CN108681312B - 一种dcs/plc信号连锁控制回路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种DCS/PLC信号连锁控制回路，包括：与电源连接的第一开关K1与第一电源线的一端相连，第二开关K2与第二电源线的一端相连，第三开关K3与第三电源线的一端相连，第一电源线的另一端与交流接触器KM1的第一输入端相连，第二电源线的另一端与交流接触器KM1的第二输入端相连，第三电源线的另一端与交流接触器KM1的第二输入端相连，交流接触器KM1的第一输出端、第二输出端和第三输出端均与电动机相连。应用本发明，用于当电源侧发生双电源切换等情况下，当电源恢复后DCS/PLC不发出连锁跳车指令，从而使电气具备自动再启动的先决条件，从而保障生产的连续运行，而在正常停车或正常保护动作跳闸时确保DCS/PLC的连锁跳车指令顺利发出，对系统的保护性停车不受影响，不会导致事故扩大化。
Description
技术领域
本发明属于工业控制技术领域，特别是涉及一种DCS/PLC信号连锁控制回路。
背景技术
随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求，催生了当前在商业领域风靡的以太网与控制网络的结合。这股工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等多种当今流行技术融合进来，从而拓展了工业控制领域的发展空间，带来新的发展机遇。
控制网络的发展，其基本趋势是逐渐趋向于开放性、透明的通讯协议。虽然现场总线技术发展非常迅速，但也存在许多问题，制约其应用范围的进一步扩大。而工业以太网以及现场总线技术作为一种灵活、方便、可靠的数据传输方式，在产业现场得到了越来越多的应用，并将在控制领域中占有更加重要的地位。以太网具有传输速度高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势，由于它支持几乎所有流行的网络协议，所以在商业系统中被广泛采用。近些年来，随着网络技术的发展，以太网进入了控制领域，形成了新型的以太网控制网络技术。这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展，开放的、透明的通讯协议是必然的要求。
在连续化生产的工业控制系统中，DCS/PLC普遍应用于自动控制领域，在有DCS/PLC连锁控制的交流接触器、继电器回路中，有一对或多对状态信号连锁输出接点送至后台DCS/PLC的仪表控制系统，该状态连锁运行信号的开断与闭合直接在DCS/PLC后台里的软件编程逻辑程序中进入逻辑运算，如果在运行中的状态信号接点断开，后台DCS/PLC会按照既定程序发出相应连锁跳车指令，使整个系统连锁跳车，这也是正常的保护措施，即后台仪表部分具有收集和发出电气的运行信号及连锁跳车指令，而电气则受控于后台仪表的操控。
PLC是一种工业计算机，用于控制生产制造过程，如机器人、高速包装、装瓶和运动控制等。在过去20年里，PLC增添了更多的功能，为小型工厂和装置创造了更多的效益。PLC通常是单机系统运行，但也可以与其它系统集成，经由通信来实现彼此之间的连接。由于每个PLC都有自己的数据库，因此集成需要控制器之间某种程度的映射。这使PLC特别适用于那些对扩展没有太大需求的小型应用程序。
DCS系统则将控制器分散在自动化系统中，并提供通用的接口、先进的控制、系统级数据库以及易于共享的信息。传统上，DCS主要应用于过程工艺和比较大的工厂，在整个工厂的生命周期中，大型系统应用程序更容易维护。
PLC和DCS系统一般分别适用于离散和过程生产制造。使用PLC系统的离散生产制造设施，一般由单独的生产装置组成，主要用于完成部件的组装，例如打标签、填充或研磨等。过程制造设施，通常使用自动化系统，以连续和批处理的方式按照配方而不是按件生产。大型连续加工设备，如炼油厂和化工厂，都使用DCS自动化系统。混合应用通常同时使用PLC系统和DCS系统。为某个应用选择控制器，需要考虑过程的规模、可扩展性和未来的更新计划、集成需求、功能、高可用性以及工厂设施整个生命周期的投资回报等等诸多因素。
