集气管压力控制系统切换装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种集气管压力控制系统切换装置，能够实现集气管压力控制系统与DCS控制系统的相互切换，切换装置通过多路继电器K1实现两种不同控制通道的切换，切换装置采用信号分配器实现多路监控，切换装置通过反馈信号向外部控制器反馈切换状态。既保证了原有DCS的监控能力，又保证了集气管压力控制系统一旦出现故障，可以随时切换到DCS手动控制状态；当故障排除后，能够无扰切换到集气管压力自动控制状态，既实现了不同控制器控制权限的切换，又实现了同一信号不同控制器均可监视，进而降低焦炉冒烟的次数、为集气管压力控制系统检修争取时间、又保证了切换时的安全性，一定程度上实现了“一用一备”的冗余控制效果。
【专利说明】集气管压力控制系统切换装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及焦炉集气管压力控制领域，尤其涉及一种集气管压力控制系统切换装置。
【背景技术】
[0002]集气管压力的主要监控设备有集气管压力调节翻板(若干个)、大循环阀门和鼓风机、集气管压力、初冷器前吸力等。上述设备或信号在原来没有集气管压力自动控制系统之前主要由各自车间的DCS系统进行远程手动控制。出于避免焦炉冒烟、保护环境或延长焦炉寿命等目的，现在大量焦化厂会使用一套独立的集气管压力控制系统对上述设备和信号进行集中监控。当前通常的做法是，将原来各个设备的信号电缆，从原来的控制系统上拆下来，转接到集气管压力控制系统，由集气管压力控制系统对相关设备进行集中协调控制。这种做法存在两方面不足:第一，集气管压力、初冷器前吸力等信号电缆转接到集气管压力控制系统上之后，导致原来的DCS系统不能正常监视该信号。第二，集气管压力调节翻板、大循环阀门、鼓风机等设备的控制电缆转接到集气管压力控制系统之后，原来的DCS系统不能控制该设备。因此，集气管压力控制系统一定程度上破坏了原来DCS系统监控的完整性。另外，一旦集气管压力控制系统故障停机，导致相关设备不能恢复到原来DCS系统远程手动控制的状态，进而导致焦炉冒烟。
实用新型内容
[0003]为解决现有技术存在的问题和缺陷，本实用新型提供一种集气管压力控制系统切换装置，能够实现集气管压力控制系统与DCS控制系统的相互切换，当集气管压力控制系统出现故障时，随时切换到DCS手动控制状态之下，故障排除后，能无扰切换到集气管压力自动控制状态，增加了焦化厂集气管压力控制的安全性。
[0004]本实用新型的技术方案是:
[0005]集气管压力控制系统切换装置，其特征在于，所述切换装置包括第一阀位命令输入端、第二阀位命令输入端、阀位反馈输入端、阀位控制命令输出端、第一阀位反馈输出端、第二阀位反馈输出端，以及第一开关状态输出端、第二开关状态输出端；所述第一阀位命令输入端、第二阀位命令输入端通过多路继电器分别连接集气管压力控制系统和DCS控制系统，当切换装置与第一阀位命令输入端接通时，所述阀位控制命令输出端接收来自集气管压力控制系统的控制命令，并通过第一开关状态输出端输出控制状态信号，当切换装置与第二阀位命令输入端接通时，所述阀位控制命令输出端接收来自DCS控制系统的控制命令，并通过第二开关状态输出端输出控制状态信号；所述切换装置还包括信号分配器，所述切换装置连接一内置有用于检测阀位开度的自检装置的阀门，所述阀位控制命令输出端连接所述阀门的输入端，所述阀门输出端输出阀位反馈信号并将阀位反馈信号输送至信号分配器输入端。
[0006]所述第一阀位命令输入端、第二阀位命令输入端通过多路继电器Kl连接阀位控制命令输出端；所述多路继电器Kl的电源输入端设置所述切换开关K，当开关接通时，继电器线圈得电，所述第一阀位命令输入端与阀位控制命令输出端接通，第一开关状态输出端接通，输出“集气管压力控制系统”控制状态，当开关断开时，继电器线圈失电，所述第二阀位命令输入端与阀位控制命令输出端接通，第二开关状态输出端接通，输出“DCS控制系统”控制状态。
