CN212675419U - 仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置和仪表控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置和仪表控制系统。仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置包括：仪表供风线减压阀；第一阀支路，第一阀支路的第一阀支路入口与仪表供风线减压阀的出口连通，第一阀支路上设置有第一检测装置以检测第一阀支路上的风压；气动梭阀，气动梭阀的第一端口与第一阀支路的第一阀支路出口连接；气动薄膜切断阀，气动薄膜切断阀与气动梭阀的气动梭阀出口连通，以控制气动薄膜切断阀的开关。本实用新型解决了现有技术中冗余执行回路存在故障不易检测的问题。

Description

仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置和仪表控制系统

技术领域

本实用新型涉及化工生产自动化控制设备技术，具体而言，涉及一种仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置和仪表控制系统。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，工业化生产对过程控制系统的可靠性要求越来越高，联锁安全保护系统作为过程控制的保护屏障，保证了自动化生产的安全运行；现安全联锁保护控制系统(SIS)由测量回路、控制单元、执行回路三部分构成，通过对检测元件、电源、控制器、服务器、通讯网络、I/O卡件等部件的冗余配置，同时系统还具有自诊断和报警功能，使控制系统可靠性有了大大提高；目前作为构成过程联锁控制的执行回路(包含继电器、外供电源、信号导线、电磁阀等)，也采用冗余配置，但没有故障检测和报警显示设备，使得当执行单元的某一设备元件出现故障后，没有办法及时发现，这一执行回路便失去了应有的保护作用，这部分便处于失效状态，联锁安全保护由冗余保护变成了单回路保护，虽然不会造成联锁控制回路误动作，但联锁保护安全等级下降了一半，若另外一个安全联锁控制执行回路部件，在以后的长期运行过程中再发生故障，则会引起整个安全联锁控制回路产生误动作；由于联锁安全保护回路，一般用于自动化生产装置重要、关键的部位，轻则引起装置波动，重则会引起停工、停产，给企业生产造成影响和重大经济损失。

也就是说，现有技术中冗余执行回路存在故障不易检测的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置和仪表控制系统，以解决现有技术中冗余执行回路存在故障不易检测的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置，包括：仪表供风线减压阀；第一阀支路，第一阀支路的第一阀支路入口与仪表供风线减压阀的出口连通，第一阀支路上设置有第一检测装置以检测第一阀支路上的风压；气动梭阀，气动梭阀的第一端口与第一阀支路的第一阀支路出口连接；气动薄膜切断阀，气动薄膜切断阀与气动梭阀的气动梭阀出口连通，以控制气动薄膜切断阀的开关。

进一步地，第一阀支路还包括第一阀结构，第一阀结构的第一阀结构入口作为第一阀支路入口，第一阀结构的第一阀结构出口与第一检测装置连通。

进一步地，第一检测装置包括：第一气路三通，第一气路三通的第一端口与第一阀结构出口连通，第一气路三通的第二端口作为第一阀支路出口；第一风压表，第一气路三通的第三端口与第一风压表连通，以测量第一阀支路内的风压。

进一步地，仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置还包括第二阀支路，第二阀支路的第二阀支路入口与仪表供风线减压阀的出口连通，第二阀支路上设置有第二检测装置以检测第二阀支路上的风压。

进一步地，气动梭阀的第二端口与第二阀支路的第二阀支路出口连接。

进一步地，第二阀支路还包括第二阀结构，第二阀结构的第二阀结构入口作为第二阀支路入口，第二阀结构的第二阀结构出口与第二检测装置连通。

进一步地，第二检测装置包括：第二气路三通，第二气路三通的第一端口与第二阀结构出口连通，第二气路三通的第二端口作为第二阀支路出口；第二风压表，第二气路三通的第三端口与第二风压表连通，以测量第二阀支路内的风压。

进一步地，气动梭阀的第三端口与气动薄膜切断阀连通。

进一步地，第一阀结构是电磁阀；和/或第二阀结构是电磁阀。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种仪表控制系统，包括上述的仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置。

应用本实用新型的技术方案，仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置包括仪表供风线减压阀、第一阀支路、气动梭阀和气动薄膜切断阀，第一阀支路的第一阀支路入口与仪表供风线减压阀的出口连通，第一阀支路上设置有第一检测装置以检测第一阀支路上的风压；气动梭阀的第一端口与第一阀支路的第一阀支路出口连接；气动薄膜切断阀与气动梭阀的气动梭阀出口连通，以控制气动薄膜切断阀的开关。

