CN113341891B - 一种实现首出联锁的系统、方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种实现首出联锁的系统、方法及装置，该系统包括联锁锁定功能模块和设备启停功能模块，所述联锁锁定功能模块用于首出联锁锁定，所述设备启停功能模块用于根据工艺需求和联锁逻辑启停设备或过程，并为首出联锁锁定功能模块提供设备信息。本发明中系统、方法及装置将联锁源和工艺设备(或过程)进行交叉关联，其阻止联锁锁定功能由设备启停功能模块的运行状态信号决定，无需再单独对联锁源进行分组首出锁定，且对于装置或过程都可以产生各自的首出联锁信息，并且各首出联锁信息之间存在一定的工艺逻辑关系，在没有设备或过程被停止的情况下不会出现无效的首出联锁信息，便于迅速分析出装置故障的原因，快速恢复生产。
Description
技术领域
本发明属于自动化控制技术领域，特别涉及一种实现首出联锁的系统、方法及装置。
背景技术
在工业生产中，各类自动化控制系统中一般设计有完善的联锁程序，在控制参数偏离正常值触发联锁时能实现装置的可靠停车。当某个原因引起装置停车时，其他控制参数有可能发生瞬间的变化甚至突变，由于自动化控制系统下位控制器的循环扫描周期往往为毫秒级，而上位监控系统的采样周期一般为100ms以上，如500ms或1s，这就导致在多个联锁短时间内触发时，上位监控系统有可能不能有效的反馈装置停车的第一个触发因素，称之为首出联锁或第一联锁。
因此，在控制系统编程和组态时直接锁定装置停车的首出联锁，为分析问题，避免停车事件的再次发生，在联锁控制中就尤为重要。在众多的控制系统中，每个系统的组态方法和内置功能块的使用各不相同。许多控制系统中，基础功能块较多，但具有独立的首出功能块的系统较少。目前各类研究中虽然已有DCS/SIS/PLC等控制系统中实现首出联锁的方法，但大都基于以若干个联锁源为一组设置一个首出标志位的方法，在联锁触发时锁定该联锁源的同时阻止同组中其他联锁源锁定，其梯形图逻辑如图1所示，其中In1、In2、In3……为联锁源，Lock_In1、Lock_In2、Lock_In3……为相应联锁源的锁定变量，First_Lock为首出标志位，Reset为复位变量。
以若干个联锁源为一组设置一个首出标志位的方法从某种程度上能解决一定问题，但存在一定的局限性，主要体现在：
(1)各个联锁源需直接为开关量或处理成开关量，然后作为首出联锁分组的输入，不利于模拟量或其他非开关量数据源的功能块化集成；
(2)若需要锁定多个装置或设备的停机首出联锁，则需要针对每个装置或设备(该装置或设备为同步启停的最小单元)的停机原因各建立一个分组，并且即使建立多个分组，各分组之间也难以有效的建立联结形成一定的工艺逻辑关系，增大了编程工作量，增加了误操作的几率和调试的难度；并且很多时候，一个装置的状态也不能简单的只定义为“运行”或“停机”，或许还存在“启动过程中”、“停机后处理过程中”等过程或中间状态，在此过程中或许联锁逻辑是不同的，分组锁定首出的方法就存在一定的局限，不能完全的反映整个过程的逻辑。若针对每种情况都建立一个分组，当联锁源及设备或过程的数量较多时，分组和编程工作量将呈几何级数上升；
(3)联锁分组锁定没有考虑对应设备的启停关系，如某联锁源首出锁定后，当操作员确认设备已经停止将联锁首出锁定复位之后，若同组中再次出现联锁，则又将出现联锁首出锁定信息，若此时设备并未开启，则联锁首出锁定信息实际为无效信息，且有可能反复出现，例如当某联锁源的过程值围绕联锁值附近波动时。
