CN114111948A - 一种用于煤气柜的安全仪表系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于煤气柜的安全仪表系统，涉及安全监控技术领域。该系统包括：检测单元、输入模块、控制模块、输出模块以及执行单元；检测单元，与输入模块相连，用于实时获取检测数据；输入模块，还与控制模块相连，用于接收一个或多个检测数据以及上传检测数据；控制模块，还与输出模块相连，用于监测检测数据，以在确定检测数据不满足预设安全数据时，向输出模块发送预设的控制指令；输出模块，还与执行单元相连，用于接收控制指令以及发送控制指令至执行单元；执行单元，用于关闭煤气柜的进出口阀门和/或控制煤气柜停止运行本发明通过上述方法实现了快速获取并处理检测数据，进而实现了快速控制进出口阀门闭合和/或控制煤气柜。

Description

一种用于煤气柜的安全仪表系统

技术领域

本发明涉及安全仪表系统技术领域，尤其涉及一种用于煤气柜的安全仪表系统。

背景技术

煤气柜为生产单位管控的重大危险源，其安全稳定运行涉及到企业重大安全利益，关系到企业的社会形象，必须确保其安全运行。

现阶段，监控煤气柜安全运行的设备主要为安全仪表系统，安全仪表系统主要通过收集其他系统(如，高炉煤气柜控制系统)的数据，进行安全检测。

但是，现有的安全仪表系统无法快速获取检测数据，以及由于接收的数据来自若干系统也无法保证数据的安全性。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种用于煤气柜的安全仪表系统，以解决上述技术问题。

本发明实施例提供了一种用于煤气柜的安全仪表系统，系统包括：检测单元、输入模块、控制模块、输出模块以及执行单元；检测单元，与输入模块相连，用于实时获取检测数据；输入模块，还与控制模块相连，用于接收一个或多个检测数据以及上传检测数据；控制模块，还与输出模块相连，用于监测检测数据，以在确定检测数据不满足预设安全数据时，向输出模块发送预设的控制指令；输出模块，还与执行单元相连，用于接收控制指令以及发送控制指令至执行单元；执行单元，用于关闭煤气柜的进出口阀门和/或控制煤气柜停止运行。

在本发明的一种实现方式中，系统还包括：周期检测模块以及维护模块；周期监测模块，分别与控制模块以及维护模块相连，用于监测系统的运行周期，以在监测到运行周期小于煤气柜预设的作业周期时，发送周期维护指令至维护模块。

在本发明的一种实现方式中，系统还包括：阀门监控模块；阀门监控模块，与执行单元以及阀门相连，用于校验阀门状态，获取校验结果，以在校验结果为不合格时，发送阀门维护指令至维护模块。

在本发明的一种实现方式中，控制指令包括关闭进出口阀门指令；校验阀门状态，获取校验结果，具体包括：当阀门监控模块确定执行单元执行的控制指令为关闭进出口阀门指令时；阀门监控模块获取进出口阀门的状态；当检测到进出口阀门的状态为关闭状态时，校验结果为合格；当检测到进出口阀门的状态不为关闭状态时，校验结果为不合格。

在本发明的一种实现方式中，系统还包括：路线检测模块；路线检测模块，与维护模块相连，用于监控电路的状态，以在检测到电路出现短路或断线时，向维护模块发送线路维护指令。

在本发明的一种实现方式中，系统还包括：通信模块；通信模块，用于向其他系统接收和/或发送数据。

在本发明的一种实现方式中，系统还包括：事件顺序记录模块；事件顺序记录模块，分别与检测单元、控制模块以及阀门相连，用于按照时间顺序记录检测数据获取的时间、控制指令发送的时间以及进出口阀门的状态改变的时间。

