CN206946339U - 防爆正压集装箱安全控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种防爆正压集装箱安全控制系统，包括：控制器、检测输入部分和输出控制部分，可以在室内失压、室内过压、发生火灾、进风口易燃易爆气体浓度过高、气锁区易燃易爆气体浓度过高、主室易燃易爆气体浓度过高和有毒气体浓度过高这些情况中的任意一种情况发生时，均自动控制发出报警且立刻自动切断防火风闸、加压风机和非防爆设备主电源，隔离危险源，防止失压后危险气体进入室内导致非防爆设备在危险气体中运行，引燃引爆危险气体，或者过压导致的用户不适，或者明火引爆，或者各种浓度过高的气体有可能引发的危险等，安全性能更高，考虑到了各种危险情况，适用范围更广。

Description

防爆正压集装箱安全控制系统

技术领域

本实用新型涉及集装箱技术领域，尤其涉及的是一种防爆正压集装箱安全控制系统。

背景技术

正压防爆集装箱主要用于危险区域，如：沙漠、近海石油钻井平台等，不同的危险区域有不同的安全性能要求。世界很多主要权威组织和机构对于正压防爆系统都有一套自己的认证标准，且由于沙漠、近海石油钻井平台的复杂严苛的使用环境，这就对一台可以不同国家和区域使用的CPFG(Combined Pressurization、Fire and Gas control system)控制箱有极高的要求。而目前的正压防爆集装箱安全控制系统适用的场景较为局限，安全性能不高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种防爆正压集装箱安全控制系统，安全性能更高，适用范围更广。

为解决上述问题，本实用新型提出一种防爆正压集装箱安全控制系统，包括：控制器、检测输入部分和输出控制部分；所述检测输入部分包括分别连接所述控制器的输入端的压差开关、过压开关、火灾探测器、进风口防爆气体传感器、气锁区防爆气体传感器、主室防爆气体传感器、有毒气体传感器；所述输出控制部分包括分别连接所述控制器的输出端的防火风闸开关电路、报警单元、主电源开关电路和风机开关电路；

所述压差开关用以检测所述正压集装箱的室内外压力差是否低于失压值，并将检测的失压状态信号传输至所述控制器；所述过压开关用以检测所述正压集装箱的室内外压力差是否高于过压值，并将检测的过压状态信号传输至所述控制器；所述火灾探测器用以检测火灾情况，并将检测的火灾检测信号传输至所述控制器；所述进风口防爆气体传感器位于所述正压集装箱的进风口处，用以检测进风口处的可燃易爆气体浓度，并将浓度信号传输至控制器；所述气锁区防爆气体传感器位于所述正压集装箱的气锁区内，用以检测气锁区内的可燃易爆气体浓度，并将浓度信号传输至控制器；所述主室防爆气体传感器位于所述正压集装箱的主室内，用以检测主室内的可燃易爆气体浓度，并将浓度信号传输至控制器；所述有毒气体传感器用以正压集装箱内的有毒气体浓度，并将浓度信号传输至控制器；

所述控制器包括比较模块，所述比较模块将进风口防爆气体传感器、气锁区防爆气体传感器、主室防爆气体传感器和有毒气体传感器的浓度信号，与相应预设高值比较，超过预设高值则生成对应的高报信号；

所述控制器还包括逻辑控制模块，所述逻辑控制模块响应于所述失压状态信号、过压状态信号、火灾检测信号或任一高报信号而产生有效信号；所述防火风闸开关电路响应于所述有效信号而切断防火风闸；所述报警单元响应于所述有效信号而报警；所述主电源开关电路响应于所述有效信号而切断主电源对正压集装箱内非防爆设备的供电；所述风机开关电路响应于所述有效信号而切断加压风机。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制器还包括第一计时模块，以所述压差开关传输的所述失压状态信号为使能信号而进行计时，所述第一计时模块在时间超出高极限值时生成失压触发信号，所述逻辑控制模块响应于所述失压触发信号、过压状态信号、火灾检测信号或任一高报信号而产生所述有效信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述检测输入部分还包括应急停信号接口，所述逻辑控制模块检测输入至所述应急停信号接口的信号，在检测到应急停信号时产生用以控制切断的所述有效信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述比较模块以所述高报信号为使能信号，将所述进风口防爆气体传感器、气锁区防爆气体传感器、主室防爆气体传感器和有毒气体传感器的浓度信号，与相应预设超低值比较，低于预设超低值则生成对应的重建信号，消除所述高报信号，以使切断的线路重新接入。

