CN113741325A - 设备控制系统安全监测电路 - Google Patents

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CN113741325A CN202111003042.7A CN202111003042A CN113741325A CN 113741325 A CN113741325 A CN 113741325A CN 202111003042 A CN202111003042 A CN 202111003042A CN 113741325 A CN113741325 A CN 113741325A
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曹启振
李宝
戴云凡
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Shanghai Helan Touping Power Technology Co ltd
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B2219/10—Plc systems
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Abstract

本发明公开了一种设备控制系统安全监测电路，控制器对执行机构的控制信号回路中，串接入安全继电器的控制触点，只有在安全继电器工作条件正常时，其控制触点才能闭合，执行机构才能在控制器的控制信号的控制下动作，可以监控判断控制器的故障状态和其它紧急情况是否发生，在控制器发生故障时，可以立即自动使安全继电器动作，使执行机构安全停机并且自动保持停机，直至控制器故障排除且人工确认后按下复位按钮，执行机构才能正常工作，避免控制器故障消除后执行机构自动重新动作。该备控制系统安全监测电路，电路接线简单，安全性高并且可靠性高。

Description

设备控制系统安全监测电路
技术领域
本发明涉及安全监测控制技术，特别是涉及一种设备控制系统安全监测电路。
背景技术
随着自动化技术的发展，可编程序控制器(PLC)已广泛应用于工业控制领域。虽然可编程序控制器已具有较高的可行性，但在燃气轮机等设备的控制领域，对安全性要求更高，如果可编程序控制器发生故障，可能使设备失控，导致设备损失甚至造成人身安全事故。
常见的燃气轮机控制系统安全监测电路，一般是利用看门狗继电器、急停按钮、复位按钮、冗余继电器等的一系列继电器和开关触点，保持在无故障(通电)的状态，并构成自保持电路,电路接线方式复杂，且普通继电器的安全性和可靠性不够高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种设备控制系统安全监测电路，在控制器的故障时使执行机构安全停机并且自动保持停机，避免控制器故障消除后执行机构自动重新动作，安全性高，可靠性高，并且电路接线简单。
为解决上述技术问题，本发明提供的设备控制系统安全监测电路，其包括控制器PLC1、看门狗继电器KT1、复位按钮SB1、紧急按钮SB2及安全继电器U1；
所述安全继电器U1包括工作电源正连接点A1、工作电源负连接点A2、复位正连接点Y1、复位负连接点Y2、控制触点C3；
所述控制触点C3为常开触点，当安全继电器U1的工作电源正连接点A1断电时，所述控制触点C3断开；当安全继电器U1的工作电源正连接点A1接通直流电源正后，如果复位正连接点Y1接通过复位负连接点Y2，则所述控制触点C3闭合，否则所述控制触点C3维持断开；
所述安全继电器U1，其工作电源负连接点A2接地；
所述控制器PLC1的控制信号输出端3经所述控制触点C3接一执行机构E1；
所述看门狗继电器KT1包括看门触点K1及延迟控制电路K2；