在本发明的一种实现方式中，检测单元至少包含：单一检测单元、冗余检测单元以及手动停车检测单元；单一检测单元为通过单个设备采集任一检测数据的单元；其中，单一检测单元还设有旁路与输入模块再次相连；冗余检测单元为至少通过三个设备采集任一检测数据的单元；手动停车检测单元为通过单个设备采集停车数据且不与输入模块再设置旁路的单元；控制指令至少包括关闭进出口阀门指令和/或煤气柜停止运行指令。

本领域技术人员能够理解的是，本发明少具有如下有益效果：

(1)通过检测单元实时获取检测数据，实现了检测数据的快速获取，提高了安全仪表系统的可靠性。通过设计部分检测单元的连接方式包括旁路连接，使得在进行维护、维修、更换仪表配件时不需要每次都停止运行煤气柜，降低了停运对正常生产的影响。通过执行单元控制进出口阀门的关闭，提高了安全仪表系统的独立性。

(2)通过事件顺序记录模块，实现了顺序事件记录的功能，实现了更好地进行事故分析与事后追忆。

(3)通过路线检测模块，提高了系统本身的安全性，实现了从检测单元到执行单元所组成的整个回路的安全性设计，具有输入/输出短路、断线等监测功能。

附图说明

下面参照附图来描述本公开的部分实施例，附图中：

图1是本发明具体实施方式提供的一种安全仪表系统的结构示意图。

图2是本发明具体实施方式提供的一种具有上报维护功能的安全仪表系统的结构示意图。

图3是本发明具体实施方式提供的一种具有通信功能的安全仪表系统的结构示意图。

图4是本发明具体实施方式提供的一种具有记录功能的安全仪表系统的结构示意图。

具体实施方式

本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本公开的优选实施例，并不表示本公开仅能通过该优选实施例实现，该优选实施例仅仅是用于解释本公开的技术原理，并非用于限制本公开的保护范围。基于本公开提供的优选实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本公开的保护范围之内。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

冶金高炉煤气柜生产单位管控的重大危险源，其安全稳定运行涉及到企业重大安全利益，关系到企业的社会形象，必须确保其安全运行。以往，省内、国内曾发生多起煤气柜安全事故，造成重大人员伤亡，教训深刻。为实现高炉煤气柜的安全运行水平，有必要在高炉煤气柜控制系统基础上，增设独立的高炉煤气柜安全仪表系统。

基于此，本发明施例提供了一种用于煤气柜的安全仪表系统，用以解决上述技术问题。

下面通过附图对本发明实施例提出的技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本发明实施例提供的安全仪表系统，主要包括：检测单元1、输入模块2、控制模块3、输出模块4以及执行单元5。

其中，检测单元1，为具有检测功能的设备，用于实时获取检测数据，该检测单元1的种类至少包括单一检测单元、冗余检测单元以及手动停车检测单元。单一检测单元为通过单个设备采集任一检测数据的单元；其中，单一检测单元还设有旁路与输入模块再次相连；冗余检测单元为至少通过三个设备采集任一检测数据的单元；作为示例地，冗余检测单元为用于三选二表决方案的检测设备。手动停车检测单元为通过单个设备采集煤气柜是否停止运行的数据的单元或设备。需要说明的是，为了防止误触事件的发送，冗余检测单元以及手动停车检测单元都不设有旁路。检测数据为检测单元获取的数据，该检测数据可以包括以下任意一项或多项：高炉煤气柜柜容、高炉煤气柜柜容限位、高炉煤气柜活塞油沟油位、高炉煤气柜柜速、高炉煤气柜活塞倾斜度等。