根据本实用新型的一个实施例，所述输出控制部分还包括远程集控通信模块，连接所述控制器的输出端，用以与远程集控室设备之间远程通信，根据所述逻辑控制模块产生的有效信号而将对应的危险情况信息上传至所述远程集控室设备。

根据本实用新型的一个实施例，所述输出控制部分还包括UPS隔离开关电路，连接UPS电池和UPS主机之间，响应于所述逻辑控制模块产生的有效信号而断开所述UPS电池和UPS主机之间的连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制器还包括第二计时模块，响应于接收到所述失压状态信号而进行计时，达到预设时长时产生隔离触发信号；所述UPS隔离开关电路响应于所述第二计时模块产生的隔离触发信号而断开所述UPS电池和UPS主机之间的连接。

根据本实用新型的一个实施例，还包括电源部分；所述电源部分包括主电源、应急电源和冗余模块，所述主电源、应急电源均连接所述冗余模块，所述冗余模块在主电源故障时切换应急电源对系统各个部分进行供电。

根据本实用新型的一个实施例，所述电源部分还包括防爆备用电池，在所述主电源、应急电源不供电时，接入系统各个部分进行供电，否则断开。

根据本实用新型的一个实施例，还包括第一旁路模块，受外部控制而旁路所述逻辑控制模块中，由火灾检测信号或任一高报信号而产生的有效信号对于主电源开关电路和风机开关电路控制切断的逻辑。

根据本实用新型的一个实施例，还包括第二旁路模块，受外部控制而旁路所述逻辑控制模块中，由失压状态信号、过压状态信号而产生的有效信号对于主电源开关电路和风机开关电路控制切断的逻辑。

根据本实用新型的一个实施例，还包括第三旁路模块，受外部控制而旁路控制器，从而断开控制器的控制。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制器为PLC控制器。

采用上述技术方案后，本实用新型相比现有技术具有以下有益效果：

防爆正压集装箱安全控制系统可以在室内失压、室内过压、发生火灾、进风口易燃易爆气体浓度过高、气锁区易燃易爆气体浓度过高、主室易燃易爆气体浓度过高和有毒气体浓度过高这些情况中的任意一种或多种情况发生时，均自动控制发出报警且立刻自动切断防火风闸、加压风机和非防爆设备主电源，隔离危险源，防止失压后危险气体进入室内导致非防爆设备在危险气体中运行，引燃引爆危险气体，或者过压导致的用户不适，或者明火引爆，或者各种浓度过高的气体有可能引发的危险等，安全性能更高，考虑到了各种危险情况，适用范围更广；

通过第一计时模块对失压状态信号的维持时间进行计时，可以允许用户关门和开门引起的短时压力损失，避免在短时压力损失下系统产生误报误动作，控制更准确；

防爆正压集装箱安全控制系统可以同时满足多种权威标准，如IECEx(国际电工委员会防爆电气产品认证)、ATEX(欧盟防爆指令认证)、DNV·GL 2.7-2 Offshore servicemodules(挪威&德国劳氏船级社-近海正压防爆箱认证)、NORSOK-Z015Temporaryequipment(挪威石油标准-近海设备)等，可在不同国家使用，填补了目前国内没有可以同时满足诸多标准和要求的安全控制系统的空白。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的防爆正压集装箱安全控制系统的结构框图；

图2为本实用新型一实施例的控制器的结构框图；

图3为本实用新型另一实施例的控制器的结构框图；

图4为本实用新型一实施例的防爆壳体的结构示意图；

图5为本实用新型一实施例的配电部分的电路结构示意图；

图6为本实用新型一实施例的电源部分的电路结构示意图。

图中标记说明：

1-控制器，2-压差开关，3-过压开关，4-火灾探测器，5-手动激活器，6-进风口防爆气体传感器，7-气锁区防爆气体传感器，8-主室防爆气体传感器，9-有毒气体传感器，10-防火风闸开关电路，11-风机开关电路，12-报警单元，13-主电源开关电路，14-远程集控通信模块，15-UPS隔离开关电路，16-风机电路，17-加压风机，18-UPS电池，19-UPS主机，20-隔爆外壳，100-电源部分，101-比较模块，102-逻辑控制模块，103-第一计时模块，201-可视化窗口，202-开关，C1-安全电逻辑控制接触器，C2-加压风机逻辑控制接触器，U1-变压器，P3-旁路开关，D1、D2-电源转换模块，R1-冗余模块，K1-电池开关。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