在未来，工业过程控制系统中，数字技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展，同时，工业控制软件也将向标准化、网络化、智能化、开放性发展。因此现场总线控制系统FCS的出现，数字式分散控制DCS及PLC并不会消亡，DCS及PLC系统会更加向智能化、开放性、网络化、信息化发展。或只是将过去处于控制系统中心地位的DCS移到现场总线的一个站点上去。这样说，DCS或PLC处于控制系统中心地位的局面从此将被打破。今后的控制系统将会是：FCS处于控制系统中心地位，兼有DCS、PLC系统一种新型标准化、智能化、开放性、网络化、信息化控制系统。
但在一些较为特殊的电气暂态故障中，如电源电压的瞬时凹陷或瞬时失压，时间极短，约为200ms以内，这类故障仅仅是电源侧的一个瞬时扰动过程，并不是一种真正的电气故障，对一些变转矩负载的电机尽管其控制电路中的接触器或继电器因电源瞬时凹陷而释放，但由于负载侧的惯性仍处在高速惯性过渡性状态，如果电源瞬时恢复，则电机控制回路自动重合并电机再加速运行对整个生产的连续性会起到积极的作用。但此时因接触器或继电器送至DCS/PLC后台的运行信号释放，DCS/PLC固有的程序会把这种暂态故障当做常态故障来处理，发出连锁跳车信号，使整个系统处于连锁跳车，造成较大的经济损失。
所以在现有的DCS/PLC的固化程序中，无法区分电气上传的运行信号，哪些是因为电源暂态故障而断开，哪些是常态故障而断开，只能根据运行信号断开这一具体状态来自动运行其固有的控制程序，这就使得原本可以继续运行的工况变成停车的工况，极大的影响了连续化生产。
这就需要一种可以自行判断哪些故障是一种瞬时暂态不需要连锁跳车，哪些故障是一种常态故障需要连锁跳车的一套外部辅助控制装置，加装在电气与后台DCS/PLC的信号连锁电路，来应对一些瞬时低电压故障后台DCS/PLC不发出连锁跳车指令，而电气可以自动重启保障生产连续性的需要。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的缺陷，提供一种DCS/PLC信号连锁控制回路，用于当电源侧发生双电源切换、线路重合闸动作以及电网瞬时失压、欠压(晃电)造成接触器、继电器线圈无压释放，限时闭锁接触器、继电器的连锁运行信号，当电源恢复后DCS/PLC不发出连锁跳车指令，从而使电气具备自动再启动的先决条件，从而保障生产的连续运行。采用的技术方案如下：
一种DCS/PLC信号连锁控制回路，包括：与电源连接的第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3，所述第一开关K1与第一电源线的一端相连，第二开关K2与第二电源线的一端相连，第三开关K3与第三电源线的一端相连，所述第一电源线的另一端与交流接触器KM1的第一输入端相连，所述第二电源线的另一端与交流接触器KM1的第二输入端相连，所述第三电源线的另一端与交流接触器KM1的第二输入端相连，交流接触器KM1与所述第一输入端、第二输入端和第三输入端对应的第一输出端、第二输出端和第三输出端均与电动机相连；
所述第一开关K1的另一端接入端口的第一端(1)，所述端口的第二端(2)接地；所述端口的第三端(3)和第四端(4)之间串联继电器KM2，所述端口的第五端(5)和第六端(6)之间并联接入继电器KM3、第四开关，且第六端(6)通过继电器KM4接地，第五端(5)通过第五开关连接至第一端(1)，所述端口的第十六端(16)与第四端(4)相连，所述端口的第十五端(15)连接至第二端(2)。(所述端口的第十六端(16)与后台的-485通信端口相连，所述端口的第十五端(15)连接后台的+485通信端子相连)