为解决上述问题，亟需提供一种工业自动化控制领域中的实现首出联锁的系统、方法及装置。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种实现首出联锁的系统、方法及装置，该系统、方法及装置将联锁源和工艺设备(或过程)进行交叉关联，其阻止联锁锁定功能由设备启停功能模块的运行状态信号决定，无需再单独对联锁源进行分组首出锁定，且对于装置或过程都可以产生各自的首出联锁信息，并且各首出联锁信息之间存在一定的工艺逻辑关系，在没有设备或过程被停止的情况下不会出现无效的首出联锁信息，便于迅速分析出装置故障的原因，快速恢复生产。
本发明提供的技术方案如下：
第一方面，一种实现首出联锁的系统，包括：
联锁锁定功能模块，用于读取控制系统输入的数据，并判定是否存在联锁，若判定不存在联锁，则不对对应联锁源的状态信号置位；若判定存在联锁，则将对应联锁源的状态信号置位，并根据设备或过程的开启或运行状态信号判定对应联锁源相关的设备和过程是否已经停止，如果对应联锁源相关的设备和过程未停止，则将对应联锁源的联锁锁定信号置位，锁定联锁源，并停止该联锁源相关的所有设备和过程；如果对应联锁源相关的设备和过程已经停止，则阻止联锁锁定信号置位，不对联锁源进行锁定；
设备启停功能模块，用于在联锁锁定功能模块判定不存在联锁时按工艺需求依次开启各设备或过程，对相应设备或过程的开启或运行状态信号置位，实时读取联锁锁定功能模块中各联锁源的联锁锁定信号置位信息，若存在停止相应设备或过程的任一联锁锁定，则停止相应的设备或过程，相应设备或过程的开启或运行状态信号复位；若不存在停止相应设备或过程的联锁锁定，则不对相应的设备或过程实施停止，保持相应设备或过程的开启或运行状态信号不变。
第二方面，一种实现首出联锁的方法，包括如下步骤：
读取控制系统输入的数据，并判定是否存在联锁，若判定不存在联锁，则不对对应联锁源的状态信号置位；若判定存在联锁，则将对应联锁源的状态信号置位，并根据设备或过程的开启或运行状态信号判定对应联锁源相关的设备和过程是否已经停止，如果对应联锁源相关的设备和过程未停止，则将对应联锁源的联锁锁定信号置位，锁定联锁源，并停止该联锁源相关的所有设备和过程；如果对应联锁源相关的设备和过程已经停止，则阻止联锁锁定信号置位，不对联锁源进行锁定；
在联锁锁定功能模块判定不存在联锁时按工艺需求依次开启各设备或过程，对相应设备或过程的开启或运行状态信号置位，实时读取联锁锁定功能模块中各联锁源的联锁锁定信号置位信息，若存在停止相应设备或过程的任一联锁锁定，则停止相应的设备或过程，相应设备或过程的开启或运行状态信号复位；若不存在停止相应设备或过程的联锁锁定，则不对相应的设备或过程实施停止，保持相应设备或过程的开启或运行状态信号不变。
第三方面，一种实现首出联锁的装置，用于实施第二方面所述的方法，包括联锁锁定功能单元和设备启停功能单元，
所述联锁锁定功能单元包括第一与门、第二与门、第三与门、第一脉冲发生器和RS触发器，联锁标识信号端连接第一与门的第一输入端，联锁使能信号端连接第一与门的第二输入端，第一与门的输出端为联锁源状态信号端，联锁源状态信号端连接第二与门的第一输入端，解锁信号控制端经非门后连接第二与门的第二输入端，第二与门的输出端为包含解锁逻辑的联锁源状态信号端，包含解锁逻辑的联锁源状态信号端连接第三与门的第一输入端，阻止联锁锁定信号端经过非门后连接至第三与门的第二输入端，第三与门的输出端连接RS触发器的S端；联锁锁定复位信号端连接第一脉冲发生器的输入端，第一脉冲发生器的输出端连接RS触发器的R端，RS触发器的Q端连接联锁锁定信号输出端，输出联锁锁定信号，确定联锁锁定状态；
所述设备启停功能单元包括第四与门、第一或门和SR触发器，开启设备或过程的脉冲控制信号端连接第四与门的第一输入端，设备开启的条件信号端连接第四与门的第二输入端，第四与门的输出端连接SR触发器的S端；手动停止信号输出端连接第一或门的第一输入端，停止设备或过程的联锁信号输入端连接第一或门的第二输入端，第一或门的输出端连接SR触发器的R端；SR触发器的Q端连接设备或过程的开启或运行状态信号端，以控制设备或过程的开启或运行状态。