通过在第一阀支路上设置第一检测装置可以检测第一阀支路上的风压，通过检测第一阀支路上的风压可以检测第一阀支路是否故障。同时操作人员通过观察第一检测装置就可以判断第一阀支路是否故障，使得操作人员能够及时发现故障而进行维修，保证了整个回路工作的稳定性。仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置能够及时显现联锁控制执行回路产生的故障，提醒维护人员快速处理，消除了化工生产装置因此带来的非计划停工、停产以及其它安全风险。仪表供风线减压阀、第一阀支路、气动梭阀和气动薄膜切断阀构成仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置的一条流路，气体经仪表供风线减压阀、第一阀支路、气动梭阀流入到气动薄膜切断阀处。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的一个可选实施例的仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、仪表供风线减压阀；20、第一阀支路；21、第一检测装置；211、第一气路三通；212、第一风压表；22、第一阀结构；221、第一阀结构入口；222、第一阀结构出口；223、第一阀结构排气口；30、气动梭阀；40、气动薄膜切断阀；50、第二阀支路；51、第二检测装置；511、第二气路三通；512、第二风压表；52、第二阀结构；521、第二阀结构入口；522、第二阀结构出口；523、第二阀结构排气口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中冗余执行回路存在故障不易检测的问题，本实用新型提供了一种仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置和仪表控制系统。

如图1所示，仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置包括仪表供风线减压阀10、第一阀支路20、气动梭阀30和气动薄膜切断阀40，第一阀支路20的第一阀支路入口与仪表供风线减压阀的出口连通，第一阀支路20上设置有第一检测装置21以检测第一阀支路20上的风压；气动梭阀30的第一端口与第一阀支路20的第一阀支路出口连接；气动薄膜切断阀40与气动梭阀30的气动梭阀出口连通，以控制气动薄膜切断阀40的开关。

通过在第一阀支路20上设置第一检测装置21可以检测第一阀支路20上的风压，通过检测第一阀支路20上的风压可以检测第一阀支路20是否故障。同时操作人员通过观察第一检测装置21就可以判断第一阀支路20是否故障，使得操作人员能够及时发现故障而进行维修，保证了整个回路工作的稳定性。仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置能够及时显现联锁控制执行回路产生的故障，提醒维护人员快速处理，消除了化工生产装置因此带来的非计划停工、停产以及其它安全风险。仪表供风线减压阀10、第一阀支路20、气动梭阀30和气动薄膜切断阀40构成仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置的一条流路，气体经仪表供风线减压阀10、第一阀支路20、气动梭阀30流入到气动薄膜切断阀40处。

如图1所示，第一阀支路20还包括第一阀结构22，第一阀结构22的第一阀结构入口221作为第一阀支路入口，第一阀结构22的第一阀结构出口222与第一检测装置21连通。第一阀结构22在通电的情况下，第一阀结构入口221与第一阀结构出口222连通，气体才能从仪表供风线减压阀10、第一阀结构22流入到气动梭阀30处。而第一阀结构22在断电的情况下，第一阀结构入口221和第一阀结构出口222不连通，可以避免断电后气体回流至仪表供风线减压阀10处，保证了仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置工作的稳定性和安全性。

需要说明的是，第一阀结构22是有三个端口，另外一个端口是第一阀结构排气口223，在断电的情况下，第一阀结构排气口223与第一阀结构出口222连通，使得断电后回流至第一阀结构22处的气体能够经第一阀结构排气口223排出，以保证仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置工作的安全性。

如图1所示，第一检测装置21包括第一气路三通211和第一风压表212，第一气路三通211的第一端口与第一阀结构出口222连通，第一气路三通211的第二端口作为第一阀支路出口；第一气路三通211的第三端口与第一风压表212连通，以测量第一阀支路20内的风压。这样设置使得第一检测装置21在不影响第一阀支路20流通的情况下检测第一阀支路20上的风压。操作人员通过观察第一风压表212上的指针就能够判断第一阀支路20是否出现故障，以便于及时对第一阀支路20进行维修。

如图1所示，仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置还包括第二阀支路50，第二阀支路50的第二阀支路入口与仪表供风线减压阀的出口连通，第二阀支路50上设置有第二检测装置51以检测第二阀支路50上的风压。第二阀支路50与第一阀支路20并联，且第二阀支路50与第一阀支路20互为备份，在仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置时，气体仅从第一阀支路20流通或仅从第二阀支路50流通。

如图1所示，气动梭阀30的第二端口与第二阀支路50的第二阀支路出口连接。经第二阀支路50流出的气体能够流入到气动梭阀30处。

如图1所示，第二阀支路50还包括第二阀结构52，第二阀结构52的第二阀结构入口521作为第二阀支路入口，第二阀结构52的第二阀结构出口522与第二检测装置51连通。第二阀结构52在通电的情况下，第二阀结构入口521与第二阀结构出口522连通，气体才能从仪表供风线减压阀10、第二阀结构52流入到气动梭阀30处。而第二阀结构52在断电的情况下，第二阀结构入口521和第二阀结构出口522不连通，可以避免断电后气体回流至仪表供风线减压阀10处，保证了仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置工作的稳定性和安全性。

需要说明的是，第二阀结构52有三个端口，另外一个端口是第二阀结构排气口523，在断电的情况下，第二阀结构排气口523与第二阀结构出口522连通，使得断电后回流至第二阀结构52处的气体能够经第二阀结构排气口523排出，以保证仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置工作的安全性。

如图1所示，第二检测装置51包括第二气路三通511和第二风压表512，第二气路三通511的第一端口与第二阀结构出口522连通，第二气路三通511的第二端口作为第二阀支路出口；第二气路三通511的第三端口与第二风压表512连通，以测量第二阀支路50内的风压。这样设置使得第二检测装置51在不影响第二阀支路50流通的情况下检测第二阀支路50的风压。操作人员通过观察第二风压表512上的指针就能够判断第二阀支路50是否出现故障，以便于及时对第二阀支路50进行维修。