参看图1和图2，防爆正压集装箱安全控制系统包括：控制器1、检测输入部分和输出控制部分。检测输入部分用来检测各种危险情况，控制器1则根据这些危险情况进行逻辑判断，输出控制部分则根据控制器1逻辑判断的结果工作，进行报警、或切断危险源等，保证安全性能。

其中，检测输入部分包括分别连接控制器1的输入端的压差开关2、过压开关3、火灾探测器4、进风口防爆气体传感器6、气锁区防爆气体传感器7、主室防爆气体传感器8、有毒气体传感器9。输出控制部分包括分别连接控制器1的输出端的防火风闸开关电路10、报警单元12、主电源开关电路13和风机开关电路11。

正压集装箱上开设有进风口、出风口，进风口处可设置有防火风闸(图中未示出)，并在进风口处安装有加压风机17，加压风机17用来对集装箱内进行吹扫加压，风机电路16配有断路器、热继作为保护，通过风机开关电路11来控制风机电路16的导通与断开，从而控制加压风机17的工作与否，防火风闸可以控制进风量，当然出风口处也可设置防火风闸控制出风量。通过旋转开关，启动加压风机，系统自动控制进出口防火风闸打开，当防火风闸开到位时，通过接收限位开关的反馈信号，加压风机17开始对室内吹扫，且当压差开关2监测到压差在失压值以上时，吹扫才开始计时。吹扫时间是根据吹扫室内空间10次计算，压力和吹扫时间均满足ATEX,DNV·GL 2.7-2，NORSOK,IECEx等标准要求。DNV·GL 2.7-2对箱内每人每秒的换气量有要求，为12升每人每秒，可以在集装箱内设置流量监测开关，当空气流量低于设定值时，控制报警通知用户。

压差开关2用以检测正压集装箱的室内外压力差是否低于失压值，如果维持在失压值以上，则表明处于非失压状态，如果低于失压值，则表明处于失压状态，将检测的失压状态信号传输至控制器1。压差开关2检测室内和室外的压差，当然该压差开关2为气体压差开关，其输出端连接控制器1，由于是开关量，因而控制器1能直接根据压差开关2状态判断是否失压，例如在非失压状态下，压差开关2断开，控制器1相应输入端的信号为低，在失压状态下，压差开关2导通，将失压状态信号输入到控制器1中，控制器1相应输入端的信号为高，当然也可以反之。IECEx(IEC60079-13中)要求正压集装箱的室内与室外压力差最低为25Pa，而DNV·GL 2.7-2则要求最低为50Pa，本系统失压值可取50pa，以覆盖IECEx要求，低于50Pa则为失压，需要控制器1控制断开箱内安全电并报警。

过压开关3用以检测正压集装箱的室内外压力差是否高于过压值，并将检测的过压状态信号传输至控制器1。过压开关3同样可以采用气体压差开关实现，在气压差高于过压值时生成过压状态信号，作为数字量输入到控制器内。ATEX(EN50381)、DNV·GL、IECEx均要求室内外压差不得超过200Pa，本系统过压值优选是200Pa，当室内外压力差大于200Pa时，自动控制进行提示、切断等。

火灾探测器4用以检测火灾情况，并将检测的火灾检测信号传输至控制器1。火灾探测器4监视环境中有没有火灾的发生。一旦有了火情，就将火灾的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并立即动作向控制器送火灾探测信号。火灾检测电路设计为本安电路，可配本安型火灾传感器，当火灾探测器4检测到火灾时，自动控制进行提示、切断等。系统还可配有一个手动激活器5作为检测输入部分的其中一个连接控制器1，当用户发现火情时，可通过按下手动激活器5，触发控制器1控制进行提示、切断等。