所述延迟控制电路K2，当其输入端由0电平跃升到高电平时，控制所述看门触点K1闭合，当其输入端维持同一电平超过延时释放时间，控制所述看门触点K1断开；
所述看门狗继电器KT1的看门触点K1、所述紧急按钮SB2的紧急触点S2串接在直流电源正同安全继电器U1的工作电源正连接点A1之间；
看门狗继电器KT1的延迟控制电路K2接在所述控制器PLC1的故障信号输出端1同地之间；
所述控制器PLC1的故障信号输出端1，当控制器PLC1发生故障时持续输出0电压或持续输出高电平，当控制器PLC1正常工作时输出周期性脉冲信号；
所述脉冲信号的周期小于所述延时释放时间；
所述紧急按钮SB2，在自然状态下其紧急触点S2为闭合，按压时其紧急触点S2能断开；
所述复位按钮SB1，在自然状态下其复位触点S1为断开，按压时其复位触点S1能闭合；
所述复位按钮SB1的复位触点S1串接在安全继电器U1的复位正连接点Y1同复位负连接点Y2之间。
较佳的，所述控制器PLC1为可编程序控制器；
所述设备控制系统为燃气轮机控制系统。
较佳的，所述执行机构E1为燃气轮机的燃料截止阀，安装于燃气轮机燃料系统。
较佳的，所述控制器PLC1、看门狗继电器KT1、复位按钮SB1、紧急按钮SB2、安全继电器U1均安装在燃气轮机控制盘内。
较佳的，所述直流电源为24V直流电源；
所述周期性脉冲信号的脉冲电压值为大于4V。
较佳的，所述脉冲信号的周期为300ms；
所述看门狗继电器KT1的延时释放时间设置为400ms。
本发明的设备控制系统安全监测电路，可以监控判断控制器PLC1的故障状态和其它紧急情况是否发生，在控制器PLC1发生故障时，可以立即自动使安全继电器U1动作，使执行机构E1安全停机并且自动保持停机，直至控制器PLC1故障排除且人工确认后按下复位按钮SB1，执行机构E1才能正常工作，避免控制器PLC1故障消除后执行机构E1自动重新动作。该设备控制系统安全监测电路，电路接线简单，安全性高并且可靠性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有一种燃气轮机控制系统的安全监测电路的电路图；
图2是本发明的燃气轮机控制系统安全监测电路一实施例左右方向示意图；
图3是看门狗继电器的工作原理示意图。
图中附图标记说明：
PLC1控制器；1故障信号输出端；3控制信号输出端；KT1看门狗继电器；K1看门触点；K2线圈；SB1复位按钮；S1复位触点；SB2紧急按钮；S2紧急触点；U1安全继电器；A1工作电源正连接点；A2工作电源负连接点；Y1复位正连接点；Y2复位负连接点；C3控制触点；E1执行机构。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，设备控制系统安全监测电路包括控制器PLC1、看门狗继电器KT1、复位按钮SB1、紧急按钮SB2及安全继电器U1；
所述安全继电器U1包括工作电源正连接点A1、工作电源负连接点A2、复位正连接点Y1、复位负连接点Y2、控制触点C3；
所述控制触点C3为常开触点，当安全继电器U1的工作电源正连接点A1断电时，所述控制触点C3断开；当安全继电器U1的工作电源正连接点A1接通直流电源正后，如果复位正连接点Y1接通过复位负连接点Y2，则所述控制触点C3闭合，否则所述控制触点C3维持断开；
所述安全继电器U1，其工作电源负连接点A2接地；
所述控制器PLC1的控制信号输出端3经所述控制触点C3接一执行机构E1；
所述看门狗继电器KT1包括看门触点K1及延迟控制电路K2；
所述延迟控制电路K2，当其输入端由0电平跃升到高电平时，控制所述看门触点K1闭合，当其输入端维持同一电平超过延时释放时间，控制所述看门触点K1断开；
所述看门狗继电器KT1的看门触点K1、所述紧急按钮SB2的紧急触点S2串接在直流电源正同安全继电器U1的工作电源正连接点A1之间；
看门狗继电器KT1的延迟控制电路K2接在所述控制器PLC1的故障信号输出端1同地之间；
