CN112859729B - Do端口多路共用的电路结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种DO端口多路共用的电路结构，包括PLC控制器和至少两路风压测量装置，每路风压测量装置均包括引压管和串接在引压管上的常开电磁阀，每路风压测量装置还包括一连接在常开电磁阀和PLC控制器之间的J继电器；每一路风压测量装置均对应有一路吹扫装置，每一路吹扫装置均包括用于向相应引压管吹扫气体的吹扫分支管，每个吹扫分支管上均具有连接于所述PLC控制器的常闭电磁阀，且至少两个常闭电磁阀通过相应风压测量装置中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器的同一DO开关量端口。本方案能够节省DO使用量，在相同规模吹扫系统的前提下，能够使用DO点数更少的PLC控制器，降低系统成本的同时，减小控制器体积，满足仪表型设备的小型化需求。

Description

DO端口多路共用的电路结构

技术领域

本发明属于锅炉清灰系统自动控制技术领域，尤其是涉及一种DO端口多路共用的电路结构。

背景技术

在电力、煤化工、钢铁冶金、水泥、造纸、石化炼油、生物燃料锅炉等行业中，风量风压测量，引压管广泛采用的是外径10mm、通孔6mm或外径14mm、通孔10mm的304不锈钢管，长距离引压，中间有各种折弯、连接焊接头、再用隔离截止阀连接到传感器或变送器，仪表连接处还有转换接头，运行到一定时间周期，仪表必须拆卸校验精度，运行中仪表也要检修拆卸等。

随着时间的推移，整条仪表管路多多少少，会出现不容易发现的小微漏点，由于现场环境原因，很难对引压管漏点进行测试，人工很难发现和查找；而出现漏点的情况下更容易引起仪表管路堵塞，需要维护检修人员花大量的时间在吹扫审批手续和人工吹扫仪表管工作上，而经常人工拆卸，人工吹扫，使管路漏点增加，进而使吹扫频率大大上升，如此形成恶性循环，造成大量人工和经济效益损失。

为了解决人工吹扫带来的一系列问题，人们进行了长期的探索，提出了基于PLC控制系统的自动定时吹扫系统，但是在吹扫过程中，需要对信号进行强制闭锁，以避免吹扫过程中对上位机或DCS产生扰动，所以需要对多个引压管上的常开电磁阀和吹扫分支管上的常闭电磁阀进行切换，在具有电流通道切换的场景还需要进行模拟量通道的切换，现有技术中，为了满足点对点的控制原则，采用的都是一个DO端控制一个位置的方式，对于少数引压管少数测点的场景容易满足，但是对于具有多条引压管，多个测点的场景，就需要消耗大量的DO端口，导致PLC控制器成本的增加，设备体积的增大，而有些场景也会退而求其次，违反一对一控制原则采用多点共用的控制方式，而这样则会违反硬件的独立性，增加故障出现的可能性。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种DO端口多路共用的电路结构。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种DO端口多路共用的电路结构，包括PLC控制器和至少两路风压测量装置，每路风压测量装置均包括引压管和串接在引压管上的常开电磁阀，每路风压测量装置还包括一连接在常开电磁阀和PLC控制器之间的J继电器；

每一路风压测量装置均对应有一路吹扫装置，每一路吹扫装置均包括用于向相应引压管吹扫气体的吹扫分支管，每个吹扫分支管上均具有连接于所述PLC控制器的常闭电磁阀，且至少两个常闭电磁阀通过相应风压测量装置中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器的同一DO开关量端口。

在上述的DO端口多路共用的电路结构中，不同风压测量装置的J继电器连接于所述PLC控制器同一个或不同个DO开关量端口，且连接于同一DO开关量端口的J继电器，相应的常开触点连接于PLC控制器的不同DO开关量端口。

在上述的DO端口多路共用的电路结构中，本结构包括两路风压测量装置及对应的两路吹扫装置，两路风压测量装置的J继电器连接在PLC控制器的不同DO开关量端口处，两路吹扫装置的常闭电磁阀分别通过两路相应风压测量装置中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器的同一DO开关量端口。

在上述的DO端口多路共用的电路结构中，本结构包括三路风压测量装置及对应的三路吹扫装置，三路风压测量装置的J继电器连接在PLC控制器的三个不同DO开关量端口处，三路吹扫装置的常闭电磁阀分别通过三路相应风压测量装置中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器的同一DO开关量端口。