输入模块2，为任意可行的具有数据传输功能的设备。

控制模块3，为任意可行的具有数据分析功能、指令存储功能以及数据传输功能的设备。

输出模块4，为任意可行的具有数据传输功能的设备。

执行单元5，为任意可行的能够接收指令且响应指令的设备。

由此，若干检测单元1分别与输入模块2相连。需要说明的是，检测单元1中的单一检测单元还可以设有旁路与输入模块2再次相连。

输入模块2，还与控制模块3相连，用于接收一个或多个检测数据以及上传检测数据。

具体地，在输入模块2获取到一个或多个检测数据之后，输入模块2向控制模块3传输该一个或多个检测数据。

控制模块3，还与输出模块4相连，用于监测检测数据，以在确定检测数据不满足预设安全数据时，向输出模块4发送预设的控制指令。

需要说明的是，预设安全数据包含各个检测数据对应的预设安全阈值，预设安全阈值为能够使该煤气柜安全运行的检测数据的最大值。在控制模块3中预先存储了该预设安全数据，以及存储了检测数据与预设安全阈值之间的对应关系。预设安全阈值为任意可行的数据，本领域技术人员可以根据实际需求，确定各个检测数据对应的预设安全阈值。此外，控制指令为任意可行的能够控制进出口阀门关闭和/或控制煤气柜停止运行的指令。

具体地，在控制模块3获得到一个或多个检测数据之后，控制模块3分析各个检测数据与预设安全阈值之间的大小关系，当检测到任一检测数据大于其对应的预设安全阈值时，控制模块3向输出模块4发送预设的控制指令。作为示例地，该控制指令包含关闭进出口阀门指令和煤气柜停止运行指令。

输出模块4，还与执行单元5相连，用于接收控制指令以及发送控制指令至执行单元5。

具体地，在输出模块4接收到控制模块3发送的控制指令之后，输出模块4将该控制指令发送给执行单元5。需要说明的是，输出模块4与执行单元5之间禁止设置旁路，以避免误触事件的发生。控制指令可以包括以下任意一项或多项：关闭进出口阀门指令和/或煤气柜停止运行指令。

执行单元5，在接收到控制指令后，将根据控制指令中的具体内容关闭煤气柜的进出口阀门和/或控制煤气柜停止运行。

如图2所示，本发明实施例提供的安全仪表系统，除图1中出现的单元和模块外，还包括：周期检测模块6、维护模块7、阀门监控模块8以及路线检测模块9。

其中，周期检测模块6，为任意可行的具有检测功能的设备，该设备能够检测安全仪表系统对应的剩余运行时间。

维护模块7，是能够接收维护指令并根据该维护指令做出相应操作的设备，例如，该维护模块7可以是维护人员对应的维护终端。

阀门监控模块8，为任意可行的能够监控进出口阀门的设备。

路线检测模块9，为任意可行的能够检测线路是否短路或断路的设备。

由此，周期监测模块，分别与控制模块3以及维护模块7相连，用于监测系统控制煤气柜的运行周期，以在监测到控制周期小于煤气柜预设的操作周期时，发送周期维护指令至维护模块7。

阀门监控模块8，与执行单元5以及阀门相连，用于校验阀门状态，获取校验结果，以在校验结果为不合格时，发送阀门维护指令至维护模块7。

需要说明的是，控制指令包括关闭进出口阀门指令。

作为示例地，当阀门监控模块8确定执行单元5执行的控制指令为关闭进出口阀门指令时；

阀门监控模块8获取进出口阀门的状态；

当检测到进出口阀门的状态为关闭状态时，校验结果为合格；

当检测到进出口阀门的状态不为关闭状态时，校验结果为不合格。

路线检测模块9，与维护模块7相连，用于监控电路的状态，以在检测到电路出现短路或断线时，向维护模块7发送线路维护指令。

如图3所示，本发明实施例提供的安全仪表系统，除图1中出现的单元和模块外，还包括：通信模块10。

通信模块10，用于向其他系统接收和/或发送数据。

作为示例地，安全仪表系统应配置独立的通信模块10，该模块包括独立的网络交换机，服务器，工程师站等。

本领域技术人员能够理解的是，本发明公开的安全仪表系统具有独立的通信模块10，能够独立于其他系统，独立完成安全保护功能。需要说明的是，本发明公开的安全仪表系统的检测单元1，控制单元和执行模块等都是单独设置。

