一種實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括集中轉換電氣操作臺、集中轉換繼電器和無擾動轉換電氣控制回路，集中轉換電氣操作臺上安裝設備控制方式集中轉換開關和預轉換按鈕，每個轉換開關有“機旁控制方式”檔位、“集中控制方式”檔位和中間檔位；每個轉換開關控制一個或多個集中轉換繼電器；集中轉換繼電器的常開觸點分別接到與轉換開關對應的無擾動轉換電氣控制回路；無擾動轉換電氣控制回路包括設備控制繼電器和由PLC/DCS控制的設備控制中間繼電器的常開觸點。本發(fā)明提高控制室對工業(yè)現(xiàn)場工藝設備的集中管控能力，實現(xiàn)設備控制方式在“機旁控制方式”與“集中控制方式”之間無擾動轉換，方便對被控設備運行正常操作或檢修調(diào)試。
【專利說明】一種實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣自動化【技術領域】，特別是涉及一種實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]在流程工業(yè)集散控制中，基本控制內(nèi)容主要包括設備控制和回路控制。設備控制就是要按照工藝、生產(chǎn)要求，控制生產(chǎn)流程中所有的工藝設備起停并監(jiān)視其運行狀態(tài)、發(fā)出報警、自動停機等。一般是控制設備的拖動電機單向運行(占絕大多數(shù))或正、反向運行。對于設備的起停控制方式一般分為兩種。在正常生產(chǎn)時，對于所控設備的起停一般均要求在控制室的監(jiān)控計算機上下達命令，并通過PLC / DCS、程序以及電氣回路等來實現(xiàn)。對于這種設備起?？刂品绞椒Q之為“集中控制方式”;在設備調(diào)試、檢修期間，對于所控設備的起停一般要求在機旁控制箱上，通過起停按鈕以及電氣回路等來實現(xiàn)。對于這種設備起?？刂品绞椒Q之為“機旁控制方式”。
[0003]在流程工業(yè)集散控制中，采用的傳統(tǒng)典型籠型電動機電氣控制原理如圖1和圖2所示。
[0004]上述兩種控制方式是通過設置在被控設備的機旁控制箱上的轉換開關進行選擇的。當置轉換開關于“機旁控制方式”檔位上時，則被控設備的起、停操作權限僅在機旁控制箱上；當置轉換開關于“集中控制方式”檔位上時，則被控設備的“起動”操作權限僅在控制室的監(jiān)控計算機上，而“停止”操作權限既在控制室的監(jiān)控計算機上又在機旁控制箱上。
[0005]上述設備控制方式轉換系統(tǒng)雖然簡單、易于實現(xiàn)，但在集散控制自動化工程項目實施以及用戶實際使用過程中，卻發(fā)現(xiàn)有如下不足之處:1)因為轉換開關均設置在機旁控制箱上，所以不能在控制室內(nèi)進行設備控制方式的選擇與轉換，這大大地減弱了控制室對于現(xiàn)場被控設備的管控能力。2)對于處于運行狀態(tài)的被控設備，當將轉換開關由“機旁控制方式”檔位轉到“集中控制方式”檔位時定會引起停機，這會帶來一定的麻煩。3)轉換開關分散到現(xiàn)場各被控設備的機旁控制箱上，在操作上很不方便實現(xiàn)對多臺被控設備同時進行控制方式轉換。這對于聯(lián)鎖關系緊密的設備鏈如皮帶傳輸系統(tǒng)，顯現(xiàn)出設計上的欠缺。4)在集散控制中，對于每一臺被控設備均設置一個轉換開關不是十分必要，會造成PLC / DCS系統(tǒng)配置上的DI數(shù)字量輸入(數(shù)字量輸入，以下同)點數(shù)過多、自動化工程造價增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的系統(tǒng)及方法。
[0007]本發(fā)明的技術方案是:
[0008]一種實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的系統(tǒng)，包括:
[0009]集中轉換電氣操作臺:安裝在控制室內(nèi)，集中轉換電氣操作臺上安裝有設備控制方式集中轉換開關和用于發(fā)出準備轉換設備控制方式指令的預轉換按鈕，且集中轉換開關和預轉換按鈕一一對應；每個轉換開關均有三個檔位，分別為“機旁控制方式”檔位、“集中控制方式”檔位和中間檔位，其中，“集中控制方式”檔位信號接點、“機旁控制方式”檔位信號接點以及預轉換按鈕信號接點均連接到PLC / DCS系統(tǒng)的DI數(shù)字量輸入模塊上；
