一种在用与备用设备在线无扰切换控制系统装置的制作方法

本实用新型涉及焦炉，特别是焦炉鼓冷风机用的一种在用与备用设备在线无扰切换控制系统装置。

背景技术：

在实际焦化行业焦炉鼓冷风机生产中，鼓冷风机为焦炉生产的核心设备，皆有备用设备。对于设备维护及工艺生产要求，需要计划或非计划地进行鼓冷风机的切换操作。由于工艺管道限制，两台（或两台以上）鼓冷风机的切换倒机，同时需要上下游的闸门操作，需要多设备同时协调操作，并密切观察焦炉集气管压力的波动情况，切实保证焦炉集气管压力不超过上限值，保证生产连续稳定。目前以上的操作皆需要经验丰富的操作工指挥，多人配合操作才能达到焦炉集气管压力的稳定。如稍有不当，皆会造成焦炉集气管压力超高，焦炉煤气冲顶外泄，对大气污染严重。

也就是说，目前生产过程中两鼓冷风机及其进口、出口阀门等操作之间的联锁配合操作需要操作人员协调配合，比如启动在线工作的鼓冷风机、开关闸阀等都是需要操作人员决定在什么时候、做出什么种动作。当需要切换备用鼓冷风机，在整个设备切换操作过程中，同样需要多位经验丰富的操作人员协同操作。

现有的设备切换完全依靠操作人员的技术经验水平，并且在切换操作过程中需要大量操作人员配合操作，操作比较复杂，而且存在有较大的风险。且整个设备切换操作过程中，联动的设备多、需要动态的及时预判地调整相关设备，做到鼓冷风机吸力的稳定，进而保证集气管压力的稳定。受限于设备工况的不同、生产工况的波动，需要操作人员有极丰富的经验及技术水平，调整响应时间要讯速及时，这些操作人员往往都很难做到或每次都能做到一样。不但操作切换麻烦，而且还直接影响着生产的使用，因此如何解决在线的备用设备切换是需要认真解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种在用与备用设备在线无扰切换控制系统装置，可有效解决在线备用设备的切换，保证生产和安全使用的问题。

本实用新型解决的技术方案是，一种在用与备用设备在线无扰切换控制系统装置，包括鼓冷风机、闸阀、气压传感器和控制器，在线工作的第一鼓冷风机与在线工作的第一出口闸阀的进口端相连，第一出口闸阀的出口端与焦炉在线工作的第一冷凝集气管相连，第一鼓冷风机的进气口与在线工作的第一进口闸阀的出口相连，第一进口闸阀的进口经管道、初冷器和并联的第一气压传感器、第二气压传感器分别与第一冷凝集气管、第二冷凝集气管相连通；在线备用的第二鼓冷风机的出口与在线备用的第二出口闸阀的进口端相连，第二出口闸阀的出口端与焦炉在线备用的第二冷凝集气管相连，第二鼓冷风机的进气口与在线工作的第二进口闸阀的出口相连，第二进口闸阀的进口经管道、初冷器和并联的第一气压传感器、第二气压传感器分别与第一冷凝集气管、第二冷凝集气管相连通；在线的回流闸阀的进口与并联的第一出口闸阀、第二出口闸阀的出口管道相连通，回流闸阀的出口与第一进口闸阀、第二进口闸阀的进口管道相连通；第一进口闸阀、第二进口闸阀、第一出口闸阀、第二出口闸阀、回流闸阀、第一鼓冷风机、第二鼓冷风机、初冷器、第一气压传感器、第二气压传感器均与控制器相连通，构成自动切换控制结构。

本实用新型结构简单，新颖独特，安装使用方便，自动切换，省工省时，效率高，使用安全，有良好的经济和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型各部件连接的结构图。

图2为本实用新型控制器与各鼓冷机的接线图。

图3为本实用新型各闸阀与控制器接线电路图。

图4为本实用新型控制箱体外部主视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

由图1-4所示，本实用新型一种在用与备用设备在线无扰切换控制系统装置，包括鼓冷风机、闸阀、气压传感器和控制器，在线工作的第一鼓冷风机6与在线工作的第一出口闸阀3的进口端相连，第一出口闸阀3的出口端与焦炉12在线工作的第一冷凝集气管13相连，第一鼓冷风机6的进气口与在线工作的第一进口闸阀1的出口相连，第一进口闸阀1的进口经管道、初冷器8和并联的第一气压传感器9、第二气压传感器10分别与第一冷凝集气管13、第二冷凝集气管14相连通；在线备用的第二鼓冷风机7的出口与在线备用的第二出口闸阀4的进口端相连，第二出口闸阀4的出口端与焦炉12在线备用的第二冷凝集气管14相连，第二鼓冷风机7的进气口与在线工作的第二进口闸阀2的出口相连，第二进口闸阀2的进口经管道、初冷器8和并联的第一气压传感器9、第二气压传感器10分别与第一冷凝集气管13、第二冷凝集气管14相连通；在线的回流闸阀5的进口与并联的第一出口闸阀3、第二出口闸阀4的出口管道相连通，回流闸阀5的出口与第一进口闸阀1、第二进口闸阀2的进口管道相连通；第一进口闸阀1、第二进口闸阀2、第一出口闸阀3、第二出口闸阀4、回流闸阀5、第一鼓冷风机6、第二鼓冷风机7、初冷器8、第一气压传感器9、第二气压传感器10均与控制器11相连通，构成自动切换控制结构。