如图1所示，气动梭阀30的第三端口与气动薄膜切断阀40连通。这样就使得第一阀支路20或第二阀支路50流入到气动梭阀30处的气体能够流入到气动薄膜切断阀40处。

需要说明的是，第一阀支路20和第二阀支路50没有主辅之分，二者所起的作用是相同的。在仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置工作时，不论第一阀支路20还是第二阀支路50哪条支路单独通气均能将仪表供风线减压阀10处的气体导通到气动薄膜切断阀40处，同时第一风压表212和第二风压表512能够显示其所在阀支路的风压。而当第一阀支路20和第二阀支路50同时通气时，气动梭阀30的第一端口和第二端口哪个压力高，气动薄膜切断阀40就与哪条阀支路连通，另一条阀支路则关闭。若第一阀支路20和第二阀支路50压力相等，则哪条阀支路的风先到气动梭阀30处，哪条阀支路就先导通，另一条阀支路关闭。最主要的是保证了原联锁安全等级没有改变，同时阀支路上的风压表显示出了当前阀支路的工作状态，当一条阀支路出现故障后，由于阀结构失电，风压表立即指示回零，维护人员通过每日巡回检查即可发现这个阀支路出现故障，提醒维护人员针对阀支路的故障进行及时处理，从而实现了阀支路故障能够及时发现的目的。

可选地，第一阀结构22是电磁阀；和/或第二阀结构52是电磁阀。电磁阀的形式易操作。

仪表控制系统包括上述的仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置。仪表系统可以在保障自动化安全联锁保护系统功能等级的前提下，能够及时显现联锁控制执行回路产生的故障，提醒维护人员快速处理，消除了化工生产装置因此带来的非计划停工、停产以及其它安全风险。

本申请具有投资少，效果好，对自动化生产装置平稳运行提供了可靠保障，每次可为企业节省大量的成本，而因相应故障处理不及时引起的生产装置停工、停产的费用每天可达上百万元。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置，其特征在于，包括：

仪表供风线减压阀(10)；

第一阀支路(20)，所述第一阀支路(20)的第一阀支路入口与所述仪表供风线减压阀的出口连通，所述第一阀支路(20)上设置有第一检测装置(21)以检测所述第一阀支路(20)上的风压；

气动梭阀(30)，所述气动梭阀(30)的第一端口与所述第一阀支路(20)的第一阀支路出口连接；

气动薄膜切断阀(40)，所述气动薄膜切断阀(40)与所述气动梭阀(30)的气动梭阀出口连通，以控制所述气动薄膜切断阀(40)的开关。

2.根据权利要求1所述的仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置，其特征在于，所述第一阀支路(20)还包括第一阀结构(22)，所述第一阀结构(22)的第一阀结构入口(221)作为所述第一阀支路入口，所述第一阀结构(22)的第一阀结构出口(222)与所述第一检测装置(21)连通。

3.根据权利要求2所述的仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置，其特征在于，所述第一检测装置(21)包括：

第一气路三通(211)，所述第一气路三通(211)的第一端口与所述第一阀结构出口(222)连通，所述第一气路三通(211)的第二端口作为所述第一阀支路出口；

第一风压表(212)，所述第一气路三通(211)的第三端口与所述第一风压表(212)连通，以测量所述第一阀支路(20)内的风压。

4.根据权利要求2或3所述的仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置，其特征在于，所述仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置还包括第二阀支路(50)，所述第二阀支路(50)的第二阀支路入口与所述仪表供风线减压阀的出口连通，所述第二阀支路(50)上设置有第二检测装置(51)以检测所述第二阀支路(50)上的风压。

5.根据权利要求4所述的仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置，其特征在于，所述气动梭阀(30)的第二端口与所述第二阀支路(50)的第二阀支路出口连接。

6.根据权利要求5所述的仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置，其特征在于，所述第二阀支路(50)还包括第二阀结构(52)，所述第二阀结构(52)的第二阀结构入口(521)作为所述第二阀支路入口，所述第二阀结构(52)的第二阀结构出口(522)与所述第二检测装置(51)连通。

7.根据权利要求6所述的仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置，其特征在于，所述第二检测装置(51)包括：

第二气路三通(511)，所述第二气路三通(511)的第一端口与所述第二阀结构出口(522)连通，所述第二气路三通(511)的第二端口作为所述第二阀支路出口；

第二风压表(512)，所述第二气路三通(511)的第三端口与所述第二风压表(512)连通，以测量所述第二阀支路(50)内的风压。

8.根据权利要求5所述的仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置，其特征在于，所述气动梭阀(30)的第三端口与所述气动薄膜切断阀(40)连通。

9.根据权利要求6所述的仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置，其特征在于，

所述第一阀结构(22)是电磁阀；和/或

所述第二阀结构(52)是电磁阀。

10.一种仪表控制系统，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的仪表控制系统冗余执行回路故障发现装置。

Images