[0007]所述多路继电器Kl具有4路常开/常闭触点，第一路常开触点分别连接阀位控制命令输出端正端、第一阀位命令输入端正端，第一路常闭触点分别连接阀位控制命令输出端正端、第二阀位命令输入端正端；第二路常开触点分别连接阀位控制命令输出端负端、第一阀位命令输入端负端，第二路常闭触点分别连接阀位控制命令输出端负端、第二阀位命令输入端负端；第三路常闭触点连接第二开关状态输出端；第四路常开触点连接指示灯，第四路常闭触点连接第一开关状态输出端。
[0008]所述阀位反馈输入端输入集气管调节翻板开度反馈信号，集气管压力控制系统输出值跟踪集气管调节翻板的实际开度，保障在DCS控制状态时，集气管压力控制系统对集气管调节翻板的设定值与实际值一致。
[0009]所述切换装置从多路继电器触点分出一路连接所述指示灯。
[0010]集气管压力自动控制系统正常时，切换开关K切到集气管自动控制状态，转换装置状态指示灯亮，同时集气管控制系统启动自动控制运行程序。
[0011 ] 若集气管压力自动控制系统故障停机，切换开关K立即切换到DCS控制状态，进行人工远程手动监控，控制箱上指示灯熄灭；故障排除后，集气管自动控制系统通过控制程序控制所述切换装置无扰切换到集气管压力自动控制状态。
[0012]本实用新型的技术效果:
[0013]本实用新型提供一种集气管压力控制系统切换装置，能够实现集气管压力控制系统与DCS控制系统的相互切换，所述切换装置通过多路继电器Kl实现两种不同控制通道的切换，所述切换装置采用信号分配器实现多路监控，所述切换装置通过反馈信号向外部控制器反馈切换状态；无论切换开关处于何种状态，阀位反馈信号经过转换装置之后都被分为两路，一路进入集气管压力自动控制系统，一路进入DCS控制系统。
[0014]集气管压力自动控制系统正常时，切换开关K切到集气管自动控制状态，转换装置状态指示灯亮，同时集气管控制系统启动自动控制运行程序。
[0015]若集气管压力自动控制系统故障停机，切换开关K立即切换到DCS控制状态，进行人工远程手动监控，控制箱上指示灯熄灭。故障排除后，集气管自动控制系统通过控制程序控制所述切换装置无扰切换到集气管压力自动控制状态。
[0016]既保证了原有DCS的监控能力，又保证了集气管压力控制系统一旦出现故障，可以随时切换到DCS手动控制状态；当故障排除后，能够无扰切换到集气管压力自动控制状态，既实现了不同控制器控制权限的切换，又实现了同一信号不同控制器均可监视，进而降低焦炉冒烟的次数、为集气管压力控制系统检修争取时间、又保证了切换时的安全性，一定程度上实现了 “一用一备”的冗余控制效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是集气管压力控制系统切换装置信号流示意图。
[0018]图2是集气管压力控制系统切换装置原理图。
[0019]图3是集气管压力控制系统切换装置的切换开关内部接线示意图。
[0020]图4是实施例集气管压力控制系统切换装置的信号分配器内部接线示意图。
[0021]附图标记列示如下:1-阀位命令a，2_阀位命令b，3_阀位反馈，4-阀位控制命令输出，5-阀位反馈a，6-阀位反馈b，7-开关状态a，8_开关状态b，L-指示灯，K-切换开关，Kl-多路继电器。
【具体实施方式】
[0022]本实用新型通过采用多路继电器实现集气管自动控制系统和DCS两种控制模式之间的切换，该切换装置上设置有用于提示“切换状态”的指示灯，该切换装置通过反馈信号向外部控制器反馈“切换状态”，该切换装置采用信号分配器实现多路监控。以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。
[0023]切换装置包括第一阀位命令输入端、第二阀位命令输入端、阀位反馈输入端、阀位控制命令输出端、第一阀位反馈输出端、第二阀位反馈输出端，以及第一开关状态输出端、第二开关状态输出端；第一阀位命令输入端、第二阀位命令输入端通过多路继电器Kl分别连接集气管压力控制系统和DCS控制系统，当切换装置与第一阀位命令输入端接通时，阀位控制命令输出端接收来自集气管压力控制系统的控制命令，并通过第一开关状态输出端输出控制状态信号，当切换装置与第二阀位命令输入端接通时，阀位控制命令输出端接收来自DCS控制系统的控制命令，并通过第二开关状态输出端输出控制状态信号；切换装置还包括信号分配器，切换装置连接一内置有用于检测阀位开度的自检装置的阀门，阀位控制命令输出端连接阀门的输入端，阀门输出端输出阀位反馈信号并将阀位反馈信号输送至信号分配器输入端。