正压集装箱内可分为主室和气锁区，主室和气锁区之间通过内门分隔，通过密闭外门可以从外部进入气锁区，气锁区为进入主室的过渡区。可以理解，正压集装箱可以是现有的集装箱，其具体构造、适用场合等均不作为限制。

进风口防爆气体传感器6位于正压集装箱的进风口处，用以检测进风口处的可燃易爆气体浓度，并将浓度信号传输至控制器1。气锁区防爆气体传感器7位于正压集装箱的气锁区内，用以检测气锁区内的可燃易爆气体浓度，并将浓度信号传输至控制器1。主室防爆气体传感器8位于正压集装箱的主室内，用以检测主室内的可燃易爆气体浓度，并将浓度信号传输至控制器1。

三个防爆气体传感器的低浓度和高浓度报警设置点均可调节，可以仅进行高报，或者也可以进行高报和低报。优选的，将进风口和主室的防爆气体传感器的低浓度和高浓度的报警默认设置点分别设为20％和40％，气锁区默认设置为15％和25％，从而系统符合DNV·GL 2.7-2和IECEx(IEC60079-13中)等的要求。当三个防爆气体传感器检测到的可燃易爆气体的浓度达到高浓度设置点时，自动控制进行提示、切断等，隔离危险源。当三个防爆气体传感器捡测到可燃易爆气体达到低浓度设置点时，当然控制器1也可以控制报警器发生声光报警，并将报警信号传送到远程集控室。

有毒气体传感器9用以正压集装箱内的有毒气体浓度，并将浓度信号传输至控制器。有毒气体传感器9的低浓度和高浓度报警设置点同样可调节，低浓度和高浓度报警默认设置点分别为10PPM和20PPM。有毒气体传感器9例如是H₂S有毒气体传感器，当有毒气体传感器9检测到的有毒气体的浓度达到高浓度设置点时，自动控制进行提示、切断等，隔离危险源。当有毒气体传感器9捡测到有毒气体达到低浓度设置点时，当然控制器1也可以控制报警器发生声光报警，并将报警信号传送到远程集控室。

控制器1包括比较模块101。比较模块101将进风口防爆气体传感器6、气锁区防爆气体传感器7、主室防爆气体传感器8和有毒气体传感器9的浓度信号，与相应预设高值比较，超过预设高值则生成对应的高报信号。该预设高值即前述对应的高浓度的报警默认设置点。优选的，比较模块101中可以有若干比较器，不同比较器用来对不同的浓度信号与对应的预设高值进行比较，从而得到不同的高报信号，各个比较器之间相互独立互不影响。或者，比较模块101可以为一个比较器，比较器的一个输入端输入各浓度信号，另一个输入端输入选择器输出的预设高值，通过接收的不同浓度信号源来控制选择器输出不同预设高值，比较器完成数值比较，生成对应的高报信号。

控制器1还包括逻辑控制模块102。逻辑控制模块102响应于失压状态信号、过压状态信号、火灾检测信号或任一高报信号而产生有效信号，该逻辑控制模块102可以采用或逻辑门电路实现，任一输入信号高则输出为高，但不限于此，也可以通过与门、或门、非门等逻辑门电路组合搭建而成。逻辑控制模块102的输出端连接防火风闸开关电路10、报警单元12、主电源开关电路13和风机开关电路11，有效信号的输出可以触发防火风闸开关电路10、报警单元12、主电源开关电路13和风机开关电路11相应地响应。防火风闸开关电路10响应于逻辑控制模块102输出的有效信号而切断防火风闸；报警单元12响应于逻辑控制模块102输出的有效信号而报警；主电源开关电路13响应于逻辑控制模块102输出的有效信号而切断主电源对正压集装箱内非防爆设备的供电；风机开关电路11响应于逻辑控制模块102输出的有效信号而切断加压风机17。

防爆正压集装箱安全控制系统可以在室内失压、室内过压、发生火灾、进风口易燃易爆气体浓度过高、气锁区易燃易爆气体浓度过高、主室易燃易爆气体浓度过高和有毒气体浓度过高这些情况中的任意一种或多种情况发生时，均自动控制发出报警且立刻自动切断防火风闸、加压风机17和非防爆设备主电源，隔离危险源，防止失压后危险气体进入室内导致非防爆设备在危险气体中运行，引燃引爆危险气体，或者过压导致的用户不适，或者明火引爆，或者各种浓度过高的气体有可能引发的危险等，安全性能更高，考虑到了各种危险情况，适用范围更广。