[0010]用于設備控制方式轉換的集中轉換繼電器:該繼電器具有多常開觸點，安裝在PLC / DCS系統(tǒng)的控制柜里，且集中轉換電氣操作臺上每一個設備控制方式集中轉換開關連接控制一個或多個集中轉換繼電器，集中轉換繼電器在設備控制方式集中轉換開關位于“機旁控制方式”檔位時得電；集中轉換繼電器在設備控制方式集中轉換開關位于“集中控制方式”檔位時不得電；同一個設備控制方式集中轉換開關所連接的集中轉換繼電器的常開觸點分別接入到與該轉換開關所對應的一組被控設備的各個無擾動轉換電氣控制回路中；
[0011]無擾動轉換電氣控制回路:包括設備控制繼電器和由PLC / DCS控制的設備控制中間繼電器的常開觸點；
[0012]集中轉換繼電器的常開觸點一端與由PLC / DCS控制的設備控制中間繼電器的常開觸點的一端相連，集中轉換繼電器的常開觸點另一端與設備手動起動按鈕的一端相連，集中轉換繼電器的常開觸點所在的線路與由PLC / DCS控制的設備控制中間繼電器的常開觸點所在的線路可并行對設備控制繼電器線圈進行供電，設備控制方式為“機旁控制方式”時集中轉換繼電器的常開觸點閉合；設備控制方式為“集中控制方式”時集中轉換繼電器的常開觸點斷開。
[0013]采用所述的實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的系統(tǒng)實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的方法，包括以下步驟:
[0014]步驟1:將集散控制系統(tǒng)中的被控設備按照工藝關系分組，每組被控設備對應一個設備控制方式集中轉換開關，每個設備控制方式集中轉換開關配置一個用于發(fā)出準備轉換設備控制方式指令的預轉換按鈕，且集中轉換開關和預轉換按鈕一一對應，每個轉換開關和每個預轉換按鈕的狀態(tài)信息實時送至控制柜的PLC / DCS系統(tǒng)中；
[0015]步驟2:當設備控制方式集中轉換開關處于“機旁控制方式”檔位，即設備控制方式為機旁控制方式時，該轉換開關對應的被控設備運行過程中，根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場需求對集散控制系統(tǒng)的被控設備的設備控制方式進行無擾動切換，將設備控制方式集中轉換開關由“機旁控制方式”檔位轉換至“集中控制方式”檔位；
[0016]步驟2.1:按下與當前設備控制方式集中轉換開關相對應的預轉換按鈕，預轉換信號被傳送至控制柜的PLC / DCS系統(tǒng)中；
[0017]步驟2.2:控制柜的PLC / DCS系統(tǒng)得到預轉換信號后，控制輸出相應的DO數(shù)字量輸出點，使得與該預轉換按鈕相對應的已經(jīng)運行的被控設備的設備控制中間繼電器的線圈得電并維持至設定時間，在該段時間內(nèi)，設備控制繼電器由設備控制中間繼電器常開觸點所在的線路和集中轉換繼電器常開觸點所在的線路同時供電；
[0018]步驟2.3:在設定時間內(nèi)，將設備控制方式集中轉換開關轉換到“集中控制方式”檔位，即斷開集中轉換繼電器觸點，此時設備控制繼電器不斷電，使得被控設備繼續(xù)運行，從而實現(xiàn)“機旁控制方式”到“集中控制方式”的無擾動轉換；
[0019]步驟3:當設備控制方式集中轉換開關處于“集中控制方式”檔位，即設備控制方式為集中控制方式時，被控設備運行過程中，根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場要求對集散控制系統(tǒng)的被控設備的設備控制方式進行無擾動切換，將設備控制方式集中轉換開關切換到“機旁控制方式”檔位時，直接通過設備控制方式集中轉換開關切換檔位，PLC / DCS系統(tǒng)在得到設備控制方式轉換開關轉換信號后，停止相應的DO數(shù)字量輸出點輸出，將與轉換開關對應的被控設備的設備控制中間繼電器常開觸點斷開；