所述控制器PLC1的故障信号输出端1，当控制器PLC1发生故障时持续输出0电压或持续输出高电平，当控制器PLC1正常工作时输出周期性脉冲信号；
所述脉冲信号的周期小于所述延时释放时间；
所述紧急按钮SB2，在自然状态下其紧急触点S2为闭合，按压时其紧急触点S2能断开；
所述复位按钮SB1，在自然状态下其复位触点S1为断开，按压时其复位触点S1能闭合；
所述复位按钮SB1的复位触点S1串接在安全继电器U1的复位正连接点Y1同复位负连接点Y2之间。
实施例一的设备控制系统安全监测电路，控制器PLC1正常工作时，看门狗继电器KT1的延迟控制电路施加周期性脉冲信号，看门狗继电器KT1的看门触点K1闭合，在正常情况下，紧急按钮SB2的紧急触点S2闭合，安全继电器U1的工作电源正连接点A1连接到直流电源正，此时，按压复位按钮SB1使其复位触点S1短暂闭合，安全继电器U1的复位正连接点Y1短暂连通复位负连接点Y2，安全继电器U1的控制触点C3闭合，使安全继电器U1开始正常工作，此时控制器PLC1可正常控制执行机构E1。
控制器PLC1发生故障后，其故障信号输出端1持续输出0电压或持续输出高电平，看门狗继电器KT1的看门触点K1断开，所述安全继电器U1的工作电源正连接点A1断电，其控制触点C3断开，所述控制器PLC1的控制信号输出端3到执行机构E1的控制端的连接断开，执行机构E1停机；
同理，当有紧急情况，按压所述紧急按钮SB2使其紧急触点S2断开时，所述安全继电器U1的工作电源正连接点A1断电，其控制触点13断开，所述控制器PLC1的控制信号输出端3到执行机构E1的控制端的连接断开，执行机构E1停机；
控制器PLC1发生故障后，所述安全继电器U1，当其工作电源正连接点A1断电时，或者其工作电源正连接点A1接通直流电源正后未按压复位按钮SB1，安全继电器U1的控制触点C3仍然维持断开；只有在控制器PLC1故障排除后，看门狗继电器KT1和紧急按钮SB2均恢复正常工作状态，并且需要操作人员手动按压复位按钮SB1后，才能使安全继电器U1的控制触点C3闭合，实现安全继电器U1复位，控制器PLC1才能正常控制执行机构E1工作。
实施例一的设备控制系统安全监测电路，控制器PLC1对执行机构E1的控制信号回路中，串接入安全继电器U1的控制触点C3，只有在安全继电器U1工作条件正常时，其控制触点C3才能闭合，执行机构E1才能在控制器PLC1的控制信号的控制下动作。当安全继电器U1工作条件不能满足时，执行机构E1也失电关闭，强制设备停机。
实施例一的设备控制系统安全监测电路，可以监控判断控制器PLC1的故障状态和其它紧急情况是否发生，在控制器PLC1发生故障时，可以立即自动使安全继电器U1动作，使执行机构E1安全停机并且自动保持停机，直至控制器PLC1故障排除且人工确认后按下复位按钮SB1，执行机构E1才能正常工作，避免控制器PLC1故障消除后执行机构E1自动重新动作。实施例一的设备控制系统安全监测电路，电路接线简单，安全性高并且可靠性高。
实施例二
基于实施例一的设备控制系统安全监测电路，所述控制器PLC1为可编程序控制器；
所述设备控制系统为燃气轮机控制系统。
较佳的，所述执行机构E1为燃气轮机的燃料截止阀，安装于燃气轮机燃料系统。
较佳的，所述控制器PLC1、看门狗继电器KT1、复位按钮SB1、紧急按钮SB2、安全继电器U1均安装在燃气轮机控制盘内。
较佳的，所述直流电源为24V直流电源；
所述周期性脉冲信号的脉冲电压值大于4V。
实施例二的设备控制系统安全监测电路，能在燃气轮机控制系统故障，或者紧急情况时，通过安全继电器U1的动作，使燃料截止阀关闭，从而切断燃气轮机燃料，使燃气轮机安全停机。
实施例三
基于实施例一的控制系统安全监测电路，所述脉冲信号的周期为300ms，看门狗继电器KT1的延时释放时间设置为400ms。