第一阀位命令输入端、第二阀位命令输入端通过多路继电器Kl连接阀位控制命令输出端；多路继电器Kl的电源输入端设置切换开关K，当开关接通时，继电器线圈得电，第一阀位命令输入端与阀位控制命令输出端接通，第一开关状态输出端接通，输出“集气管压力控制系统”控制状态，当开关断开时，继电器线圈失电，第二阀位命令输入端与阀位控制命令输出端接通，第二开关状态输出端接通，输出空格删除“DCS控制系统”空格删除控制状态。多路继电器Kl具有4路常开/常闭触点，第一路常开触点分别连接阀位控制命令输出端正端、第一阀位命令输入端正端，第一路常闭触点分别连接阀位控制命令输出端正端、第二阀位命令输入端正端；第二路常开触点分别连接阀位控制命令输出端负端、第一阀位命令输入端负端，第二路常闭触点分别连接阀位控制命令输出端负端、第二阀位命令输入端负端；第三路常闭触点连接第二开关状态输出端；第四路常开触点连接指示灯，第四路常闭触点连接第一开关状态输出端。阀位反馈输入端输入集气管调节翻板开度反馈信号，当处于DCS控制状态时，集气管压力控制系统输出值跟踪集气管调节翻板的实际开度，保障集气管压力控制系统对集气管调节翻板的设定值与实际值一致。。若集气管压力自动控制系统故障停机，切换开关K立即切换到DCS控制状态，进行人工远程手动监控，控制箱上指示灯熄灭。多路继电器K1、信号分配器和切换开关K分别与切换装置外部的集气管自动控制系统和DCS系统相连接，多路继电器Kl还分别连接信号分配器、指示灯和切换开关K ;集气管自动控制系统通过控制程序向切换装置输出阀位命令信号，切换装置通过多路继电器Kl执行来自集气管自动控制系统的阀位命令；阀位反馈信号被信号分配器分为两路相同的阀位反馈信号并分别送入集气管自动控制系统和DCS两路不同的控制系统；切换装置从多路继电器触点分出两路作为开关状态反馈信号，并分别送入集气管自动控制系统和DCS两路不同的控制系统；集气管自动控制系统的控制程序依据阀位反馈信号和开关状态反馈信号实现集气管自动控制系统和DCS两种控制模式之间的切换。
[0024]图1是本实用新型实施例切换装置信号流示意图。如图1所示，集气管压力控制系统切换装置(简称切换装置)对外封装成具有指示灯L和切换开关K的器件，流入该切换装置的信号包含:阀位命令a，一种由集气管自动控制系统下达压力控制的命令信号；阀位命令b，一种切换至DCS压力控制的命令信号；阀位反馈3，一种反馈信号。作为信号分配器的输入信号，阀位反馈3的反馈信号进入到切换装置后，被信号分配器分为“5阀位反馈a”和“6阀位反馈b”两路相同的信号分别送入集气管自动控制系统和DCS两路不同的控制系统。DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称。阀位反馈3反映的是阀门开度信息。
[0025]该切换装置的输出信号包含:阀位控制命令输出4和阀位反馈3。当切换开关显示位于“集气管系统控制”或是“DCS控制”档位时，切换装置中的阀位控制命令输出4接收到来自阀位命令a或者阀位命令b的命令信号，根据接收到的命令信号输出阀位指令给现场阀门。开关状态a和开关状态b以数字信号的形式反馈给外部控制器(例如集气管自动控制系统或DCS系统)开关状态a和开关状态b反馈布尔量信号。
[0026]图2是本实用新型实施例切换装置原理图。如图2所示，集气管压力控制系统切换装置包含切换开关K、多路继电器K1、信号分配器和指示灯。切换开关K连接多路继电器Kl ;多路继电器Kl分别连接集气管压力控制系统、指示灯、切换开关和DCS。阀位命令可以有a和b两个来源，通过切换开关决定阀位输出命令4接收哪个来源的命令。同时开关状态a和开关状态b以数字信号的形式反馈给外部控制器(例如集气管自动控制系统或DCS系统)开关状态a和开关状态b反馈布尔量信号。