[0020]步驟4:在被控設備停運期間，將設備控制方式集中轉換開關轉換到非機旁且非集中控制方式的中間檔位，PLC / DCS系統(tǒng)強制相應DO數(shù)字量輸出點不輸出，使與該轉換開關對應的被控設備的設備控制中間繼電器的線圈始終處于失電狀態(tài)。
[0021]步驟I中所述的將集散控制系統(tǒng)中的被控設備按照工藝關系分組，具體按如下步驟進行:首先，按照集散控制系統(tǒng)控制站的劃分結果，將歸屬于同一控制站的所有被控設備分在一個大組；
[0022]其次，在每個大組內(nèi)，按照工藝流程將被控設備分成幾個中組，將每個工藝系列的被控設備對應分成一個中組，公共物流線上的被控設備分為一個或幾個中組；
[0023]再次，在每個中組內(nèi)，按照物流鏈的相對獨立性將被控設備劃分成一個或多個小組，具體規(guī)則如下:
[0024]I)將設備起停聯(lián)鎖關系相對緊密的被控設備劃分為一個小組；
[0025]2)將設備起停聯(lián)鎖關系相對弱或無聯(lián)鎖關系的設備，按被控設備種類劃分小組，即同一類被控設備分在一個小組；
[0026]最后，將每個小組內(nèi)的所有被控設備與一個設備控制方式集中轉換開關對應，由該設備控制方式集中轉換開關進行設備控制方式集中轉換。
[0027]有益效果:
[0028]1.本發(fā)明將用于切換設備控制方式的轉換開關都安裝在集中轉換電氣操作臺上，并將集中轉換電氣操作臺安裝于控制室內(nèi)，這大大提高了控制室對于工業(yè)現(xiàn)場工藝設備的集中管控能力，并改善了工廠的設備運行、檢修管理模式；
[0029]2.本發(fā)明可以實現(xiàn)設備控制方式在“機旁控制方式”與“集中控制方式”兩種方式之間無擾動轉換，這大大方便了對工業(yè)現(xiàn)場工藝設備的正常運行操作以及檢修、調(diào)試操作，避免了不必要的設備重起。尤其是對于重型工藝設備，這種設備控制方式無擾動轉換的功能顯得十分重要；
[0030]3.本發(fā)明使用一個設備控制方式集中轉換開關同時控制多臺被控設備，這對于聯(lián)鎖關系緊密的設備鏈如皮帶傳輸系統(tǒng)，該功能設計更加切合實際需求，更加方便崗位操作。
[0031]4.本發(fā)明可以降低PLC / DCS集散控制系統(tǒng)中的DI數(shù)字量輸入配置點數(shù)(相對傳統(tǒng)設計可降低10% —15% )，從而可以綜合降低流程工業(yè)集散控制系統(tǒng)自動化工程的造價。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是集散控制中使用的傳統(tǒng)典型籠型電動機不可逆控制電氣原理圖；
[0033]圖2是集散控制中使用的傳統(tǒng)典型籠型電動機可逆控制電氣原理圖；
[0034]圖3是本發(fā)明【具體實施方式】的設備控制方式分組集中轉換電氣原理示意圖；
[0035]圖4是本發(fā)明【具體實施方式】的設備控制方式集中轉換電氣操作臺臺面布置示意圖；[0036]圖5是本發(fā)明【具體實施方式】的集散系統(tǒng)中基于設備控制方式無擾動轉換的籠型電動機不可逆控制電氣原理圖；
[0037]圖6是本發(fā)明【具體實施方式】的集散系統(tǒng)中基于設備控制方式無擾動轉換的籠型電動機可逆控制電氣原理圖；
[0038]圖中，I一電機保護器，2—設備保護器常開觸點，3—由PLC控制的設備控制中間繼電器常開觸點，4一集中轉換繼電器常開觸點,5—設備控制繼電器,6—檢修開關,7一電機保護繼電器，8—設備保護繼電器，9一設備控制方式集中轉換開關(接線圖)，10—集中轉換電氣操作臺(示意圖)，11 一集中轉換繼電器，12—與被控設備相關的控制柜(示意圖)，13—設備控制方式集中轉換開關，14一預轉換按鈕。
【具體實施方式】
[0039]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做詳細說明，本實施例是以國內(nèi)某大型選礦廠集散控制系統(tǒng)自動化工程項目為例實施本發(fā)明的技術方案。
[0040]該選礦廠年產(chǎn)鐵精礦400萬噸，共有4個生產(chǎn)作業(yè)車間。建成自動化集散控制系統(tǒng)后，整個生產(chǎn)流程全部在中心控制室通過監(jiān)控計算機進行監(jiān)控和管理。