在上述的DO端口多路共用的电路结构中，本结构包括三路风压测量装置及对应的三路吹扫装置，其中两路吹扫装置的常闭电磁阀分别通过两路相应风压测量装置中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器的同一DO开关量端口，另一路吹扫装置的常闭电磁阀通过相应风压测量装置上J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器的另一DO开关量端口；

三路风压测量装置的J继电器连接在PLC控制器的两个不同的DO开关量端口处，且连接于同一DO开关量端口的常开触点对应的两个J继电器连接于PLC控制器的不同DO开关量端口。

在上述的DO端口多路共用的电路结构中，本结构包括四路风压测量装置及对应的四路吹扫装置，其中两路吹扫装置的常闭电磁阀分别通过两路相应风压测量装置中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器的同一DO开关量端口，另两路吹扫装置的常闭电磁阀分别通过两路相应风压测量装置中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器的另一DO开关量端口；

四路风压测量装置的J继电器连接在PLC控制器的两个不同的DO开关量端口处，且连接于同一DO开关量端口的常开触点对应的两个J继电器连接于PLC控制器的不同DO开关量端口。

在上述的DO端口多路共用的电路结构中，本结构包括四路风压测量装置及对应的四路吹扫装置，四路风压测量装置的J继电器分别连接于PLC控制器的四个不同的DO开关量端口，四路吹扫装置的常闭电磁阀分别通过四路相应风压测量装置中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器的同一DO开关量端口。

在上述的DO端口多路共用的电路结构中，本结构包括四路风压测量装置及对应的四路吹扫装置，其中三路吹扫装置的常闭电磁阀分别通过三路相应风压测量装置中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器的同一DO开关量端口，另一路吹扫装置的常闭电磁阀通过相应风压测量装置中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器的另一DO开关量端口；

四路风压测量装置的J继电器连接在PLC控制器的三个不同的DO开关量端口处，且连接于同一DO开关量端口的常开触点对应的三个J继电器连接于PLC控制器的不同DO开关量端口。

在上述的DO端口多路共用的电路结构中，每路吹扫装置均包括一D继电器，每个常闭电磁阀均通过相应的D继电器连接于所述的PLC控制器。

在上述的DO端口多路共用的电路结构中，所有吹扫分支管均连接于吹扫管，所述的吹扫管上具有压缩空气泵，所述的压缩空气泵连接于所述的PLC控制器。

本发明的优点在于：

1、节省了DO使用量，在相同规模吹扫系统的前提下，能够使用DO点数更少的PLC控制器，降低系统成本的同时，减小控制器体积，满足仪表型设备的小型化需求；

2、在满足小型化的同时能够满足点对点控制的设计标准。

附图说明

图1是实施例一中的端口连接电路图；

图2是实施例一中的吹扫系统电路图；

图3是实施例二中的端口连接电路图一；

图4是实施例二中的吹扫系统电路图；

图5是实施例二中的端口连接电路图二；

图6是实施例三中的端口连接电路图一；

图7是实施例三中的吹扫系统电路图；

图8是实施例三中的端口连接电路图二；

图9是实施例三中的端口连接电路图三。

标记：PLC控制器1；风压测量装置2；变送器21；引压管22；流量计23；常开电磁阀24；吹扫装置4；吹扫管41；压缩空气泵42；常闭电磁阀43；吹扫分支管44。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

本实施例公开了一种DO端口多路共用的电路结构，包括PLC控制器1和至少两路风压测量装置2，每路风压测量装置2均包括引压管22和依次串接在引压管22上的变送器21、常开电磁阀24、流量计23。

特别地，每路风压测量装置2还包括一连接在常开电磁阀24和PLC控制器1之间的J继电器，所有不同风压测量装置2的J继电器连接于PLC控制器同一个或不同个DO开关量端口；并且每一路风压测量装置2均对应有一路吹扫装置4，每一路吹扫装置4均包括用于向相应引压管22吹扫气体的吹扫分支管44和一D继电器，所有吹扫分支管43均连接于吹扫管41，吹扫管41上具有压缩空气泵42从而实现吹扫，压缩空气泵42连接于PLC控制器1。每个吹扫分支管44上均具有连接于PLC控制器1的常闭电磁阀43，每个常闭电磁阀43均通过相应的D继电器连接于PLC控制器1，且至少两个常闭电磁阀43通过相应风压测量装置2中J继电器的常开触点连接于PLC控制器1的同一DO开关量端口，且连接于同一DO开关量端口的J继电器，相应的常开触点连接于PLC控制器1的不同DO开关量端口。下面以两路风压测量装置、三路风压测量装置和四路风压测量装置进行分别举例说明：