第四方面，一种实现首出联锁的装置，其特征在于，包括：
相互耦合的处理器和存储器，所述存储器中存储了计算机程序代码；
所述处理器读取并执行所述存储中存储的计算机程序代码，以使得所述装置执行第二方面所述的方法。
根据本发明提供的一种实现首出联锁的系统、方法及装置，具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种实现首出联锁的系统、方法及装置，对于联锁源无需分组锁定，只需关注对应各个联锁源的阻止联锁锁定信号，即只要该联锁源需要停止的所有设备和过程都已经停止，则该联锁锁定被阻止，减少了控制程序的复杂性，调试更加方便；
(2)本发明提供的一种实现首出联锁的系统、方法及装置，通过设定联锁源与装置(或过程)关停的关联关系，不仅可以直接依次锁定各个设备停机的首要原因，同样可以锁定各个过程被中断的首要原因，如果不是由同一联锁源导致，则联锁系统将依次报出多个联锁锁定信息，从而更加有利于操作人员分析停机原因；
(3)本发明提供的一种实现首出联锁的系统、方法及装置，联锁锁定只会在所关注的设备和过程正在运行的时间段产生，一旦有联锁锁定，则相应设备和过程被停止，在复位之后，设备和过程启动前的条件逻辑由包含解锁逻辑的联锁源状态信号保证，若所关注的设备和过程没有再次启动，联锁锁定也不会再次产生，避免了无效联锁锁定报警消息的出现。
附图说明
图1为本发明改进前的首出联锁梯形图。
图2为本发明中实现首出联锁的方法流程图。
图3为本发明实现首出联锁的装置中联锁锁定功能单元的信号传输逻辑图；
图4为本发明实现首出联锁的装置中设备启停功能单元的信号传输逻辑图。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
根据本发明的第一方面，提供了一种实现首出联锁的系统，包括：
联锁锁定功能模块，用于读取控制系统(如DCS/SIS/PLC)输入的数据，并判定是否存在联锁，若判定不存在联锁，则不对对应联锁源的状态信号置位；若判定存在联锁，则将对应联锁源的状态信号置位，并根据设备或过程的开启或运行状态信号判定对应联锁源相关的设备和过程是否已经停止，如果对应联锁源相关的设备和过程未停止，则将对应联锁源的联锁锁定信号置位，锁定联锁源，并停止该联锁源相关的所有设备和过程；如果对应联锁源相关的设备和过程已经停止，则阻止联锁锁定信号置位，不对联锁源进行锁定。
设备启停功能模块，用于在联锁锁定功能模块判定不存在联锁时按工艺需求依次开启各设备或过程，对相应设备或过程的开启或运行状态信号置位，实时读取联锁锁定功能模块中各联锁源的联锁锁定信号置位信息，若存在停止相应设备或过程的任一联锁锁定，则停止相应的设备或过程，相应设备或过程的开启或运行状态信号复位；若不存在停止相应设备或过程的联锁锁定，则不对相应的设备或过程实施停止，保持相应设备或过程的开启或运行状态信号不变。
在本发明中，所述联锁锁定功能模块还用于联锁源的解锁，在判定存在联锁时，若对应的联锁源已被解锁，则只对联锁源的状态信号置位，但不对包含解锁逻辑的联锁源状态信号置位，忽略该联锁源引发的联锁；在判定存在联锁时，若对应的联锁源未被解锁，则将对应联锁源的状态信号和包含解锁逻辑的联锁源状态信号一并置位，继续联锁源锁定及相关设备和过程的停止过程。例如，某联锁源对应的仪表设备A存在故障，引发控制系统报警，操作员了解该情况且暂时无法对仪表设备A实施更换或维修而控制系统报警始终存在时，则将该联锁源屏蔽/解锁，以避免引发联锁造成停车。
