专利名称：阀位监测及报警联锁装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种固定层间歇气化式煤气发生炉的自动程序控制液压阀门的阀位检测及报警联锁装置。
背景技术：
在化工、冶炼等行业中均采用间歇气化式煤气发生炉产生煤气，这种煤气发生炉所用的程控液压阀门很多，动作非常频繁，其中每个阀门的动作都对正常造气起着重要的作用。特别是关键液压阀的动作失灵，更会造成意想不到的恶性后果，甚至发生爆炸事故。这就要求液压阀在生产中必须准确按照程序控制器的控制命令运行。然而从程序控制器到液压阀间存在着传输信号线、电液阀、油管、油缸等诸多环节，液压阀在运行中出现故障是不可避免的。这就需要生产工艺操作人员必须经常检查。但因各类阀门数量多，一般情况下故障不可能被及时发现，只有在炉况出现严重恶化以后，才能作出判断，才能检查处理阀门故障，往往这时已对生产造成了严重的停产影响。因此提前对液压阀状况进行检测，及时对液压阀出现的异常情况进行可靠预警和控制，在工厂对连续安全生产是至关重要的。现有报警装置经常出现误报警和漏报的现象，误报和漏报情况产生的主要原因是1、报警系统中没有对程序控制器设置监测电路，程序控制器出现故障不报警；2、报警系统的传感器没有自诊断故障检测装置，传感器出现故障不报警；3、传感系统可靠性差；4、阀门出现异常情况时，不能实现安全联锁停炉。
发明内容
本实用新型针对上述问题，提出一种阀位监测及报警联锁装置，这种装置对阀门异位故障、程序控制器故障、报警系统传感器故障及时检测报警，并利用并联技术增强了传感器系统的可靠性，同时利用控制电路，在重要阀门出现异常信号时，终止程序控制器运行，使系统处于联锁安全状态。
如图1所示，本实用新型技术方案是针对目前阀位检测装置已有的问题，采用硬件电路实施报警与控制，在报警电路中除了包括液压阀不到上位报警电路(3)和液压阀不到下位报警电路(5)外，还增加了程控器输出继电器断不开故障报警电路(1)、程控器输出继电器不闭合故障报警电路(2)、上位传感器始终闭合故障报警电路(4)、下位传感器始终闭合故障报警电路(6)和联锁电路(20)，其中程控器输出继电器断不开故障报警电路(1)由延时电路(02)和翻转门(03)连接构成，程控器输出继电器不闭合故障报警电路(2)由延时电路(04)和翻转门(05)连接构成，延时电路(02)和延时电路(04)分别与变换电路(01)连接，变换电路(01)连接到程控器输出继电器，翻转门(03)和翻转门(05)的输出连接报警显示以及连接逻辑器件(020)。变换电路(01)从程控器输出继电器取得输出电压信号，经变换后再分别通过延时电路(02)、延时电路(04)判断继电器已闭合时间或者已分断时间，当这两个时间任意一个超过其对应的延时电路(02)或延时电路(04)设定的时间，电路推动对应的翻转门(03)或翻转门(05)实施报警；上位传感器始终闭合故障报警电路(4)由上位传感器(06)、延时电路(07)和翻转门(08)依次连接构成，下位传感器始终闭合故障报警电路(6)由下位传感器(09)、延时电路(010)和翻转门(011)依次连接构成。上位传感器始终闭合故障报警电路(4)和下位传感器始终闭合故障报警电路(6)分别是从上位传感器(06)和下位传感器(09)输出端取得信号，通过对应的延时电路(07)或延时电路(010)判断传感器已闭合时间，当这两个时间之一超过设定时间，电路推动对应的翻转门(08)或翻转门(011)实施报警；液压阀不到上位报警电路(3)由延时电路(012)和翻转门(013)连接构成，其中延时电路(012)两个输入端分别连接变换电路(01)的输出端和上位传感器(06)的输出端。液压阀不到下位报警电路(5)由延时电路(014)和翻转门(015)连接构成，其中延时电路(014)两个输入端分别连接变换电路(01)的输出端和下位传感器(09)的输出端。液压阀不到上位报警电路(3)和液压阀不到下位报警电路(5)从程控器输出继电器取得输出电压信号，经变换电路(01)得到输入信号，同时还分别取得上位传感器(06)和下位传感器(09)的闭合信号，分别由延时电路(012)或延时电路(014)判断程控器的输出继电器发出的信号，到上位传感器、下位传感器相应闭合的各自延时时间，当这两个延迟时间任意一个超过对应延时电路(012)或延时电路(014)设定时间时(说明相应阀门动作过慢或不动作)，相应电路推动翻转门(013)或翻转门(015)实施报警；联锁电路(20)由一个多输入端的逻辑器件(020)构成，由上述六个报警电路选取任意几个报警输出端(那些对生产安全至关重要的报警)连接逻辑器件(020)的输入端，逻辑器件(020)输出端连接程控器停电复位端；当连接的任意一个报警输出端产生报警信号，逻辑器件(020)将产生信号控制程控器停电复位；上位传感器(06)和下位传感器(09)均采用多个传感器并联。