所述看门狗继电器KT1为延时释放继电器，可设置延时释放时间，当控制器PLC1正常工作时其故障信号输出端1输出周期性的脉冲信号，看门狗继电器KT1每接收到一个上升的脉冲,看门触点K1在延时释放时间内维持闭合,所以延时释放时间内控制器PLC1在至少要输出一个脉冲才能保证看门触点K1持续闭合.当脉冲信号的周期小于看门狗继电器KT1的延时释放时间，这样在控制器PLC1正常工作时，看门狗继电器KT1的看门触点K1维持闭合状态；当控制器PLC1导致其故障信号输出端1无法正常发送脉冲信号时，其故障信号输出端1持续输出0电压或持续高电平，看门狗继电器KT1的看门触点K1断开，如图3所示，从而达到监测控制器PLC1是否发生故障的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种设备控制系统安全监测电路，其特征在于，其包括控制器(PLC1)、看门狗继电器(KT1)、复位按钮(SB1)、紧急按钮(SB2)及安全继电器(U1)；
所述安全继电器(U1)包括工作电源正连接点(A1)、工作电源负连接点(A2)、复位正连接点(Y1)、复位负连接点(Y2)、控制触点(C3)；
所述控制触点(C3)为常开触点，当安全继电器(U1)的工作电源正连接点(A1)断电时，所述控制触点(C3)断开；当安全继电器(U1)的工作电源正连接点(A1)接通直流电源正后，如果复位正连接点(Y1)接通过复位负连接点(Y2)，则所述控制触点(C3)闭合，否则所述控制触点(C3)维持断开；
所述安全继电器(U1)，其工作电源负连接点(A2)接地；
所述控制器(PLC1)的控制信号输出端(3)经所述控制触点(C3)接一执行机构(E1)；
所述看门狗继电器(KT1)包括看门触点(K1)及延迟控制电路(K2)；
所述延迟控制电路(K2)，当其输入端由0电平跃升到高电平时，控制所述看门触点(K1)闭合，当其输入端维持同一电平超过延时释放时间，控制所述看门触点(K1)断开；
所述看门狗继电器(KT1)的看门触点(K1)、所述紧急按钮(SB2)的紧急触点(S2)串接在直流电源正同安全继电器(U1)的工作电源正连接点(A1)之间；
看门狗继电器(KT1)的延迟控制电路(K2)接在所述控制器(PLC1)的故障信号输出端(1)同地之间；
所述控制器(PLC1)的故障信号输出端(1)，当控制器(PLC1)发生故障时持续输出0电压或持续输出高电平，当控制器(PLC1)正常工作时输出周期性脉冲信号；
所述脉冲信号的周期小于所述延时释放时间；
所述紧急按钮(SB2)，在自然状态下其紧急触点(S2)为闭合，按压时其紧急触点(S2)能断开；
所述复位按钮(SB1)，在自然状态下其复位触点(S1)为断开，按压时其复位触点(S1)能闭合；
所述复位按钮(SB1)的复位触点(S1)串接在安全继电器(U1)的复位正连接点(Y1)同复位负连接点(Y2)之间。
2.根据权利要求1所述的设备控制系统安全监测电路，其特征在于，
所述控制器(PLC1)为可编程序控制器；
所述设备控制系统为燃气轮机控制系统。
3.根据权利要求2所述的设备控制系统安全监测电路，其特征在于，
所述执行机构(E1)为燃气轮机的燃料截止阀，安装于燃气轮机燃料系统。
4.根据权利要求3所述的设备控制系统安全监测电路，其特征在于，
所述控制器(PLC1)、看门狗继电器(KT1)、复位按钮(SB1)、紧急按钮(SB2)、安全继电器(U1)均安装在燃气轮机控制盘内。
5.根据权利要求1所述的设备控制系统安全监测电路，其特征在于，
所述直流电源为24V直流电源；
所述周期性脉冲信号的脉冲电压值为大于4V。
6.根据权利要求1所述的设备控制系统安全监测电路，其特征在于，
所述脉冲信号的周期为300ms；
所述看门狗继电器(KT1)的延时释放时间设置为400ms。
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