现有联锁分组锁定首出联锁的方法中，技术人员没有考虑对应设备的启停关系，如某联锁源首出锁定后，当操作员确认设备已经停止将联锁首出锁定复位之后，若同组中再次出现联锁，则又将出现联锁首出锁定信息，若此时设备并未开启，则联锁首出锁定信息实际为无效信息，且有可能反复出现，例如当某联锁源的过程值围绕联锁值附近波动时。本发明提供的系统，联锁锁定只会在所关注的设备和过程正在运行的时间段产生，一旦有联锁锁定，则相应设备和过程被停止，在复位之后，设备和过程启动前的条件逻辑由包含解锁逻辑的联锁源状态信号条件保证，若所关注的设备和过程没有再次启动，联锁锁定也不会再次产生，避免了无效联锁锁定报警消息的出现。
在本发明中，所述读取控制系统输入的数据为开关量输入信号或模拟量输入信号，若输入的数据为开关量输入信号时，则直接根据开关量输入信号判定或经逻辑运算如取反、表决等之后再判定是否存在联锁；若输入的数据是模拟量输入信号时，则模拟量输入数据直接或经过运算与联锁阈值比较后判定是否存在联锁。
根据本发明的第二方面，如图2所示，提供了一种实现首出联锁的方法，包括如下步骤：
读取控制系统(如DCS/SIS/PLC)输入的数据，并判定是否存在联锁，若判定不存在联锁，则不对对应联锁源的状态信号置位；若判定存在联锁，则将对应联锁源的状态信号置位，并根据设备或过程的开启或运行状态信号判定对应联锁源相关的设备和过程是否已经停止，如果对应联锁源相关的设备和过程未停止，则将对应联锁源的联锁锁定信号置位，锁定联锁源，并停止该联锁源相关的所有设备和过程；如果对应联锁源相关的设备和过程已经停止，则阻止联锁锁定信号置位，不对联锁源进行锁定。
在联锁锁定功能模块判定不存在联锁时按工艺需求依次开启各设备或过程，对相应设备或过程的开启或运行状态信号置位，实时读取联锁锁定功能模块中各联锁源的联锁锁定信号置位信息，若存在停止相应设备或过程的任一联锁锁定，则停止相应的设备或过程，相应设备或过程的开启或运行状态信号复位；若不存在停止相应设备或过程的联锁锁定，则不对相应的设备或过程实施停止，保持相应设备或过程的开启或运行状态信号不变。
在本发明中，所述方法还包括对联锁源解锁，在判定存在联锁时，若对应的联锁源已被解锁，则只对联锁源的状态信号置位，但不对包含解锁逻辑的联锁源状态信号置位，忽略该联锁源引发的联锁；在判定存在联锁时，若对应的联锁源未被解锁，则将对应联锁源的状态信号和包含解锁逻辑的联锁源状态信号一并置位，继续联锁源锁定及相关设备和过程的停止过程。
在本发明中，所述方法中，所述输入的数据为开关量输入信号或模拟量输入信号，若输入的数据为开关量输入信号时，则直接根据开关量输入信号判定或经逻辑运算如取反、表决等之后再判定是否存在联锁；若输入的数据是模拟量输入信号时，则模拟量输入数据直接或经过运算与联锁阈值比较后判定是否存在联锁。
据本发明的第三方面，提供了一种实现首出联锁的装置，用于实施第二方面所述的方法，包括联锁锁定功能单元和设备启停功能单元，
如图3所示，所述联锁锁定功能单元包括第一与门、第二与门、第三与门、第一脉冲发生器和RS触发器，联锁标识信号端1连接第一与门的第一输入端，联锁使能信号端2连接第一与门的第二输入端，第一与门的输出端为联锁源状态信号端6，联锁源状态信号端6连接第二与门的第一输入端，解锁信号控制端3经非门后连接第二与门的第二输入端，第二与门的输出端为包含解锁逻辑的联锁源状态信号端7，包含解锁逻辑的联锁源状态信号端7连接第三与门的第一输入端，阻止联锁锁定信号端4经过非门后连接至第三与门的第二输入端，第三与门的输出端连接RS触发器的S端(置1端)；联锁锁定复位信号端5连接第一脉冲发生器的输入端，第一脉冲发生器的输出端连接RS触发器的R端(复位端)，RS触发器的Q端连接联锁锁定信号输出端8，输出联锁锁定信号，确定联锁锁定状态。