本实用新型的积极作用是1、对程序控制器的输出继电器设置了监测电路，程序控制器产生故障能及时报警；2、出现异常情况时，通过联锁电路自动停机复位，杜绝了恶性事故发生。
图1是本实用新型发明内容的原理图。
图2是本实用新型一个实施例。
图3是图2翻转电路(30)的电路原理图。
图4是程控器输出继电器输出220VAC的变换电路图。
图5是程控器输出继电器输出24VDC的变换电路图。
图中1、程控器输出继电器断不开故障报警电路，2、程控器输出继电器不闭合故障报警电路，3、液压阀不到上位报警电路，5、液压阀不到下位报警电路，4、上位传感器始终闭合故障报警电路，6、下位传感器始终闭合故障报警电路，01、变换电路，06、上位传感器，09、下位传感器，02、04、07、010、012、014、延时电路，03、05、08、011、013、015、翻转门，20、联锁电路，020、逻辑器件，30、翻转电路，11、信号输入端，13、模拟开关的控制端，17、比较器的输出端，101、模拟开关，102、反相器，700、控制命令端口，301、模拟开关，401、模拟开关，303、RS触发器，402、反相器，501、模拟开关，502、反相器，503、RS触发器，602、反相器，91、干簧管传感器，92、干簧管传感器，601、模拟开关，7、8、控制命令显示电路，9、上行程到位显示电路，10、下行程到位显示电路，70、80、反相驱动器，90、100、反相驱动器，20、联锁电路，200、多路输入与门或者与非门，12、电阻，14、电容器，18、比较器，15、负输入端，19、模拟开关。
具体实施方式
图2是本实用新型的一个具体实施例。
在本实施例中，上位传感器(06)采用干簧管传感器(91)，下位传感器(09)采用干簧管传感器(92)，联锁电路(20)中的逻辑器件(020)采用多路输入与门或者与非门(200)，六个报警电路中都有延时电路和翻转门，将其公共部分用一个统一的翻转电路(30)表示。
本实施例中的阀位监测报警联锁装置由六个报警电路和联锁电路以及四个工作状态显示电路构成。六个报警电路分别为程控器输出继电器断不开故障报警电路(1)，程控器输出继电器不闭合故障报警电路(2)，液压阀不到上位报警电路(3)，液压阀不到下位报警电路(5)，上位传感器始终闭合故障报警电路(4)，下位传感器始终闭合故障报警电路(6)。上述六个报警电路中各自核心部分是一个由积分电路(延时电路)和比较电路(反转门)构成的翻转电路(30)，如图3所示，其结构如下信号输入端(11)连接电阻(12)的一端，电阻(12)的另一端连接电容器(14)以及比较器(18)的负输入端(15)，电容器(14)另一端连接电源地端，电容器两端和一个模拟开关(19)两端并联，模拟开关(19)的控制端(13)的联接在各电路中分述，比较器(18)的正输入端联接参考电压，比较器(18)的输出端(17)通过一定电路驱动报警装置；对于程控器输出继电器断不开故障报警电路(1)的翻转电路(30)信号输入端(11)通过模拟开关(101)连接于正电源端，模拟开关(101)的控制端和非门(102)的输入端以及控制命令端口(700)连接，非门(102)输出端连接翻转电路(30)中的模拟开关(19)的控制端(13)；程控器输出继电器不闭合故障报警电路(2)的翻转电路(30)中的信号输入端(11)连接电源正端，翻转电路(30)中模拟开关(19)的控制端(13)连接控制命令端口(700)；液压阀门不到上位报警电路(3)的翻转电路(30)中的输入端(11)连接模拟开关(301)，模拟开关(301)另一端连接电源正端，模拟开关(301)的控制端连接控制命令端口(700)，翻转电路(30)中的模拟开关(19)的控制端(13)连接模拟开关(401)的输出端，翻转电路(30)中比较器(18)的输出端(17)和RS触发器(303)其中一个输入端连接，RS触发器(303)的另一个输入端和反相器(402)输出端连接，RS触发器(303)的其中一个输出端驱动一定的报警装置；液压阀不到下位报警电路(5)中，翻转电路(30)的输入端(11)连接模拟开关(501)，模拟开关(501)的另一端连接到电源正端，控制命令端口(700)连接反相器(502)的输入端，反相器(502)输出端连接模拟开关(501)