[0041]該自動化集散控制系統(tǒng)采用的是PLC系統(tǒng)，共控制工藝設備535臺，歸屬于20個PLC控制站(包括本地站或遠程站)。如果按照傳統(tǒng)的設備控制電氣控制原理(如圖1、圖
2)進行設計，需要使用535個轉換開關，分別安裝到535個機旁控制箱上，對于控制方式轉換開關狀態(tài)進行監(jiān)視共需要535個DI數(shù)字量輸入點。這一方面會造成PLC系統(tǒng)的DI數(shù)字量輸入點配置過高而增加自動化工程的造價；另一方面，由于設備控制方式轉換只能在機旁控制箱上完成，加上選礦廠被控設備多、作業(yè)面積大、作業(yè)環(huán)境惡劣等因素，會造成設備控制方式轉換操作十分不便。不僅浪費人力和時間，而且由于不能實現(xiàn)設備控制方式的無擾動轉換，還會造成設備投入生產(chǎn)過程的不必要重起，從而產(chǎn)生不必要的磨損、沖擊和消耗。因此采用本發(fā)明的技術方案實現(xiàn)現(xiàn)場的工藝設備控制方式的集中無擾動切換。
[0042]本實施方式中，實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的系統(tǒng)，包括:
[0043]如圖4所示的集中轉換電氣操作臺:安裝在控制室內(nèi)，集中轉換電氣操作臺10上安裝有設備控制方式集中轉換開關13和用于發(fā)出準備轉換設備控制方式指令的預轉換按鈕14，且設備控制方式集中轉換開關13和預轉換按鈕14 一一對應，預轉換按鈕14信號接點連接到PLC系統(tǒng)的DI數(shù)字量輸入模塊上。
[0044]如圖3所示，每個設備控制方式集中轉換開關9均有三個檔位，分別為“機旁控制方式”檔位、“集中控制方式”檔位和中間檔位，其中，“集中控制方式”檔位信號接點、“機旁控制方式”檔位信號接點均連接到PLC系統(tǒng)的DI數(shù)字量輸入模塊上。
[0045]用于設備控制方式轉換的集中轉換繼電器11:該繼電器具有多常開觸點，安裝在與被控設備相關的控制柜12里，且集中轉換電氣操作臺10上每一個設備控制方式集中轉換開關9連接控制一個或多個集中轉換繼電器11，集中轉換繼電器11在設備控制方式集中轉換開關9位于“機旁控制方式”檔位時得電；集中轉換繼電器在設備控制方式集中轉換開關位于“集中控制方式”檔位時不得電；同一個設備控制方式集中轉換開關9所連接的集中轉換繼電器11的常開觸點分別接入到與該轉換開關所對應的一組被控設備的各個無擾動轉換電氣控制回路中。[0046]無擾動轉換電氣控制回路:包括設備控制繼電器和由PLC控制的設備控制中間繼電器的常開觸點；
[0047]無擾動轉換電氣控制回路是集散控制中實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換系統(tǒng)的重要部分?；凇皵嗦菲?接觸器+電機保護器+籠型電動機”電氣主回路方案，無擾動轉換電氣控制回路包括籠型電動機不可逆控制和可逆控制兩種方案。與目前集散控制中采用的傳統(tǒng)典型籠型電動機電氣控制回路不同的是，無擾動轉換電氣控制回路中并沒有轉換開關，但有設備控制方式集中轉換繼電器的常開觸點。該常開觸點的閉合或斷開決定了設備控制方式為“機旁控制方式”或“集中控制方式”。
[0048]本發(fā)明【具體實施方式】的集散系統(tǒng)中基于設備控制方式無擾動轉換的籠型電動機不可逆控制電氣原理如圖5所示，該控制回路電氣原理是:集中轉換繼電器常開觸點4與手動起動按鈕SBl串聯(lián)，其整體與PLC控制的設備控制中間繼電器常開觸點3并聯(lián)，其整體再與手動停止按鈕SB2串聯(lián)后接到設備控制繼電器5的線圈上，成為籠型電動機不可逆控制電氣控制回路的主體部分。另外，設備控制繼電器5常開觸點與手動起動按鈕SBl并聯(lián)形成自鎖，在設備控制繼電器5控制分支回路內(nèi)串聯(lián)電機保護繼電器7、設備保護繼電器8以及設備檢修開關6的常閉觸點，進一步完善了設備控制繼電器5控制分支回路。
[0049]集中轉換繼電器的常開觸點4 一端與由PLC控制的設備控制中間繼電器的常開觸點3的一端相連，集中轉換繼電器的常開觸點4另一端與設備手動起動按鈕SBl的一端相連，集中轉換繼電器的常開觸點4所在的線路與由PLC控制的設備控制中間繼電器的常開觸點3所在的線路可并行對設備控制繼電器5線圈進行供電，設備控制方式為“機旁控制方式”時集中轉換繼電器的常開觸點4閉合；設備控制方式為“集中控制方式”時集中轉換繼電器的常開觸點4斷開。