实施例一

如图1和图2所示，本实施例包括两路风压测量装置2及对应的两路吹扫装置4，两路风压测量装置2的J继电器连接在PLC控制器1的不同DO开关量端口处。具体为，两路风压测量装置2的两个常开电磁阀24分别通过J1继电器和J2继电器连接于PLC控制器的DO1端口和DO2端口；

两路吹扫装置4的常闭电磁阀43分别通过J1继电器、J2继电器的常开触点J1-1、J2-1连接于PLC控制器1的DO3端口，且两个常闭电磁阀43与PLC控制器1之间又分别具有D1继电器和D2继电器。

本实施例能够使用小型号的PLC控制器，如使用DO开关量端口为8个的小型PLC控制器，由于本实施例两路风压测量装置用于电磁阀控制只用了3个端口，其余5个端口，DO4端口和DO5端口可用于连接压力开关6，对于具有堵管监测功能的系统，DO8端口可用于连接堵管报警器ALM用于堵管报警输出，对于在吹扫过程中需要进行电流通道切换的系统，DO6和DO7可分别用于两路风压测量装置的强制电流通道和在线电流通道之间的电流通道切换，强制电流通道下，由PLC控制器1强制给上位机测点信号，在线电流通道下，变送器21监测到的测点信号实时发送给上位机，图1中A1、A2分别表示对应于两路风压测量装置的两个电切换结构，PLC控制器1通过DO6端口向A1电切换结构发出切换指令，A1电切换结构执行命令将相应风压测量装置的电流通道切换为强制电流通道或在线电流通道。

本实施例的工作原理如下：

控制系统运行到设定的吹扫时间后，系统进入气隔离，PLC控制器1通过DO1端口控制J1继电器得电，这里J1继电器连接的是图2中的左边常开电磁阀24，该常开电磁阀24得电闭合，对引压管22管路进行气隔离，同时由于J1继电器得电，其对应的常开触点J1-1闭合，DO3端口对应的D1继电器的电回路处于等待得电状态。

PLC控制器1发出D3端口接通指令，D1继电器得电，图2中左边的常闭电磁阀43失电，吹扫气体通入相应的引压管22，通入的气体从左边的流量计23吹出实现对左边引压管22的吹扫。

吹扫结束后，断开DO3端口，D1继电器失电，常闭电磁阀43恢复闭合，断开DO1端口，J1继电器失电，常开电磁阀24恢复常开，流量计3与变送器21恢复连通。

对右边引压管路的吹扫类同左边管路吹扫过程，在此不在赘述。

小型PLC控制器DO端口数量一般为6到8个，通过本方案的端口共用电路，实现开关量端口的扩充，只需要小型PLC控制器就能满足现场控制要求，降低控制器成本，并且做到了PLC常规设计点对点的标准，同时也满足控制箱元件布置要求和仪表设备小型化要求。

实施例二

如图3和图4所示，本实施例包括三路风压测量装置2及对应的三路吹扫装置4，三路风压测量装置2的三个常开电磁阀24分别通过J1继电器、J2继电器和J3继电器连接于PLC控制器1的DO1端口、DO2端口和DO3端口；三路吹扫装置4的常闭电磁阀43分别通过J1继电器、J2继电器和J3继电器的常开触点J1-1、J2-1、J3-1连接于PLC控制器1的DO4端口，且三个常闭电磁阀43与PLC控制器1之间又分别具有D1继电器、D2继电器和D3继电器。

本实施例能够使用小型号的PLC控制器，如使用DO开关量端口为8个的小型PLC控制器，由于本实施例的三路风压测量装置用于电磁阀控制只用了4个端口，剩余4个端口，如DO8端口可用于连接堵管报警器5，DO5端口、DO6端口和DO7端口可分别用于三路风压测量装置的强制电流通道和在线电流通道之间的电流通道切换。