[0027]当切换开关显示在“集气管系统控制”或是“DCS控制”档位时，切换装置中的阀位控制命令输出4接收到来自阀位命令a或者阀位命令b的命令信号，输出阀位指令至现场阀门。阀位反馈3作为信号分配器的输入信号，阀位反馈3的反馈信号进入到切换装置后，传送至信号分配器，被信号分配器分为“5阀位反馈a”和“阀位反馈b”两路相同的信号分别送入集气管自动控制系统和DCS两个不同的控制系统。当集气管压力自动控制系统正常时，选择开关切到集气管自动控制状态，转换装置状态指示灯点亮，同时集气管控制系统监控画面上显示设备所处的控制状态。自动控制系统“允许”自动控制程序运行。如果集气管压力自动控制系统故障停机，选择开关立即切换到DCS控制状态，进行人工远程手动监控。控制箱上指示灯熄灭，此时集气管压力控制系统不能控制相关设备，对应的控制程序也会自动切换到“手动状态”。集气管自动控制系统程序输出值跟随翻板的实际开度。当集气管压力自动控制系统故障排除，再切换回集气管自动控制状态时，设定值与实际值一致，实现“无扰切换”。既降低焦炉冒烟的次数、为集气管压力控制系统检修争取时间、又保证了切换时的安全性。
[0028]图3是本实用新型实施例切换装置的切换开关内部接线示意图。图4是本实用新型实施例切换装置的信号分配器内部接线示意图。
[0029]如图3，图4所示，以集气管调节翻板为例，当切换开关打到“集气管系统控制”档位时，继电器线圈得电。多路继电器Kl为多路继电器。
[0030]触点9和5是一对常开触点，触点9和I是一对常闭触点，
[0031]触点10和6是一对常开触点，触点10和2是一对常闭触点，
[0032]触点11和7是一对常开触点，触点11和3是一对常闭触点，
[0033]触点12和8是一对常开触点，触点12和4是一对常闭触点。
[0034]本实用新型涉及的切换装置通过一个旋转开关控制继电器线圈得电与否，进而实现现场执行机构控制命令的切换。继电器线圈得电后，常开触点9和5接通，常开触点10和6接通，此时集气管控制系统获得控制权限，由集气管控制系统发出的命令信号能够发送至现场集气管调节翻板执行机构。常开触点12与8接通，状态指示灯点亮。常闭触点12与4断开，集气管系统得到通过该“断开信号”识别此时的控制状态为“集气管系统控制状态”。
[0035]ST5:1与ST5:2两路信号对应图1中的4，用于阀位控制命令输出；
[0036]ST2:1与ST2:2两路信号对应图1中的2，阀位命令b。
[0037]S3S6:3与S3S6:6两路信号对应图1中的1，阀位命令a。
[0038]ST3:1与ST3:2两路信号对应图1中的8，用于控制状态信号，识别断开的状态，给DCS 一个反馈；
[0039]S3S7:2对应图1中的7，用于控制状态信号，识别断开的状态，给集气管控制系统一个反馈；
[0040]图4反映出信号分配器的管脚布置，阀门反馈信号(即阀位反馈3)通过信号分配器的管脚9和管脚8将阀门反馈信号分为两路，一路通过管脚3和管脚4传输至集气管自动控制系统，另一路通过管脚I和管脚2传输至DCS系统。图中信号分配器的型号为G1M33。
[0041]当切换开关打到“焦炉DCS控制”档位时，继电器线圈失电。
[0042]常闭触点9和I接通，常闭触点10和2接通。此时焦炉DCS系统(简称DCS控制系统或DCS系统或DCS)获得控制权限，由焦炉DCS系统发出的命令信号能够发送至现场集气管调节翻板执行机构。常开触点11与7接通，焦炉DCS系统通过该“接通信号”识别此时控制状态为“焦炉DCS系统控制状态”。常开触点12与8断开，指示灯熄灭。调节翻板位置反馈信号传输至信号分配器输入端，经过信号分配器分为两路相同的信号，分别接入集气管压力自动控制系统和焦炉DCS系统。由于集气管自动控制系统接收了开关状态信号和阀位反馈信号，依据这两个信号可以做相应的程序实现“无扰切换”。当转换开关打到“DCS”控制状态时(即“焦炉DCS控制”)，集气管程序对该阀门的输出值自动跟踪阀门的实际开度，保证当转换开关切回到集气管自动控制时，程序输出值与阀门实际开度一致，实现“无扰切换”，保证切换时的安全性。在本实用新型提供的切换装置问世之前，则当集气管压力控制系统因出现故障而停机时，相关设备和信号均不能正常监控，进而导致焦炉冒烟污染环境。本实用新型的集气管压力控制系统切换装置解决了单一的“焦炉DCS控制”存在的安全隐患问题，切换装置通过多路继电器实现控制通道的切换，用指示灯显示切换的状态，再从多路继电器触点分出一路作为状态反馈信号给外部控制器。对于阀门反馈信号，通过信号分配器将该信号分为两路，一路送到集气管自动控制系统，另一路送到DCS系统。既保证了原来DCS(即“焦炉DCS控制”)系统的完整性，实现了多路切换和多路信号分配，又增加了系统的安全性，一定程度上实现了 “一用一备”的冗余控制效果。