[0050]本發(fā)明【具體實施方式】的集散系統(tǒng)中基于設備控制方式無擾動轉換的籠型電動機可逆控制電氣原理如圖6所示，其設備控制方式集中無擾動轉換的設計思路與圖5所體現(xiàn)的完全相同，只是由于該電氣回路中有兩個接觸器(KM1、KM2)，為此對應這兩個接觸器各設計一套設備手動起動按鈕(SB11、SB12)、由PLC控制的設備控制中間繼電器常開觸點(KAC1、KAC2)和設備控制繼電器(KA3、KA4)，但兩套公用一個集中轉換繼電器常開觸點4 (KAS)。
[0051]上述的設備控制方式集中轉換開關操作規(guī)程如下:
[0052]I)當某轉換開關于“機旁控制方式”檔位，通過機旁控制箱起動與該轉換開關對應的被控設備運行后，如要將轉換開關轉到“集中控制方式”檔位，必須先按下與該轉換開關相對應的預轉換按鈕，并在規(guī)定的時間段內(nèi)完成轉換開關的轉動操作。
[0053]2)當某轉換開關于“集中控制方式”檔位，通過控制室內(nèi)監(jiān)控計算機起動與該轉換開關對應的被控設備運行后，如要將該轉換開關轉到“機旁控制方式”檔位，可以直接進行轉換開關的轉動操作，不必按下與該轉換開關相對應的預轉換按鈕。
[0054]3)在被控設備停運期間，要將相應的轉換開關置于非機旁、非集中的中間檔位。
[0055]上述的設備控制方式無擾動轉換編程規(guī)則:
[0056]I)如果某轉換開關于“機旁控制方式”檔位，那么PLC在得到與該轉換開關對應的預轉換按鈕輸入信號后，立即通過程序控制相應的DO數(shù)字量輸出點輸出，控制那些與該轉換開關相對應的已經(jīng)運行的被控設備的設備控制中間繼電器的線圈得電，并保持至設定時間。過了這段時間，立即通過程序停止上面完成的DO數(shù)字量輸出點輸出。
[0057]2)如果某轉換開關于“集中控制方式”檔位，那么PLC在得到該轉換開關的“機旁控制方式”檔位信號后，立即通過程序控制相應的DO數(shù)字量輸出點不輸出，使得與該轉換開關相對應的被控設備的設備控制中間繼電器斷電。
[0058]3)如果某轉換開關于非機旁、非集中的中間檔位時，那么PLC要通過程序控制相應的DO數(shù)字量輸出點不輸出，使得與該轉換開關相對應的被控設備的設備控制中間繼電器不得電。
[0059]設備控制方式無擾動轉換原理如下:
[0060]設備控制方式無擾動轉換是指，被控設備的控制方式發(fā)生改變不會影響到其原來的運行狀態(tài)。要實現(xiàn)這一功能，需要有如圖5、圖6所示電氣原理的電氣控制回路。從圖中可以看出，要實現(xiàn)設備控制方式無擾動轉換，關鍵是要保證集中轉換繼電器常開觸點KAS的開閉狀態(tài)發(fā)生改變時，設備控制繼電器的通斷狀態(tài)不受到影響。要實現(xiàn)這一目標，單靠如圖5、圖6所示電氣原理的電氣控制回路是不行的，還要借助PLC系統(tǒng)。
[0061]當設備控制方式集中轉換開關從“集中控制方式”檔位向“機旁控制方式”檔位轉動時，原來得電的設備控制繼電器不會斷電，即原來運行的設備會繼續(xù)運行，但該繼電器此后同時由設備控制中間繼電器常開觸點所在的線路和集中轉換繼電器常開觸點所在的線路供電。為安全起見，PLC要通過程序立即控制相應的DO數(shù)字量輸出點不輸出，從而將相應的設備控制中間繼電器常開觸點所在的線路斷開。
[0062]當設備控制方式集中轉換開關從“機旁控制方式”檔位向“集中控制方式”檔位轉動時，原來得電的設備控制繼電器會立即斷電，運行的設備會停機。為了保證原來得電的設備控制繼電器不斷電，在設備控制方式轉換前，需要先按下相應的預轉換按鈕。PLC系統(tǒng)得到預轉換信號后，立即控制相應的DO數(shù)字量輸出點輸出，使得與設備控制方式集中轉換開關相對應的已經(jīng)運行的被控設備的設備控制中間繼電器得電，并維持一段時間。在此時間段內(nèi)，設備控制繼電器同時由設備控制中間繼電器常開觸點所在的線路和集中轉換繼電器常開觸點所在的線路供電。此時，再進行設備控制方式轉換操作，即斷開集中轉換繼電器常開觸點，可以保證設備控制繼電器不斷電，從而保證原來運行的設備會繼續(xù)運行。從按下預轉換按鈕到轉動設備控制方式集中轉換開關之間的時間間隔越短越好，本實施方式中，該時間間隔(設定時間)控制在3秒之內(nèi)，如實際操作時間間隔超過3秒，則無擾動轉換失敗，會造成運行的被控設備非正常停機。