本实施例的工作原理如下：

控制系统运行到设定的吹扫时间后，系统进入气隔离，PLC控制器1通过DO1端口控制J1继电器得电，图4中左边的常开电磁阀24得电闭合，对引压管22管路进行气隔离，同时由于J1继电器得电，其对应的常开触点J1-1闭合，DO4端口对应的D1继电器的电回路处于等待得电状态。

PLC控制器1发出D4端口接通指令，D1继电器得电，图4中左边的常闭电磁阀43接通，吹扫气体通入相应的引压管22，通入的气体从左边的流量计23吹出实现对左边引压管22的吹扫。

吹扫结束后，断开DO4端口，D1继电器失电，常闭电磁阀43恢复闭合，断开DO1端口，J1继电器失电，常开电磁阀24恢复常开，流量计3与变送器21恢复连通。

对中间及右边引压管路的吹扫类同左边管路吹扫过程，在此不在赘述。

通过本方案的端口共用电路，实现开关量端口的扩充，将原本需要6个端口控制实现的点对点控制场景，通过本方案，使用4个端口就能够实现，相对于目前，能够选择相对小型的PLC控制器，降低控制器成本，并且做到了PLC常规设计点对点的标准，同时也满足控制箱元件布置要求和仪表设备小型化要求。

此外，具有三路风压测量装置的系统还可以采用以下方式连接：其中两路吹扫装置4的常闭电磁阀43分别通过两路相应风压测量装置2中J继电器的常开触点连接于PLC控制器1的同一DO开关量端口，另一路吹扫装置4的常闭电磁阀43通过相应风压测量装置2上J继电器的常开触点连接于PLC控制器的另一DO开关量端口；三路风压测量装置2的J继电器连接在PLC控制器1的两个不同的DO开关量端口处，且连接于同一DO开关量端口的常开触点对应的两个J继电器连接于PLC控制器1的不同DO开关量端口。

如，如图5所示，J1继电器连接在DO1端口，J2继电器和J3继电器连接在DO2端口，而常开触点J1-1和常开触点J2-1连接在DO3端口，常开触点J3-1连接在DO4端口。

实施例三

如图6和图7所示，本实施例包括四路风压测量装置2及对应的四路吹扫装置4，四路风压测量装置2的四个常开电磁阀24每两个分别通过相应的J继电器连接于PLC控制器1的同一开关量端口，即图7中左边两个常开电磁阀24分别通过J1继电器和J2继电器连接DO1端口，右边两个常开电磁阀24分别通过J3继电器和J4继电器连接DO2端口；

相应地，两路吹扫装置4的常闭电磁阀43分别通过两路相应风压测量装置2中J继电器的常开触点连接于PLC控制器1的同一DO开关量端口，另两路吹扫装置4的常闭电磁阀43分别通过两路相应风压测量装置2中J继电器的常开触点连接于PLC控制器1的另一DO开关量端口。具体为，图7中左边两个常闭电磁阀43分别通过J1继电器的常开触点J1-1和J3继电器的常开触点J3-1连接于DO3端口，右边两个常闭电磁阀43分别通过J2继电器的常开触点J2-1和J4继电器的常开触点J4-1连接于DO4端口。且四个常闭电磁阀43与PLC控制器1之间又分别具有D1继电器、D2继电器、D3继电器和D4继电器。

本实施例的工作原理如下：

控制系统运行到设定的吹扫时间后，系统进入气隔离，PLC控制器1通过DO1端口控制J1继电器得电，图7中左边的常开电磁阀24得电闭合，对引压管22管路进行气隔离，同时由于J1继电器得电，其对应的常开触点J1-1闭合，DO3端口对应的D1继电器的电回路处于等待得电状态。

PLC控制器1发出D3端口接通指令，D1继电器得电，图7中左边的常闭电磁阀43接通，吹扫气体通入相应的引压管22，通入的气体从左边的流量计23吹出实现对左边引压管22的吹扫；同时由于J3-1触点不闭合，即使DO3端口接通，D3继电器也不会得电，对应的电磁阀不工作。