其中，所述联锁标识信号端1用于接收联锁标识信号，该联锁标识信号通过控制系统输入的数据经逻辑运算得到，用于判定是否存在联锁；所述联锁使能信号端2用于接收联锁使能信号；所述联锁源状态信号端6用于输出对应联锁源的状态信号；所述解锁信号控制端3用于接收联锁源解锁信号；所述阻止联锁锁定信号端4用于接收阻止联锁锁定信号；所述联锁锁定复位信号端5用于接收联锁锁定复位信号；包含解锁逻辑的联锁源状态信号端7用于输出包含解锁逻辑的对应联锁源的状态信号；所述联锁锁定信号输出端8用于输出对应联锁源的联锁锁定信号。
如图4所示，所述设备启停功能单元包括第四与门、第一或门和SR触发器，开启设备或过程的脉冲控制信号端连接第四与门的第一输入端，设备开启的条件信号端10连接第四与门的第二输入端，第四与门的输出端连接SR触发器的S端；手动停止信号输出端连接第一或门的第一输入端，停止设备或过程的联锁信号输入端14连接第一或门的第二输入端，第一或门的输出端连接SR触发器的R端；SR触发器的Q端连接设备或过程的开启或运行状态信号端15，以控制设备或过程的开启或运行状态。其中，所述开启设备或过程的脉冲控制信号端用于向第四与门输出设备或过程启动信号；所述设备开启的条件信号端10用于各接收设备或过程开启的条件信号；所述停止设备或过程的联锁信号输入端14用于接收需要停止的设备或过程的所有联锁锁定汇总信号；所述设备或过程的开启或运行状态信号端15用于输出设备或过程的开启或运行状态信号。
本发明中，所述设备启停功能单元还包括第五与门、第六与门和第二或门、第二脉冲发生器和第三脉冲发生器，手动开启设备或过程的控制信号端11经第二脉冲发生器后连接至第五与门的第一输入端，设备或过程的控制模式信号端9经非门后连接至第五与门的第二输入端，第五与门的输出端连接至第二或门的第一输入端；自动开启设备或过程的控制信号端12经第三脉冲发生器后连接至第六与门的第一输入端，设备或过程的控制模式信号端9连接至第六与门的第二输入端，第六与门的输出端连接至第二或门的第二输入端；第二或门的输出端为开启设备或过程的脉冲控制信号端，连接第四与门的第一输入端。
其中，所述设备或过程的控制模式信号端9用于接收设备或过程的控制模式信号，控制模式信号包括手动模式信号和自动模式信号；所述手动开启设备或过程的控制信号端11用于接收手动开启设备或过程的控制信号；所述自动开启设备或过程的控制信号端12用于接收自动开启设备或过程的控制信号。
本发明中，所述设备启停功能单元还包括第七与门，手动关闭设备或过程的控制信号端13连接第七与门的第一输入端，设备或过程的控制模式信号端9经非门后连接至第七与门的第二输入端，第七与门的输出端为手动停止信号输出端，连接第一或门的第一输入端。
其中，所述手动关闭设备或过程的控制信号端13用于接收手动关闭设备或过程的控制信号。
上述实现首出联锁的装置的信号端的含义及功能如下表1和表2所示：
表1
表2
本发明中，所述实现首出联锁的装置可针对多种联锁类型，如模拟量输入信号往往有高高联锁和低低联锁之分，这种情况则针对高高联锁和低低联锁分别设置其对应的联锁锁定功能单元。
本发明中，联锁锁定功能单元和设备启停功能单元可耦合至传统控制系统中，使改进后的控制系统能够准确实现首出联锁。
第四方面，一种实现首出联锁的装置，包括：
相互耦合的处理器和存储器，所述存储器中存储了计算机程序代码；
所述处理器读取并执行所述存储中存储的计算机程序代码，以使得所述装置执行第二方面所述的方法。
所述存储器中计算机程序代码实现以下三种逻辑：
(i)阻止联锁锁定所对应的逻辑为：该联锁需要停止的所有设备或过程已经被停止之后，联锁锁定被阻止；
(ii)设备或过程允许启动的条件逻辑为：需要停止该设备或过程的所有联锁的包含解锁逻辑的状态变量全部正常，且不存在需要停止该设备的联锁锁定时，该设备或过程才可以启动；