[0063]當設備控制方式集中無擾動轉換開關于非機旁、非集中的中間檔位時，集中轉換繼電器不得電，“機旁控制方式”無效。為安全起見，PLC要通過程序控制相應的DO數(shù)字量輸出點不輸出，確?！凹锌刂品绞健币矡o效，從而可將設備控制方式集中無擾動轉換開關的中間檔位作為“設備停運”檔位使用。
[0064]上述實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的系統(tǒng)，會大大提高控制室對于工業(yè)現(xiàn)場工藝設備的集中管控能力，改善工廠的設備運行、檢修管理模式。
[0065]該系統(tǒng)的具體操作方式如下:
[0066]I)在正常生產(chǎn)時，所有轉換開關均轉到“集中控制方式”檔位上，通過控制室內(nèi)的監(jiān)控計算機進行設備起停操作。正常生產(chǎn)期間，所有來自現(xiàn)場的設備操作，均視為非正常操作，計算機會自動進行記錄。[0067]2)生產(chǎn)期間，當需要對某臺被控設備進行檢修時，設備維護人員要向控制室發(fā)出申請。在該申請得到批準后，控制室崗位操作人員會通過監(jiān)控計算機操作停下預檢修設備(如果有緊密聯(lián)鎖的設備，也要一并停下來)。檢修人員在將機旁控制箱上的檢修開關斷開后，開始進行設備檢修。在設備檢修完成后，檢修人員需報告控制室，控制室崗位操作人員將會通過監(jiān)控計算機起動已檢修的設備(以及相關停下來的設備)，使其重新投入生產(chǎn)。
[0068]3)在全線停產(chǎn)、設備集中檢修維護期間，所有轉換開關均轉到“機旁控制方式”檔位上；在設備大修完成重新投入生產(chǎn)時，設備的起停在機旁控制箱上完成；逐段觀察設備運行良好后，再按照設備控制方式集中轉換開關操作規(guī)程，將設備控制集中轉換開關從“機旁控制方式”檔位轉到“集中控制方式”檔位。
[0069]4)在設備停運期間，將設備的轉換開關轉到中間檔位。
[0070]采用所述的實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的系統(tǒng)實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的方法，包括以下步驟:
[0071]步驟1:將集散控制系統(tǒng)中的被控設備按照工藝關系分組，每組被控設備對應一個設備控制方式集中轉換開關，每個設備控制方式集中轉換開關配置一個用于發(fā)出準備轉換設備控制方式指令的預轉換按鈕，且集中轉換開關和預轉換按鈕一一對應，每個轉換開關和每個預轉換按鈕的狀態(tài)信息實時送至控制柜的PLC系統(tǒng)中；
[0072]所述的將集散控制系統(tǒng)中的被控設備按照工藝關系分組，具體按如下步驟進行:
[0073]首先，按照集散控制系統(tǒng)控制站的劃分結果:將歸屬于同一控制站的所有被控設備分在一個大組；
[0074]其次，在每個大組內(nèi)，按照工藝流程將被控設備分成幾個中組，將每個工藝系列的被控設備對應分成一個中組，公共物流線上的被控設備分為一個或幾個中組；
[0075]再次，在每個中組內(nèi)，按照物流鏈的相對獨立性將被控設備劃分成一個或多個小組，具體規(guī)則如下:
[0076]I)將設備起停聯(lián)鎖關系相對緊密的被控設備劃分為一個小組；
[0077]2)將設備起停聯(lián)鎖關系相對弱或無聯(lián)鎖關系的設備，按被控設備種類劃分小組，即同一類被控設備分在一個小組；當劃分的某個小組內(nèi)的被控設備臺數(shù)過多導致操作管理不便時，將該小組內(nèi)的被控設備再分為兩組或兩組以上；
[0078]最后，將每個小組內(nèi)的所有被控設備與一個設備控制方式集中轉換開關對應，由該設備控制方式集中轉換開關進行設備控制方式集中轉換。