如图4所示，本发明实施例提供的安全仪表系统，除图1中出现的单元和模块外，还包括：事件顺序记录模块11。

事件顺序记录模块11，分别与检测单元1、控制模块3以及阀门相连，用于按照时间顺序记录检测数据获取的时间、控制指令发送的时间以及进出口阀门的状态改变的时间。

本领域技术人员能够理解的是，事件顺序记录模块11，实现了更好地进行事故分析与事后追忆，可按时间顺序记录各个指定输入和输出及状态变量的变化时间，记录精度一般精确到毫秒级。

至此，已经结合前文的多个实施例描述了本公开的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本公开的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本公开技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本公开的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于煤气柜的安全仪表系统，其特征在于，所述系统包括：检测单元、输入模块、控制模块、输出模块以及执行单元；

所述检测单元，与所述输入模块相连，用于实时获取检测数据；

输入模块，还与所述控制模块相连，用于接收一个或多个所述检测数据以及上传检测数据；

控制模块，还与所述输出模块相连，用于监测检测数据，以在确定检测数据不满足预设安全数据时，向输出模块发送预设的控制指令；

输出模块，还与所述执行单元相连，用于接收所述控制指令以及发送控制指令至执行单元；

执行单元，用于根据控制指令关闭煤气柜的进出口阀门和/或控制煤气柜停止运行。

2.根据权利要求1所述的用于煤气柜的安全仪表系统，其特征在于，所述系统还包括：周期检测模块以及维护模块；

所述周期监测模块，分别与控制模块以及所述维护模块相连，用于监测系统的运行周期，以在监测到所述运行周期小于煤气柜预设的作业周期时，发送周期维护指令至维护模块。

3.根据权利要求2所述的用于煤气柜的安全仪表系统，其特征在于，所述系统还包括：阀门监控模块；

所述阀门监控模块，与执行单元以及阀门相连，用于校验阀门状态，并获取校验结果，以在校验结果为不合格时，发送阀门维护指令至维护模块。

4.根据权利要求3所述的用于煤气柜的安全仪表系统，其特征在于，控制指令包括关闭进出口阀门指令；

校验阀门状态，并获取校验结果，具体包括：

当阀门监控模块确定执行单元执行的控制指令为关闭进出口阀门指令时，所述阀门监控模块获取进出口阀门的状态；

当检测到进出口阀门的状态为关闭状态时，所述校验结果为合格；

当检测到进出口阀门的状态不为关闭状态时，所述校验结果为不合格。

5.根据权利要求3所述的用于煤气柜的安全仪表系统，其特征在于，所述系统还包括：路线检测模块；

所述路线检测模块，与维护模块相连，用于监控电路的状态，以在检测到电路出现短路或断线时，向维护模块发送线路维护指令。

6.根据权利要求1所述的用于煤气柜的安全仪表系统，其特征在于，所述系统还包括：通信模块；

所述通信模块，用于向其他系统接收和/或发送数据。

7.根据权利要求1所述的用于煤气柜的安全仪表系统，其特征在于，所述系统还包括：事件顺序记录模块；

所述事件顺序记录模块，分别与检测单元、控制模块以及阀门相连，用于按照时间顺序记录检测数据获取的时间、控制指令发送的时间以及进出口阀门的状态改变的时间。

8.根据权利要求1所述的用于煤气柜的安全仪表系统，其特征在于，

检测单元至少包含：单一检测单元、冗余检测单元以及手动停车检测单元；

所述单一检测单元为通过单个设备采集任一检测数据的单元；其中，单一检测单元还设有旁路与输入模块再次相连；

所述冗余检测单元为通过三个设备采集任一检测数据的单元；

手动停车检测单元为通过单个设备采集停车数据且不与输入模块再设置旁路的单元；

控制指令至少包括关闭进出口阀门指令和/或煤气柜停止运行指令。

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