如图5所示，主电源开关电路13可以是连接在电源和室内非防爆设备的线路及其上的安全电逻辑控制接触器C1，在产生有效信号时，控制安全电逻辑控制接触器C1断开，否则安全电逻辑控制接触器C1闭合而向室内非防爆设备供电。风机开关电路11可以是电源与加压风机17之间的线路及其上的加压风机逻辑控制接触器C2，在产生有效信号时，控制加压风机逻辑控制接触器C2断开，否则加压风机逻辑控制接触器C2闭合而向加压风机17供电以进行吹扫加压工作。在图5中，电源供给加压风机17的电压还经过变压器U1进行电压转换，变压器U1输出的电压提供给加压风机17和控制器1等。

非防爆设备主电源(主电源到非防爆设备的一路供电)，对于正压集装箱内的非防爆设备来说是安全的电源，即当检测到危险紧急情况时，此电源会被自动切断(仅切断主电源到非防爆设备的一路供电)。举例说明：比如环境含有可燃气体时，非防爆设备带电会点燃、引爆危险气体，本系统会在检测到危险气体时，马上自动切断对非防爆设备的供电。

在一个实施例中，参看图3，控制器1还可以包括第一计时模块103，使能端接收压差开关2产生的信号，输出端连接逻辑控制模块102的一个输入端，可以通过计时芯片或其他计时模块实现。第一计时模块103以压差开关2传输的失压状态信号为使能信号而进行计时，第一计时模块103在计时的时间超出高极限值时生成失压触发信号，逻辑控制模块102响应于失压触发信号、过压状态信号、火灾检测信号或任一高报信号而产生有效信号。

具体来说，只有在失压发生一定时间之后，才进行失压切断。例如当室内压力低于50Pa超过30秒时，系统会切断室内非防爆设备的主电源，并伴随声光报警。可选的，当室内压力小于50Pa不超过10秒时，系统不会采取任何动作；当室内压力低于50Pa超过10秒钟但小于30秒时，系统可以仅发出报警提醒用户。

通过第一计时模块103对失压状态信号的维持时间进行计时，可以允许用户关门和开门引起的短时压力损失，避免在短时压力损失下系统产生误报误动作，控制更准确。

在一个实施例中，检测输入部分还可以包括应急停信号接口，逻辑控制模块102检测输入至应急停信号接口的信号，在检测到应急停信号时产生用以控制切断的有效信号。通过应急停信号接口接收应急停信号，在紧急危险情况下，对加压风机和非防爆设备主电源进行紧急切断，伴随报警。应急停信号接口可以包括本地应急切断按钮，实现本地快速切断，符合ATEX、IECEx和DNV·GL2.7-2的要求；和/或，应急停信号接口为230VAC信号接口，应急停信号为230VAC，当控制器检测不到此230VAC远程信号时，系统将会紧急切断安全电、风机、防火风闸实现远程紧急切断，符合Norsok Z015,4.4.4章节中要求。

在一个实施例中，比较模块101以高报信号为使能信号，将进风口防爆气体传感器6、气锁区防爆气体传感器7、主室防爆气体传感器8和有毒气体传感器9的浓度信号，与相应预设超低值比较，低于预设超低值则生成对应的重建信号，消除高报信号，以使切断的线路重新接入。

当发生高报后，例如只有当各个位置的防爆气体传感器检测的易燃易爆气体浓度降到5％以下时，报警才能被复位掉，加压才能重新建立；当发生高报后，只有当有毒气体浓度降到1PPM以下时，报警才能被复位，加压才能重新建立。

通过比较模块101对产生高报信号之后的各个气体浓度进行比较，使用户确保环境足够安全后，才准许用户重新建立加压，输送安全电至正压集装箱内。

每次发生气体高报后，重新建立压力并给非防爆设备送电之前，系统都会强制吹扫，确保室内再无危险气体。本实用新型所述的室内，可以指正压集装箱的内部，更具体可指其主室内。