[0079]步驟2:當設備控制方式集中轉換開關處于“機旁控制方式”檔位，即設備控制方式為機旁控制方式時，該轉換開關對應的被控設備運行過程中，根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場需求對集散控制系統(tǒng)的被控設備的設備控制方式進行無擾動切換，將設備控制方式集中轉換開關由“機旁控制方式”檔位轉換至“集中控制方式”檔位；
[0080]步驟2.1:按下與當前設備控制方式集中轉換開關相對應的預轉換按鈕，預轉換信號被傳送至控制柜的PLC系統(tǒng)中；
[0081]步驟2.2:控制柜的PLC系統(tǒng)得到預轉換信號后，控制輸出相應的DO數(shù)字量輸出點，從而使得與該DO數(shù)字量輸出點連接的被控設備的設備控制中間繼電器的線圈得電并維持至設定時間，在該段時間內(nèi)，設備控制繼電器由設備控制中間繼電器常開觸點所在的線路和集中轉換繼電器常開觸點所在的線路同時供電；[0082]步驟2.3:在設定時間內(nèi)，將設備控制方式集中轉換開關轉換到“集中控制方式”檔位，即斷開集中轉換繼電器觸點，此時設備控制繼電器不斷電，使得被控設備繼續(xù)運行，從而實現(xiàn)“機旁控制方式”到“集中控制方式”的無擾動轉換；
[0083]步驟3:當設備控制方式集中轉換開關處于“集中控制方式”檔位，即設備控制方式為集中控制方式時，被控設備運行過程中，根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場要求對集散控制系統(tǒng)的被控設備的設備控制方式進行無擾動切換，將設備控制方式集中轉換開關切換到“機旁控制方式”檔位時，直接通過設備控制方式集中轉換開關切換檔位，PLC系統(tǒng)在得到設備控制方式轉換開關轉換信號后，停止相應的DO數(shù)字量輸出點輸出，將與轉換開關對應的被控設備的設備控制中間繼電器常開觸點斷開；
[0084]步驟4:在被控設備停運期間，將設備控制方式集中轉換開關轉換到非機旁且非集中控制方式的中間檔位，PLC系統(tǒng)強制相應DO數(shù)字量輸出點不輸出，使與該DO數(shù)字量輸出點對應的被控設備的設備控制中間繼電器的線圈始終處于失電狀態(tài)。
[0085]通過采用本實施方式的系統(tǒng)及方法，將535臺工藝設備按照前述的設備分組設計原則劃分為81組，具體的設備分組情況見表I。
[0086]表I設備分組情況
[0087]
【權利要求】
1.一種實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的系統(tǒng)，其特征在于:包括: 集中轉換電氣操作臺:安裝在控制室內(nèi)，集中轉換電氣操作臺上安裝有設備控制方式集中轉換開關和用于發(fā)出準備轉換設備控制方式指令的預轉換按鈕，且集中轉換開關和預轉換按鈕一一對應；每個轉換開關均有三個檔位，分別為“機旁控制方式”檔位、“集中控制方式”檔位和中間檔位，其中，“集中控制方式”檔位信號接點、“機旁控制方式”檔位信號接點、預轉換按鈕信號接點均連接到PLC/DCS系統(tǒng)的DI數(shù)字量輸入模塊上； 用于設備控制方式轉換的集中轉換繼電器:該繼電器具有多常開觸點，安裝在PLC/DCS系統(tǒng)的控制柜里，且集中轉換電氣操作臺上每一個設備控制方式集中轉換開關連接控制一個或多個集中轉換繼電器，集中轉換繼電器在設備控制方式集中轉換開關位于“機旁控制方式”檔位時得電；集中轉換繼電器在設備控制方式集中轉換開關位于“集中控制方式”檔位時不得電；同一個設備控制方式集中轉換開關所連接的集中轉換繼電器的常開觸點分別接入到與該轉換開關所對應的一組被控設備的各個無擾動轉換電氣控制回路中；無擾動轉換電氣控制回路:包括設備控制繼電器和由PLC/DCS控制的設備控制中間繼電器的常開觸點； 集中轉換繼電器的常開觸點一端與由PLC/DCS控制的設備控制中間繼電器的常開觸點的一端相連，集中轉換繼電器的常開觸點另一端與設備手動起動按鈕的一端相連，集中轉換繼電器的常開觸點所在的線路與由PLC/DCS控制的設備控制中間繼電器的常開觸點所在的線路可并行對設備控制繼電器線圈進行供電，設備控制方式為“機旁控制方式”時集中轉換繼電器的常開觸點閉合；設備控制方式為“集中控制方式”時集中轉換繼電器的常開觸點斷開。