吹扫结束后，断开DO3端口，D1继电器失电，常闭电磁阀43恢复闭合，断开DO1端口，J1继电器失电，常开电磁阀24恢复常开，流量计3与变送器21恢复连通。

对其余引压管路的吹扫类同左边管路吹扫过程，在此不在赘述，由于点对点控制，四个引压管分别能够实现单独的气隔离和吹扫。

此外，具有四路风压测量装置的系统还可以采用以下方式连接：如图8所示，四路风压测量装置2的J继电器分别连接于PLC控制器1的四个不同的DO开关量端口，四路吹扫装置4的常闭电磁阀43分别通过四路相应风压测量装置2中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器1的同一DO开关量端口。

或者，如图9所示，其中三路吹扫装置4的常闭电磁阀43分别通过三路相应风压测量装置2中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器1的同一DO开关量端口，另一路吹扫装置4的常闭电磁阀43通过相应风压测量装置2中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器1的另一DO开关量端口；

同时，四路风压测量装置2的J继电器连接在PLC控制器1的三个不同的DO开关量端口处，且连接于同一DO开关量端口的常开触点对应的三个J继电器连接于PLC控制器1的不同DO开关量端口，以实现点对点控制。如图9中，J1继电器连接于DO1端口，J2继电器连接于DO2端口，J3继电器和J4继电器连接于D3端口，常开触点J1-1、J2-1和J3-1连接于DO4端口，J4-1连接于DO5端口。

本实施例将原本需要8个端口的情况缩减为5个甚至4个端口，同时能够实现一样的效果，能够选择相对小型的PLC控制器，降低控制器成本。

本方案结合隔离继电器电路，在实现内电路和外电路之间通过继电器隔离的同时，利用继电器的常开触点，实现端口数量有限情况下的点对点控制，使小型PLC控制器也能够满足基本的两路引压监测吹扫、三路引压监测吹扫和四路引压监测吹扫的三种基本应用场景，在满足控制要求的前提下，能够使控制系统的成本降低，同时减小控制器的体积，满足仪表型设备的小型化需求。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了PLC控制器1；风压测量装置2；变送器21；引压管22；流量计23；常开电磁阀24；吹扫装置4；吹扫管41；压缩空气泵42；常闭电磁阀43；吹扫分支管44等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (2)

1.一种DO端口多路共用的电路结构，包括PLC控制器(1)和三路/四路风压测量装置(2)，每路风压测量装置(2)均包括引压管(22)和串接在引压管(22)上的常开电磁阀(24)，其特征在于，每路风压测量装置(2)还包括一连接在常开电磁阀(24)和PLC控制器(1)之间的J继电器；

每一路风压测量装置(2)均对应有一路吹扫装置(4)，每一路吹扫装置(4)均包括一D继电器及用于向相应引压管(22)吹扫气体的吹扫分支管(44)，每个吹扫分支管(44)上均具有通过相应的D继电器连接于所述PLC控制器(1)的常闭电磁阀(43) ；

对于三路风压测量装置(2)，其中两路吹扫装置(4)的常闭电磁阀(43)分别通过两路相应风压测量装置(2)中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器(1)的同一DO开关量端口，另一路吹扫装置(4)的常闭电磁阀(43)通过相应风压测量装置(2)上J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器(1)的另一DO开关量端口；三路风压测量装置(2)的J继电器连接在PLC控制器(1)的两个不同的DO开关量端口处，且连接于同一DO开关量端口的常开触点对应的两个J继电器连接于PLC控制器(1)的不同DO开关量端口；

对于四路风压测量装置(2)，其中两/三路吹扫装置(4)的常闭电磁阀(43)分别通过两/三路相应风压测量装置(2)中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器(1)的同一DO开关量端口，另两/一路吹扫装置(4)的常闭电磁阀(43)分别通过两/一路相应风压测量装置(2)中J继电器的常开触点连接于所述PLC控制器(1)的另一DO开关量端口；

四路风压测量装置(2)的J继电器连接在PLC控制器(1)的两/三个不同的DO开关量端口处，且连接于同一DO开关量端口的常开触点对应的两/三个J继电器连接于PLC控制器(1)的不同DO开关量端口。

2.根据权利要求1所述的DO端口多路共用的电路结构，其特征在于，所有吹扫分支管(44 )均连接于吹扫管(41)，所述的吹扫管(41)上具有压缩空气泵(42)，所述的压缩空气泵(42)连接于所述的PLC控制器(1)。

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