(iii)设备被停止的逻辑为：任何一个需要停止该设备或过程的联锁锁定出现时，该设备或过程被停止。
为更好的表述上述装置中的三种逻辑，以3个联锁停止3个设备的下表因果图为例进行说明，表3中圆圈代表存在对应的联锁关系。
表3
为便于描述，各信号名称直接以前述表1和2中的“端口名称示例”后缀数字命名，如Stop_Interlock1、Stop_Interlock2分别代表联锁源1的和联锁源2的阻止联锁锁定信号，Condition1、Condition3分别代表设备1和设备3开启的条件信号，Stop_In1、Stop_In2分别代表停止设备1和设备2的控制信号；其它依次类推。则需要在主程序中写入以下逻辑：
“Stop_Interlock1”＝NOT(“St_Running1”OR“St_Running2”)
“Stop_Interlock2”＝NOT(“St_Running2”OR“St_Running3”)
“Stop_Interlock3”＝NOT(“St_Running1”OR“St_Running3”)
“Condition1”＝NOT(“St_Intlk_iBps1”OR“St_Intlk_iBps3”OR“Stop_In1”)
“Condition2”＝NOT(“St_Intlk_iBps1”OR“St_Intlk_iBps2”OR“Stop_In2”)
“Condition3”＝NOT(“St_Intlk_iBps2”OR“St_Intlk_iBps3”OR“Stop_In3”)
“Stop_In1”＝“Lock_Interlock1”OR“Lock_Interlock3”
“Stop_In2”＝“Lock_Interlock1”OR“Lock_Interlock2”
“Stop_In3”＝“Lock_Interlock2”OR“Lock_Interlock3”
其中“NOT”为“非”运算，“OR”为“或”运算。经上述处理，程序可依次锁定各设备被停机的首要原因。例如，在联锁源都已使能且未解锁的情况下，在3个联锁源都没有触发前将3个设备通过手动或自动依次启动起来之后，若联锁源1突然触发(Interlock_In1变为1)，由于其触发之前设备1和设备2均在运转(St_Running1和St_Running2均为1)使得联锁源1的阻止联锁锁定位Stop_Interlock1为0即未阻止锁定，则按照图3的逻辑，联锁源1的锁定变量Lock_Interlock1将被置1，继而Stop_In1和Stop_In2被置1，根据图4的逻辑使得设备1和设备2被停止(St_Running1和St_Running2同时被置0)；
此时若联锁源2接着触发(Interlock_In2变为1)，尽管设备2已经被停止，但由于设备3还在运转(St_Running3为1)使得联锁源2的阻止联锁锁定位Stop_Interlock2为0即未阻止锁定，联锁源2的锁定变量Lock_Interlock2也将被置1，继而Stop_In3被置1，根据图4的逻辑使得设备3被停止(St_Running3被置0)；
在联锁源1和联锁源2已经触发的情况下，此时若联锁源3再进一步触发(Interlock_In3变为1)，由于联锁源3需要停止的设备1和设备3均已经停止(St_Running1和St_Running3在此之前已经被置0)，联锁源3的阻止联锁锁定位Stop_Interlock3为1即阻止锁定，使得联锁源3的锁定变量Lock_Interlock3不能被置1，从而避免了无效联锁锁定信息的出现。