2.采用權利要求1所述的實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的系統(tǒng)實現(xiàn)設備控制方式集中無擾動轉換的方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:將集散控制系統(tǒng)中的被控設備按照工藝關系分組，每組被控設備對應一個設備控制方式集中轉換開關，每個設備控制方式集中轉換開關配置一個用于發(fā)出準備轉換設備控制方式指令的預轉換按鈕，且集中轉換開關和預轉換按鈕一一對應，每個轉換開關和每個預轉換按鈕的狀態(tài)信息實時送至控制柜的PLC/DCS系統(tǒng)中； 步驟2:當設備控制方式集中轉換開關處于“機旁控制方式”檔位，即設備控制方式為機旁控制方式時，該轉換開關對應的被控設備運行過程中，根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場需求對集散控制系統(tǒng)的被控設備的設備控制方式進行無擾動切換，將設備控制方式集中轉換開關由“機旁控制方式”檔位轉換至“集中控制方式”檔位； 步驟2.1:按下與當前設備控制方式集中轉換開關相對應的預轉換按鈕，預轉換信號被傳送至控制柜的PLC/DCS系統(tǒng)中； 步驟2.2:控制柜的PLC/DCS系統(tǒng)得到預轉換信號后，控制輸出相應的DO數(shù)字量輸出點，使得與該預轉換按鈕相對應的已經(jīng)運行的被控設備的設備控制中間繼電器的線圈得電并維持至設定時間，在該段時間內(nèi)，設備控制繼電器由設備控制中間繼電器常開觸點所在的線路和集中轉換繼電器常開觸點所在的線路同時供電； 步驟2.3:在設定時間內(nèi)，將設備控制方式集中轉換開關轉換到“集中控制方式”檔位，即斷開集中轉換繼電器觸點，此時設備控制繼電器不斷電，使得被控設備繼續(xù)運行，從而實現(xiàn)“機旁控制方式”到“集中控制方式”的無擾動轉換；步驟3:當設備控制方式集中轉換開關處于“集中控制方式”檔位，即設備控制方式為集中控制方式時，被控設備運行過程中，根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場要求對集散控制系統(tǒng)的被控設備的設備控制方式進行無擾動切換，將設備控制方式集中轉換開關切換到“機旁控制方式”檔位時，直接通過設備控制方式集中轉換開關切換檔位，PLC/DCS系統(tǒng)在得到設備控制方式轉換開關轉換信號后，停止相應的DO數(shù)字量輸出點輸出，將與轉換開關對應的被控設備的設備控制中間繼電器常開觸點斷開； 步驟4:在被控設備停運期間，將設備控制方式集中轉換開關轉換到非機旁且非集中控制方式的中間檔位，PLC/DCS系統(tǒng)強制相應DO數(shù)字量輸出點不輸出，使與轉換開關對應的被控設備的設備控制中間繼電器的線圈始終處于失電狀態(tài)。
3.根據(jù)權利要求2所述的實現(xiàn)設備控制方式無擾動轉換的方法，其特征在于:步驟I中所述的將集散控制系統(tǒng)中的被控設備按照工藝關系分組，具體按如下步驟進行: 首先，按照集散控制系統(tǒng)控制站的劃分結果，將歸屬于同一控制站的所有被控設備分在一個大組； 其次，在每個大組內(nèi)，按照工藝流程將被控設備分成幾個中組，將每個工藝系列的被控設備對應分成一個中組，公共物流線上的被控設備分為一個或幾個中組； 再次，在每個中組內(nèi)，按照物流鏈的相對獨立性將被控設備劃分成一個或多個小組，具體規(guī)則如下: 1)將設備起停聯(lián)鎖關系相對緊密的被控設備劃分為一個小組； 2)將設備起停聯(lián)鎖關系相對弱或無聯(lián)鎖關系的設備，按被控設備種類劃分小組，即同一類被控設備分在一個小組； 最后，將每個小組內(nèi)的所有被控設備與一個`設備控制方式集中轉換開關對應，由該設備控制方式集中轉換開關進行設備控制方式集中轉換。
【文檔編號】G05B19/048GK103631193SQ201310690632
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權日:2013年12月13日
【發(fā)明者】張杰卿, 吳永建, 丁進良, 李健, 理明明, 鄭秀萍, 柴天佑 申請人:東北大學