时，判断为应急停止按钮（1）动作电流值，开始检测应急停止按钮（1）的信号：如果检测到应急停止按钮（1）闭合，PLC控制器（3）控制应急切断输出继电器（4）闭合，被控制设备（2）停止运行，PLC控制器（3）返回重新读取应急停止环路电流值；如果检测到应急停止按钮（1）没有闭合，PLC控制器（3）控制故障输出继电器（5）输出故障信号，报警设备（6）收到故障信号后开始报警，PLC控制器（3）返回重新读取应急停止环路电流值；
5）当PLC控制器（3）读取到的电流值为3.75～6.25 mA时，判断应急停止环路处于正常运行状态，开始检测应急停止按钮（1）的信号：如果检测到应急停止按钮（1）没有闭合，PLC控制器（3）控制应急切断输出继电器（4）不动作或复位，PLC控制器（3）返回重新读取应急停止环路电流值。
3.根据权利要求2所述的应急停止环路监测方法，其特征在于，步骤5）中：如果检测到应急停止按钮（1）闭合，PLC控制器（3）控制故障输出继电器（5）输出故障信号，报警设备（6）收到故障信号后开始报警，PLC控制器（3）返回重新读取应急停止环路电流值。
4.根据权利要求2或3所述的应急停止环路监测方法，其特征在于：所述应急停止环路监测方法中，在应急停止环路故障状态时，PLC控制器（3）控制故障输出继电器（5）打开。
5.根据权利要求2或3所述的应急停止环路监测方法，其特征在于：在应急停止环路正常状态时，PLC控制器（3）控制故障输出继电器（5）闭合。
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