优选实施方式中，所述端口的第七端(7)与第八端(8)之间与开关RUN1相连，所述端口的第十一端(11)与第十二端(2)之间与开关RUN2相连，所述端口的第十三端(13)与第十四端(4)之间与开关RUN3相连，所述端口的第五端(5)与第六端(6)之间与开关ON相连。[解释下开关run on作用或者其连接的装置：run1-run3分别并联在接触器、继电器送至后台dcs/PLC的常开接点上，为限时闭锁接触器或继电器送至后台DCS/PLC的运行信号接点。5-6并联在接触器、继电器的启动指令两端，为电源瞬时恢复后接触器、继电器的再启动指令。
优选实施方式中，所述端口的第一端(1)通过保险丝与交流接触器KM1的第一输入端相连。
应用本发明实施例，用于当电源侧发生双电源切换、线路重合闸动作以及电网瞬时失压、欠压(晃电)造成接触器、继电器线圈无压释放，限时闭锁接触器、继电器的连锁运行信号，当电源恢复后DCS/PLC不发出连锁跳车指令，从而使电气具备自动再启动的先决条件，从而保障生产的连续运行。而当正常停车或稳态故障保护跳闸引起的接触器、继电器运行信号释放，不会发出限时闭锁运行指令，确保DCS/PLC的连锁跳车指令顺利发出，对系统的保护性停车不受影响，不会导致事故扩大化。
附图说明
图1是本发明实施例提供的DCS/PLC信号连锁控制回路的第连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明为用于解决电源瞬时暂降时限时闭锁DCS/PLC连锁运行信号控制器并联在接触器或继电器送至DCS/PLC信号连锁控制回路，主要用于当电源侧发生双电源切换、线路重合闸动作以及电网瞬时失压、欠压(晃电)造成接触器、继电器线圈无压释放，限时闭锁接触器、继电器的连锁运行信号，当电源恢复后DCS/PLC不发出连锁跳车指令，从而使电气具备自动再启动的先决条件，从而保障生产的连续运行。而当正常停车或稳态故障保护跳闸引起的接触器、继电器运行信号释放，不会发出限时闭锁运行指令，确保DCS/PLC的连锁跳车指令顺利发出，对系统的保护性停车不受影响，不会导致事故扩大化。
如图1所示，1-2：为装置的输入电源，既是工作电源，也是检测电源的输入口。3-4：为检测接触器、继电器的运行状态接点输入，接入接触器一对常开接点。7-8、11-12、13-14：为信号输出接点，在线闭锁接触器、继电器送至后台的运行信号，并联在运行输出接点两端。
工作流程为：1.正常工作状态：1-2有标准工作电源输入，接触器/继电器启动运行后，3-4闭合，装置进入工作状态。此时并联在接触器/继电器送至DCS/PLC运行信号两端的信号输出接点7-8、11-12、13-14的延时闭合。
2.晃电保护动作
当1-2检测到电源发生瞬时凹陷或暂降，其电压凹陷的幅度使接触器/继电器的动、静触头的电磁吸力降而使线圈释放，其接触器/继电器运行信号断开，3-4分断。此故障为晃电故障，即瞬时低电压故障，此时本装置处于晃电保护状态，内部后备电源系统启动，直接供电给输出继电系统，7-8、11-12及13-14仍处于闭合状态，确保接触器/继电器反馈给后台DCS/PLC运行信号仍处于在线模式，则后台不会发出连锁跳车指令，为电源恢复后再次启动创造条件。
当1-2检测到进线电源在装置后备电源所设定时间内恢复到正常电压值，则由于DCS/PLC没有发出连锁跳车指令，控制回路具备再启动的外部条件，通过外部重启指令使接触器/继电器线圈闭合，接触器自动恢复运行，再次进入正常工作状态，此时7-8、11-12及13-14仍处于闭合状态，为下次晃电再启动做准备。
当1-2检测到进线电源在装置后备电源所设定时间内没有恢复，则后备电源自动解除断开，7-8、11-12、13-14也延时断开，装置处于关闭状态，晃电保护状态自动解除，进线电源再恢复时也不会动作后。台DCS/PLC收到运行中断信号，则后台逻辑自动发出连锁跳车指令，进行正常保护动作停车。
3.正常停机状态：晃电保护不动作
当正常停机时，接触器/继电器运行中断，3-4所接入的运行信号接点断开，此时1-2检测到的电源电压仍处于正常工作范围，则本装置判断为正常停机，不会进入晃电保护动作状态，7-8、11-12和13-14则立即断开，不会影响正常停机信号送至DCS/PLC.