在上位可视画面中添加所有联锁源状态信号及其联锁锁定信号的报警消息，必要的情况下可以采用不同的颜色显示联锁源状态信号和联锁锁定信号，从而醒目的提醒操作员各个设备或过程的停机首要原因。当联锁锁定信号出现时，则必然有设备或过程被停止；若只出现了联锁源状态信号而未出现相应的联锁锁定信号，则说明该联锁源被解锁或该联锁源需要停止的设备或过程在联锁触发之前已经被停止。联锁锁定信号所对应的报警消息即为各个设备或过程停机的首要原因，即首出联锁。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，如逻辑上将0和1取反去代表所表示的意义等，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (8)
1.一种实现首出联锁的系统，其特征在于，包括：
联锁锁定功能模块，用于读取控制系统输入的数据，并判定是否存在联锁，若判定不存在联锁，则不对对应联锁源的状态信号置位；若判定存在联锁，则将对应联锁源的状态信号置位，并根据设备或过程的开启或运行状态信号判定对应联锁源相关的设备和过程是否已经停止，如果对应联锁源相关的设备和过程未停止，则将对应联锁源的联锁锁定信号置位，锁定联锁源，并停止该联锁源相关的所有设备和过程；如果对应联锁源相关的设备和过程已经停止，则阻止联锁锁定信号置位，不对联锁源进行锁定；所述联锁锁定功能模块还用于联锁源的解锁，在判定存在联锁时，若对应的联锁源已被解锁，则只对联锁源的状态信号置位，但不对包含解锁逻辑的联锁源状态信号置位，忽略该联锁源引发的联锁；在判定存在联锁时，若对应的联锁源未被解锁，则将对应联锁源的状态信号和包含解锁逻辑的联锁源状态信号一并置位，继续联锁源锁定及相关设备和过程的停止过程；
设备启停功能模块，用于在联锁锁定功能模块判定不存在联锁时按工艺需求依次开启各设备或过程，对相应设备或过程的开启或运行状态信号置位，实时读取联锁锁定功能模块中各联锁源的联锁锁定信号置位信息，若存在停止相应设备或过程的任一联锁锁定，则停止相应的设备或过程，相应设备或过程的开启或运行状态信号复位；若不存在停止相应设备或过程的联锁锁定，则不对相应的设备或过程实施停止，保持相应设备或过程的开启或运行状态信号不变。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述联锁锁定功能模块中读取控制系统输入的数据为开关量输入信号或模拟量输入信号，若输入的数据为开关量输入信号时，则直接根据开关量输入信号判定或经逻辑运算后判定是否存在联锁；若输入的数据是模拟量输入信号时，则模拟量输入数据直接或经过运算与联锁阈值比较后判定是否存在联锁。
3.一种实现首出联锁的方法，其特征在于，包括如下步骤：
读取控制系统输入的数据，并判定是否存在联锁，若判定不存在联锁，则不对对应联锁源的状态信号置位；若判定存在联锁，则将对应联锁源的状态信号置位，并根据设备或过程的开启或运行状态信号判定对应联锁源相关的设备和过程是否已经停止，如果对应联锁源相关的设备和过程未停止，则将对应联锁源的联锁锁定信号置位，锁定联锁源，并停止该联锁源相关的所有设备和过程；如果对应联锁源相关的设备和过程已经停止，则阻止联锁锁定信号置位，不对联锁源进行锁定；
在联锁锁定功能模块判定不存在联锁时按工艺需求依次开启各设备或过程，对相应设备或过程的开启或运行状态信号置位，实时读取联锁锁定功能模块中各联锁源的联锁锁定信号置位信息，若存在停止相应设备或过程的任一联锁锁定，则停止相应的设备或过程，相应设备或过程的开启或运行状态信号复位；若不存在停止相应设备或过程的联锁锁定，则不对相应的设备或过程实施停止，保持相应设备或过程的开启或运行状态信号不变；