[0043]应当指出，以上【具体实施方式】可以使本领域的技术人员更全面地理解本实用新型创造，但不以任何方式限制本实用新型创造。因此，尽管本说明书和实施例对本实用新型创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型创造进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本实用新型创造专利的保护范围当中。
【权利要求】
1.集气管压力控制系统切换装置，其特征在于，切换装置包括第一阀位命令输入端、第二阀位命令输入端、阀位反馈输入端、阀位控制命令输出端、第一阀位反馈输出端、第二阀位反馈输出端，以及第一开关状态输出端、第二开关状态输出端；第一阀位命令输入端、第二阀位命令输入端通过多路继电器Kl分别连接集气管压力控制系统和DCS控制系统，当切换装置与第一阀位命令输入端接通时，阀位控制命令输出端接收来自集气管压力控制系统的控制命令，并通过第一开关状态输出端输出控制状态信号，当切换装置与第二阀位命令输入端接通时，阀位控制命令输出端接收来自DCS控制系统的控制命令，并通过第二开关状态输出端输出控制状态信号；切换装置还包括信号分配器，切换装置连接一内置有用于检测阀位开度的自检装置的阀门，阀位控制命令输出端连接阀门的输入端，阀门输出端输出阀位反馈信号并将阀位反馈信号输送至信号分配器输入端。
2.根据权利要求1的集气管压力控制系统切换装置，其特征在于，第一阀位命令输入端、第二阀位命令输入端通过多路继电器Kl连接阀位控制命令输出端；多路继电器Kl的电源输入端设置切换开关K，当开关接通时，继电器线圈得电，第一阀位命令输入端与阀位控制命令输出端接通，第一开关状态输出端接通，输出“集气管压力控制系统”控制状态，当开关断开时，继电器线圈失电，第二阀位命令输入端与阀位控制命令输出端接通，第二开关状态输出端接通，输出“DCS控制系统”控制状态。
3.根据权利要求2的集气管压力控制系统切换装置，其特征在于，多路继电器Kl具有4路常开/常闭触点，第一路常开触点分别连接阀位控制命令输出端正端、第一阀位命令输入端正端，第一路常闭触点分别连接阀位控制命令输出端正端、第二阀位命令输入端正端；第二路常开触点分别连接阀位控制命令输出端负端、第一阀位命令输入端负端，第二路常闭触点分别连接阀位控制命令输出端负端、第二阀位命令输入端负端；第三路常闭触点连接第二开关状态输出端；第四路常开触点连接指示灯，第四路常闭触点连接第一开关状态输出端。
4.根据权利要求1的集气管压力控制系统切换装置，其特征在于，阀位反馈输入端输入集气管调节翻板开度反馈信号，集气管压力控制系统输出值跟踪集气管调节翻板的实际开度，保障集气管压力控制系统对集气管调节翻板的设定值与实际值一致。
5.根据权利要求1的集气管压力控制系统切换装置，其特征在于，切换装置从多路继电器触点分出一路连接指示灯。
6.根据权利要求5的集气管压力控制系统切换装置，其特征在于，集气管压力自动控制系统正常时，切换开关K切到集气管自动控制状态，转换装置状态指示灯亮，同时集气管控制系统启动自动控制运行程序。
7.根据权利要求5的集气管压力控制系统切换装置，其特征在于，若集气管压力自动控制系统故障停机，切换开关K立即切换到DCS控制状态，进行人工远程手动监控，控制箱上指示灯熄灭；故障排除后，集气管自动控制系统通过控制程序控制切换装置无扰切换到集气管压力自动控制状态。
【文档编号】G05B19/418GK204256488SQ201420557826
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】魏志, 佟立兵, 田原铭, 马增良, 龙洪胜, 林红权, 陈良怀 申请人:北京三博中自科技有限公司