4.故障保护停车状态：晃电保护不动作
如果是其他故障引起的变频保护动作跳闸，3-4所接入的运行信号接点断开，此时1-2检测到的电源电压仍处于正常工作范围，则本装置判断为正常停机，不会进入晃电保护动作状态，7-8、11-12和13-14则立即断开，接触器/继电器送至DCS/PLC运行信号断开，DCS/PLC发出连锁跳车指令，进入保护停车，不会影响接触器/继电器正常保护停机。
Claims (2)
1.一种DCS/PLC信号连锁控制回路，其特征在于，包括：与电源连接的第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关与第一电源线的一端相连，第二开关与第二电源线的一端相连，第三开关与第三电源线的一端相连，所述第一电源线的另一端与第一交流接触器的第一输入端相连，所述第二电源线的另一端与所述第一交流接触器的第二输入端相连，所述第三电源线的另一端与所述第一交流接触器的第二输入端相连，所述第一交流接触器与所述第一输入端、第二输入端和第三输入端对应的第一输出端、第二输出端和第三输出端均与电动机相连；
所述第一开关的另一端接入端口的第一端(1)，所述端口的第二端(2)接地；所述端口的第三端(3)和第四端(4)之间串联第二继电器，所述端口的第五端(5)和第六端(6)之间并联接入第三继电器、第四开关，且第六端(6)通过第四继电器接地，第五端(5)通过第五开关连接至第一端(1)，所述端口的第十六端(16)与第四端(4)相连，所述端口的第十五端(15)连接至第二端(2)；
所述端口的第七端(7)与第八端(8)之间与第一开关RUN相连，所述端口的第十一端(11)与第十二端(12)之间与第二开关RUN相连，所述端口的第十三端(13)与第十四端(14)之间与第三开关RUN相连，所述端口的第五端(5)与第六端(6)之间与开关ON相连；
1-2：为装置的输入电源，既是工作电源，也是检测电源的输入口；3-4：为检测接触器、继电器的运行状态接点输入，接入接触器一对常开接点；7-8、11-12、13-14：为信号输出接点，在线闭锁接触器、继电器送至后台的运行信号，并联在运行输出接点两端；工作流程为：
1.正常工作状态：1-2有标准工作电源输入，接触器/继电器启动运行后，3-4闭合，装置进入工作状态，此时并联在接触器/继电器送至DCS/PLC运行信号两端的信号输出接点7-8、11-12、13-14的延时闭合；
2.晃电保护动作
当1-2检测到电源发生瞬时凹陷或暂降，其电压凹陷的幅度使接触器/继电器的动、静触头的电磁吸力降而使线圈释放，其接触器/继电器运行信号断开，3-4分断，此故障为晃电故障，即瞬时低电压故障，此时本装置处于晃电保护状态，内部后备电源系统启动，直接供电给输出继电系统，7-8、11-12及13-14仍处于闭合状态，确保接触器/继电器反馈给后台DCS/PLC运行信号仍处于在线模式，则后台不会发出连锁跳车指令，为电源恢复后再次启动创造条件；
当1-2检测到进线电源在装置后备电源所设定时间内恢复到正常电压值，则由于DCS/PLC没有发出连锁跳车指令，控制回路具备再启动的外部条件，通过外部重启指令使接触器/继电器线圈闭合，接触器自动恢复运行，再次进入正常工作状态，此时7-8、11-12及13-14仍处于闭合状态，为下次晃电再启动做准备；
当1-2检测到进线电源在装置后备电源所设定时间内没有恢复，则后备电源自动解除断开，7-8、11-12、13-14也延时断开，装置处于关闭状态，晃电保护状态自动解除，进线电源再恢复时也不会动作；后台DCS/PLC收到运行中断信号，则后台逻辑自动发出连锁跳车指令，进行正常保护动作停车；
3.正常停机状态：晃电保护不动作
当正常停机时，接触器/继电器运行中断，3-4所接入的运行信号接点断开，此时1-2检测到的电源电压仍处于正常工作范围，则本装置判断为正常停机，不会进入晃电保护动作状态，7-8、11-12和13-14则立即断开，不会影响正常停机信号送至DCS/PLC；
4.故障保护停车状态：晃电保护不动作
如果是其他故障引起的变频保护动作跳闸，3-4所接入的运行信号接点断开，此时1-2检测到的电源电压仍处于正常工作范围，则本装置判断为正常停机，不会进入晃电保护动作状态，7-8、11-12和13-14则立即断开，接触器/继电器送至DCS/PLC运行信号断开，DCS/PLC发出连锁跳车指令，进入保护停车，不会影响接触器/继电器正常保护停机。
2.根据权利要求1所述的DCS/PLC信号连锁控制回路，其特征在于，所述端口的第一端(1)通过保险丝与所述第一交流接触器的第一输入端相连。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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