可选的，输出控制部分还可以包括远程集控通信模块14，例如是WiFi模块，但不限于此。远程集控通信模块14连接控制器1的输出端，用以与远程集控室设备之间远程通信，根据逻辑控制模块102产生的有效信号而将对应的危险情况信息上传至远程集控室设备，从而在任意危险情况发生时，可以同时进行切断危险源、本地报警和远程报警提示。和安全相关的重要报警信号传送到远程集控室，符合DNV·GL 2.7-2和Norsok Z015要求。

在一个实施例中，输出控制部分还可以包括UPS(Uninterruptible PowerSystem/Uninterruptible Power Supply，不间断电源)隔离开关电路15。UPS隔离开关电路15连接在UPS电池18和UPS主机19之间，响应于逻辑控制模块102产生的有效信号而断开UPS电池18和UPS主机19之间的连接。

由于用户经常需要在集装箱内装UPS电池18，以对电脑等重要设备提供备用电源，而电池作为一种危险源对其有严格要求，本实施例配有UPS隔离开关电路15，可实现火灾、气体高报情况下迅速隔离UPS电池18。

具体的，控制器1输出24VDC安全电到24VDC继电器，由继电器控制UPS电池18和UPS主机19之间的隔离。当发生火灾、气体高报或紧急情况时，系统会立刻控制继电器断开，切断24VDC安全电，实现UPS电池18和UPS主机19之间的隔离，从而使终端非防爆设备断电。UPS主机19可以是任意使用UPS电池的设备。

进一步的，控制器1还包括第二计时模块(图中未示出)，第二计时模块响应于接收到失压状态信号而进行计时，当计时时间达到预设时长时产生隔离触发信号；UPS隔离开关电路15响应于第二计时模块产生的隔离触发信号而断开UPS电池18和UPS主机19之间的连接。换言之，当失压时，系统会延时一定时间再切断24VDC电，实现终端非防爆设备延时断电。电池作为一种危险源在DNV·GL 2.7-2标准中有严格的要求，在失压条件下，延迟10分钟隔离电池，符合DNV·GL 2.7-2标准要求。10分钟内的失压状态中UPS系统仍是安全，满足安全要求。

在一个实施例中，参看图1和图6，防爆正压集装箱安全控制系统还包括电源部分100。电源部分100包括主电源、应急电源和冗余模块R1，主电源、应急电源均连接冗余模块R1，冗余模块R1在主电源故障时切换应急电源对系统各个部分进行供电。

主电源到冗余模块R1的线路(图5中“到PLC的供电”)上可以连接电源转换模块D1，应急电源到冗余模块R1的线路上可以连接电源转换模块D2。电源转换模块D1、D2可将电源电压转换为24VDC。24VDC冗余开关电源设计，电源失效监测和报警，提高系统的可靠性。

进一步的，继续参看图6，电源部分还可以包括防爆备用电池，在主电源、应急电源不供电时，防爆备用电池接入系统各个部分进行供电，否则断开。可接足够容量的防爆备用电池作为系统持续运行的备用电源。

当发生紧急情况主电源不可用时，应急电源或防爆电池仍可持续对系统进行供电，实现火灾、危险气体持续监测和报警。

在一个实施例中，防爆正压集装箱安全控制系统还包括第一旁路模块。第一旁路模块受外部控制而旁路逻辑控制模块102中，由火灾检测信号或任一高报信号而产生的有效信号对于主电源开关电路13和风机开关电路11控制切断的逻辑线路。通过第一旁路模块，可以将火灾探测器4、进风口防爆气体传感器6、气锁区防爆气体传感器7、主室防爆气体传感器8、有毒气体传感器9的输入线路切换为旁路，可以直接将控制器1对应的输入端拉低或拉高。

跳过系统火灾和气体高浓度紧急切断的逻辑。当火灾探测器4或气体传感器发生故障无法送电和传感器需要检修时，用户可以使用该第一旁路模块的功能直接给照明和插座等非防爆设备送电。