的控制端，翻转电路(30)中的模拟开关(19)的控制端(13)连接模拟开关(601)的输出端，翻转电路(30)中比较器(18)的输出端(17)和RS触发器(503)其中一个输入端连接，RS触发器(503)的另一个输入端和反相器(602)输出端连接，RS触发器的其中一个输出端驱动一定的报警装置；上位传感器始终闭合报警电路(4)的翻转电路(30)中的信号输入端(11)连接模拟开关(401)一端，模拟开关(401)另一端连接电源正端，模拟开关(401)的控制端连接干簧管传感器(91)的输出端和反相器(402)的输入端，反相器(402)的输出端连接翻转电路(30)中模拟开关(19)的控制端(13)。下位传感器始终闭合报警电路(6)的翻转电路(30)中的信号输入端(11)连接模拟开关(601)一端，模拟开关(601)另一端连接电源正端，模拟开关(601)的控制端连接干簧管传感器(92)的输出端，模拟开关(601)的输入端连接反相器(602)的输入端，反相器(602)的输出端连接翻转电路(30)中模拟开关(19)的控制端(13)。四个工作状态显示电路分为控制命令显示电路(7)、控制命令显示电路(8)和上行程到位显示电路(9)、下行程到位显示电路(10)，其中控制命令显示电路(7)由一个反相驱动器(70)连接一定的显示器件构成；控制命令显示电路(8)由反相驱动器(80)连接一定的显示器件构成，反相驱动器(70)的输入端连接控制命令端口(700)，反相驱动器(80)的输入端连接反相器(502)的输出端，上行程到位显示电路(9)由一个反相驱动器(90)连接一定的显示器件构成，下行程到位显示电路(10)由一个反相驱动器(100)连接一定的显示器件构成，反相驱动器(90)输入端连接干簧管传感器(91)的输出端，反相驱动器(100)输入端连接干簧管传感器(92)的输出端，干簧管传感器(91)、干簧管传感器(92)的输入端连接电源正端。联锁电路(20)由一个多路输入与门或者与非门(200)构成，由上述六个报警电路中选取任意几个报警输出端(那些对生产安全至关重要的报警)连接多路输入与门或者与非门(200)的输入端，多路输入与门或者与非门(200)的输出端连接程控器停电复位端，当连接的任意一个报警输出端产生报警信号，与门或者与非门(200)产生信号控制程控器停电复位；为了加强传感器的可靠性干簧管传感器(91)、干簧管传感(92)分别采用多个传感器并联方式，采用这种方式后，即使其中某个传感器失灵，也不会产生误报警动作，虽然这种方法增加了传感器长期分断不开故障的几率，但传感器短路报警能对这种状况作出判别，及时处理后就不会产生失报警现象。程序控制器的继电器输出经过一定变换和光电隔离才能和上述电路联接。图4、图5给出220VAC输出的变换电路和24VDC输出的变换电路，图中(700)代表控制命令端口。
本实用新型可用于一切利用程序控制的周期性动作阀门的阀位检测和不到位可靠报警，装置中设计的传感器对极差环境适应性强，特别适合在具有水蒸气、高温、油污、灰尘大等环境中运行。使用本装置在化工、冶炼等行业的间歇制气中对连续安全生产起着重要的作用。
权利要求1.一种包括液压阀不到上位报警电路和液压阀不到下位报警电路阀位监测及报警联锁装置，其特征在于它还包括程控器输出继电器断不开故障报警电路(1)、程控器输出继电器不闭合故障报警电路(2)、上位传感器始终闭合故障报警电路(4)、下位传感器始终闭合故障报警电路(6)和联锁电路(20)，其中程控器输出继电器断不开故障报警电路(1)由延时电路(02)和翻转门(03)连接构成，程控器输出继电器不闭合故障报警电路(2)由延时电路(04)和翻转门(05)连接构成，延时电路(02)和延时电路(04)分别与变换电路(01)连接，变换电路(01)连接到程控器输出继电器，翻转门(03)和翻转门(05)输出连接报警显示以及连接逻辑器件(020)；上位传感器始终闭合故障报警电路(4)由上位传感器(06)、延时电路(07)和翻转门(08)依次连接构成，下位传感器始终闭合故障报警电路(6)由下位传感器(09)、延时电路(010)和翻转门(011)依次连接构成；液压阀不到上位报警电路(3)由延时电路(012)和翻转门(013)连接构成，其中延时电路(012)两个输入端分别连接变换电路(01)的输出端和上位传感器(06)的输出端。液压阀不到下位报警电路(5)由延时电路(014)和翻转门(015)连接构成，其中延时电路(014)两个输入端分别连接变换电路(01)的输出端和下位传感器(09)的输出端；联锁电路(20)由一个多输入端的逻辑器件(020)构成，由上述六个报警电路选取任意几个报警输出端连接逻辑器件(020)的输入端，逻辑器件(020)输出端连接程控器停电复位端；上位传感器(06)和下位传感器(09)均采用多个传感器并联。