所述方法还包括对联锁源解锁，在判定存在联锁时，若对应的联锁源已被解锁，则只对联锁源的状态信号置位，但不对包含解锁逻辑的联锁源状态信号置位，忽略该联锁源引发的联锁；在判定存在联锁时，若对应的联锁源未被解锁，则将对应联锁源的状态信号和包含解锁逻辑的联锁源状态信号一并置位，继续联锁源锁定及相关设备和过程的停止过程。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法中，所述输入的数据为开关量输入信号或模拟量输入信号，若输入的数据为开关量输入信号时，则直接根据开关量输入信号判定或经逻辑运算后判定是否存在联锁；若输入的数据是模拟量输入信号时，则模拟量输入数据直接或经过运算与联锁阈值比较后判定是否存在联锁。
5.一种实现首出联锁的装置，用于实施权利要求3或4所述的方法，包括联锁锁定功能单元和设备启停功能单元；
所述联锁锁定功能单元包括第一与门、第二与门、第三与门、第一脉冲发生器和RS触发器，联锁标识信号端连接第一与门的第一输入端，联锁使能信号端连接第一与门的第二输入端，第一与门的输出端为联锁源状态信号端，联锁源状态信号端连接第二与门的第一输入端，解锁信号控制端经非门后连接第二与门的第二输入端，第二与门的输出端为包含解锁逻辑的联锁源状态信号端，包含解锁逻辑的联锁源状态信号端连接第三与门的第一输入端，阻止联锁锁定信号端经过非门后连接至第三与门的第二输入端，第三与门的输出端连接RS触发器的S端；联锁锁定复位信号端连接第一脉冲发生器的输入端，第一脉冲发生器的输出端连接RS触发器的R端，RS触发器的Q端连接联锁锁定信号输出端，输出联锁锁定信号，确定联锁锁定状态；
所述设备启停功能单元包括第四与门、第一或门和SR触发器，开启设备或过程的脉冲控制信号端连接第四与门的第一输入端，设备开启的条件信号端连接第四与门的第二输入端，第四与门的输出端连接SR触发器的S端；手动停止信号输出端连接第一或门的第一输入端，停止设备或过程的联锁信号输入端连接第一或门的第二输入端，第一或门的输出端连接SR触发器的R端；SR触发器的Q端连接设备或过程的开启或运行状态信号端，以控制设备或过程的开启或运行状态。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述设备启停功能单元还包括第五与门、第六与门和第二或门、第二脉冲发生器和第三脉冲发生器，手动开启设备或过程的控制信号端经第二脉冲发生器后连接至第五与门的第一输入端，设备或过程的控制模式信号端经非门后连接至第五与门的第二输入端，第五与门的输出端连接至第二或门的第一输入端；自动开启设备或过程的控制信号端经第三脉冲发生器后连接至第六与门的第一输入端，设备或过程的控制模式信号端连接至第六与门的第二输入端，第六与门的输出端连接至第二或门的第二输入端；第二或门的输出端为开启设备或过程的脉冲控制信号端，连接第四与门的第一输入端。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述设备启停功能单元还包括第七与门，手动关闭设备或过程的控制信号端连接第七与门的第一输入端，设备或过程的控制模式信号端经非门后连接至第七与门的第二输入端，第七与门的输出端为手动停止信号输出端，连接第一或门的第一输入端。
8.一种实现首出联锁的装置，其特征在于，包括：
相互耦合的处理器和存储器，所述存储器中存储了计算机程序代码；
所述处理器读取并执行所述存储器中存储的计算机程序代码，以使得所述装置执行权利要求3或4所述的方法；
所述存储器中计算机程序代码实现以下三种逻辑：
阻止联锁锁定所对应的逻辑为：该联锁需要停止的所有设备或过程已经被停止之后，联锁锁定被阻止；
设备或过程允许启动的条件逻辑为：需要停止该设备或过程的所有联锁的包含解锁逻辑的状态变量全部正常，且不存在需要停止该设备的联锁锁定时，该设备或过程才可以启动；
设备被停止的逻辑为：任何一个需要停止该设备或过程的联锁锁定出现时，该设备或过程被停止。
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