在一个实施例中，防爆正压集装箱安全控制系统还包括第二旁路模块。第二旁路模块受外部控制而旁路逻辑控制模块102中，由失压状态信号、过压状态信号而产生的有效信号对于主电源开关电路13和风机开关电路11控制切断的逻辑。通过第二旁路模块，可以将压差开关2、过压开关3的输入线路切换为旁路，可以直接将控制器1对应的输入端拉低或拉高。

跳过系统必须先吹扫、加压才能送安全电的逻辑。当用户需要长时间开门搬运货物或系统而导致室内压力建立不起来需要检修时，用户可以使用该旁路功能，跳过加压逻辑，直接给照明，插座等非防爆设备上电。

在一个实施例中，防爆正压集装箱安全控制系统还可以包括第三旁路模块，受外部控制而旁路控制器1，从而旁路控制器1的全部控制逻辑。通过第三旁路模块，可以将控制器切换为旁路，可以直接通过旁路开关P3接通旁路供电线路，跳过控制器1的控制而直接对非防爆设备供电。

跳过控制器1的所有控制逻辑，即跳过所有监测功能。当控制器1发生故障或位于安全区域不需要诸多监测功能时，用户可以使用该功能跳过控制器1监测逻辑，直接给照明、插座等非防爆设备上电。

可选的，控制器1为PLC(Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器)控制器。

根据DNV·GL 2.7-2和Norsok Z015要求，和安全相关的重要报警信号需要传送到远程集控室。系统可配有多组干触点接口，可将气体报警、火灾报警、失压报警和公共报警等各种报警信号传递到远程集控室。另外考虑到外部的电缆易产生机械损坏，将每组报警线路均设计成三线(NO&NC)用户可通过两根电缆分别连接NC和NO，以防止一组电缆由于机械损坏等因素造成短路，而不能及时收到报警信号，遵循了Norsok Z015的安全失效设计原则。

DNV·GL 2.7-2将网络信号视为点燃源，当集装箱内检测到可燃易爆气体时，严禁将点燃源传递到箱内，系统可配有24VDC 8口网络继电器。用户将外部的8芯网络线缆接到网络继电器的8个触点上，这样在发生紧急、危险情况时，就可以通过防爆继电器的8个触点及时隔离点燃信号。

优选的，所有电气元件50/60Hz通用，主电源供电电压范围宽(380V-690V)，适用于不同国家和区域。

参看图3，防爆正压集装箱安全控制系统还包括一个适用于危险区域一区、防护等级为IP66的隔爆外壳20，其内部可以容置电路、模块或部件等，可以有控制器1、变压器U1、电源模块、冗余模块R1、开关、按钮、指示灯、温控、断路器、继电器、接触器、本安隔离栅等。壳体表面有开关202、按钮、可视化窗口201等。

本实用新型的防爆正压集装箱安全控制系统可以同时满足多种权威标准，如IECEx、ATEX、DNV·GL 2.7-2、NORSOK-Z015等，可在不同国家使用，填补了目前国内没有可以同时满足诸多标准和要求的安全控制系统的空白。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种防爆正压集装箱安全控制系统，其特征在于，包括：控制器、检测输入部分和输出控制部分；所述检测输入部分包括分别连接所述控制器的输入端的压差开关、过压开关、火灾探测器、进风口防爆气体传感器、气锁区防爆气体传感器、主室防爆气体传感器、有毒气体传感器；所述输出控制部分包括分别连接所述控制器的输出端的防火风闸开关电路、报警单元、主电源开关电路和风机开关电路；

所述压差开关用以检测所述正压集装箱的室内外压力差是否低于失压值，并将检测的失压状态信号传输至所述控制器；所述过压开关用以检测所述正压集装箱的室内外压力差是否高于过压值，并将检测的过压状态信号传输至所述控制器；所述火灾探测器用以检测火灾情况，并将检测的火灾检测信号传输至所述控制器；所述进风口防爆气体传感器位于所述正压集装箱的进风口处，用以检测进风口处的可燃易爆气体浓度，并将浓度信号传输至控制器；所述气锁区防爆气体传感器位于所述正压集装箱的气锁区内，用以检测气锁区内的可燃易爆气体浓度，并将浓度信号传输至控制器；所述主室防爆气体传感器位于所述正压集装箱的主室内，用以检测主室内的可燃易爆气体浓度，并将浓度信号传输至控制器；所述有毒气体传感器用以正压集装箱内的有毒气体浓度，并将浓度信号传输至控制器；