2.根据权利1所述的阀位监测及报警联锁装置，其特征在于在程控器输出继电器断不开故障报警电路(1)、程控器输出继电器不闭合故障报警电路(2)、液压阀不到上位报警电路(3)、液压阀不到下位报警电路(5)、上位传感器始终闭合故障报警电路(4)和下位传感器始终闭合故障报警电路(6)六个电路中各自包含一个由积分电路和比较电路构成的翻转电路(30)，其结构如下信号输入端(11)连接电阻(12)的一端，电阻(12)的另一端连接电容器(14)以及比较器(18)的负输入端(15)，电容器(14)另一端连接电源地端，电容器两端和一个模拟开关(19)两端并联，模拟开关(19)的控制端(13)的联接在各电路中分述，比较器(18)的正输入端联接参考电压，比较器(18)的输出端(17)通过一定电路驱动报警装置；对于程控器输出继电器断不开故障报警电路(1)的翻转电路(30)信号输入端(11)通过模拟开关(101)连接于正电源端，模拟开关(101)的控制端和非门(102)的输入端以及控制命令端口(700)连接，非门(102)输出端连接翻转电路(30)中的模拟开关(19)的控制端(13)；程控器输出继电器不闭合故障报警电路(2)的翻转电路(30)中的信号输入端(11)连接电源正端，翻转电路(30)中模拟开关(19)的控制端(13)连接控制命令端口(700)；液压阀门不到上位报警电路(3)的翻转电路(30)中的输入端(11)连接模拟开关(301)，模拟开关另一端连接电源正端，模拟开关(301)的控制端连接控制命令端口(700)，翻转电路(30)中的模拟开关(19)的控制端(13)连接模拟开关(401)的输出端，翻转电路(30)中比较器(18)的输出端(17)和RS触发器(303)其中一个输入端连接，RS触发器(303)的另一个输入端和反相器(402)输出端连接，RS触发器的其中一个输出端驱动一定的报警装置；液压阀不到下位报警电路(5)中，翻转电路(30)的输入端(11)连接模拟开关(501)，模拟开关(501)的另一端连接到电源正端，控制命令端口(700)连接反相器(502)的输入端，反相器(502)输出端连接模拟开关(501)的控制端，翻转电路(30)中的模拟开关(19)的控制端(13)连接模拟开关(601)的输出端，翻转电路(30)中比较器(18)的输出端(17)和RS触发器(503)其中一个输入端连接，RS触发器(503)的另一个输入端和反相器(602)输出端连接，RS触发器的其中一个输出端驱动一定的报警装置；上位传感器始终闭合报警电路(4)的翻转电路(30)中的信号输入端(11)连接模拟开关(401)一端，模拟开关(401)另一端连接电源正端，模拟开关(401)的控制端连接干簧管传感器(91)的输出端和反相器(402)的输入端，反相器(402)的输出端连接翻转电路(30)中模拟开关(19)的控制端(13)；下位传感器始终闭合报警电路(6)的翻转电路(30)中的信号输入端(11)连接模拟开关(601)一端，模拟开关(601)另一端连接电源正端，模拟开关(601)的控制端连接干簧管传感器(92)的输出端，模拟开关(601)的输入端连接反相器(602)的输入端，反相器(602)的输出端连接翻转电路(30)中模拟开关(19)的控制端(13)；联锁电路(20)由一个多路输入与门或者与非门(200)构成，由上述六个报警电路中选取任意几个报警输出端连接多路输入与门或者与非门(200)的输入端，多路输入与门或者与非门(200)的输出端连接程控器停电复位端；干簧管传感器(91)、干簧管传感器(92)分别采用多个传感器并联方式。
专利摘要本实用新型提出一种阀位监测及报警联锁装置，用于化工、冶炼等行业间歇化式煤气发生炉自动程序控制液压阀位监测、报警和联锁控制。其主要由液压阀不到上位报警电路、液压阀不到下位报警电路、程控器输出继电器断不开故障报警电路、程控器输出继电器不闭合故障报警电路、上位传感器始终闭合故障报警电路、下位传感器始终闭合故障报警电路和故障停机联锁电路组成。其克服了现有报警装置的对控制系统自身故障不能报警，以及不能实现安全联锁停炉等弊端，其工作安全可靠。
文档编号F16K37/00GK2753936SQ200420050348
公开日2006年1月25日 申请日期2004年4月29日 优先权日2004年4月29日
发明者程有信, 畅福善 申请人:程有信