所述控制器包括比较模块，所述比较模块将进风口防爆气体传感器、气锁区防爆气体传感器、主室防爆气体传感器和有毒气体传感器的浓度信号，与相应预设高值比较，超过预设高值则生成对应的高报信号；

所述控制器还包括逻辑控制模块，所述逻辑控制模块响应于所述失压状态信号、过压状态信号、火灾检测信号或任一高报信号而产生有效信号；所述防火风闸开关电路响应于所述有效信号而切断防火风闸；所述报警单元响应于所述有效信号而报警；所述主电源开关电路响应于所述有效信号而切断主电源对正压集装箱内非防爆设备的供电；所述风机开关电路响应于所述有效信号而切断加压风机。

2.如权利要求1所述的防爆正压集装箱安全控制系统，其特征在于，所述控制器还包括第一计时模块，以所述压差开关传输的所述失压状态信号为使能信号而进行计时，所述第一计时模块在时间超出高极限值时生成失压触发信号，所述逻辑控制模块响应于所述失压触发信号、过压状态信号、火灾检测信号或任一高报信号而产生所述有效信号。

3.如权利要求1所述的防爆正压集装箱安全控制系统，其特征在于，所述检测输入部分还包括应急停信号接口，所述逻辑控制模块检测输入至所述应急停信号接口的信号，在检测到应急停信号时产生用以控制切断的所述有效信号。

4.如权利要求1所述的防爆正压集装箱安全控制系统，其特征在于，所述比较模块以所述高报信号为使能信号，将所述进风口防爆气体传感器、气锁区防爆气体传感器、主室防爆气体传感器和有毒气体传感器的浓度信号，与相应预设超低值比较，低于预设超低值则生成对应的重建信号，消除所述高报信号，以使切断的线路重新接入。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的防爆正压集装箱安全控制系统，其特征在于，所述输出控制部分还包括远程集控通信模块，连接所述控制器的输出端，用以与远程集控室设备之间远程通信，根据所述逻辑控制模块产生的有效信号而将对应的危险情况信息上传至所述远程集控室设备。

6.如权利要求1-4中任意一项所述的防爆正压集装箱安全控制系统，其特征在于，所述输出控制部分还包括UPS隔离开关电路，连接UPS电池和UPS主机之间，响应于所述逻辑控制模块产生的有效信号而断开所述UPS电池和UPS主机之间的连接。

7.如权利要求6所述的防爆正压集装箱安全控制系统，其特征在于，所述控制器还包括第二计时模块，响应于接收到所述失压状态信号而进行计时，达到预设时长时产生隔离触发信号；所述UPS隔离开关电路响应于所述第二计时模块产生的隔离触发信号而断开所述UPS电池和UPS主机之间的连接。

8.如权利要求1-4中任意一项所述的防爆正压集装箱安全控制系统，其特征在于，还包括电源部分；所述电源部分包括主电源、应急电源和冗余模块，所述主电源、应急电源均连接所述冗余模块，所述冗余模块在主电源故障时切换应急电源对系统各个部分进行供电。

9.如权利要求8所述的防爆正压集装箱安全控制系统，其特征在于，所述电源部分还包括防爆备用电池，在所述主电源、应急电源不供电时，接入系统各个部分进行供电，否则断开。

10.如权利要求1-4中任意一项所述的防爆正压集装箱安全控制系统，其特征在于，还包括第一旁路模块，受外部控制而旁路所述逻辑控制模块中，由火灾检测信号或任一高报信号而产生的有效信号对于主电源开关电路和风机开关电路控制切断的逻辑。

11.如权利要求1-4中任意一项所述的防爆正压集装箱安全控制系统，其特征在于，还包括第二旁路模块，受外部控制而旁路所述逻辑控制模块中，由失压状态信号、过压状态信号而产生的有效信号对于主电源开关电路和风机开关电路控制切断的逻辑。

12.如权利要求1-4中任意一项所述的防爆正压集装箱安全控制系统，其特征在于，还包括第三旁路模块，受外部控制而旁路控制器，从而断开控制器的控制。

13.如权利要求1-4中任意一项所述的防爆正压集装箱安全控制系统，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。