为了保证使用效果和使用方便，所述的控制器为plc控制器，型号为s71500plc或cpm1a-20cdr-a-v1；

所述的plc控制器装在柜体内，构成plc控制柜，控制柜为长空心的立方体，柜体15前部为单开门16，后部为双开门（图中未显示），单开门16的上部设有透明的观察窗17，柜体的顶部有通风窗18，plc控制器（芯片）经支撑板装在柜体内（见图4所示）；

所述的第一进口闸阀1、第二进口闸阀2、第一出口闸阀3、第二出口闸阀4、回流闸阀5、第一鼓冷风机6、第二鼓冷风机7、初冷器8、第一气压传感器9、第二气压传感器10均与控制器相连通，其中第一进口闸阀1与控制器11的1脚、2脚相连，第二进口闸阀2与控制器11的3脚、4脚相连，第一出口闸阀3与控制器11的5脚、6脚相连，第二出口闸阀4与控制器11的7脚、8脚相连，回流闸阀5与控制器11的9脚、10脚相连，第一鼓冷风机6与控制器11的5脚、6脚、9脚、10脚、1脚、2脚相连，第二鼓冷风机7与控制器11的7脚、8脚、11脚、12脚、3脚、4脚相连，初冷器8与控制器11的1脚、2脚相连，第一气压传感器9与控制器11的3脚、4脚相连（具体见图2、图3所示）；

所述的柜体长2200mm，宽800mm，高600mm，柜体色号为ral7035。

本实用新型的工作情况是：

1）、正常启动备用风机，并将其运行到工作风机的转速（操作员操作台手动完成）；

2）、把工作、备用风机的速度调节模式设成手动（plc控制器操作完成）；

3）、观察备用风机各工作状态正常、稳定后，选择进入一键倒车程序（操作员倒车系统触屏上或plc控制器操作完成）；

4）、全打开备用风机的出口闸阀（倒车系统自动完成）；

5）、关小工作风机的进口闸阀，同时开大备用风机进口闸阀（倒车系统自动完成，操作人员可介入）；

6）、在3）操作的同时，观察气前吸力、集气管压力，来调节关、开的比例及速率（倒车系统自动完成，操作人员可介入）；

7）、在4）操作时，出现集气管压力升高过快，可调节备用风机的转速（倒车系统画面提示，操作人员plc控制器操作完成）；

8）、在备用风机进口闸阀全开，工作风机的进口闸阀可全关（倒车系统自动完成，操作人员可介入）；

9）、在集气管压力稳定后，把备用风机转速模式设为自动（操作员plc控制器操作完成）；

10）、在备用风机生产稳定后，降低工作风机转速（操作员plc控制器操作完成）；

11）、在工作风机转速降至零后，关闭其出口闸阀（倒车系统提示、自动完成，操作人员可介入）；

12）、停机工作风机及辅助系统，倒为备用（操作员操作台手动完成）；

13）、倒车完成（操作员倒车系统触屏上或plc控制器操作完成、倒车系统自动完成）。

本实用新型与现有技术相比，具有以下突出的特点：

高速智能检测

全天24小时不间断，实时检测，检测信息实时通讯，可通过控制器hmi人机界面（图中未标示，公知技术）实现。系统整个控制过程及时准确、安全可靠。

全程智能控制

系统装置检测、执行动作等系统运行，可以无需操作人员介入。

系统装置保留操作人员最高权限，系统运行在任何状态，操作人员都可以随时介入，并且及时执行。

系统装置自动检测、判断，在显示单元和集中系统中有序显示、实时记忆。

自学习自适应

系统装置通过上次执行的结果，及人工介入操作的情况，记录在专家数据库内，实际工况及设备性能作修正。以适应设备随着时间的推移性能上的变化，及不同环境工况下的运行。

自学习自适，不需操作人员介入，系统自动完成，并在下次运行系统时生效。

高冗错性能

系统装置在部分检测信号不正常的情况，运行执行不会受到影响，只是可能性能上会有偏差，系统会及时提示操作人员，并要求操作人员进行必要的介入修正操作。

本实用新型系统实际生产中实现了以下目的：

1、减少鼓冷风机倒车的操作强度、降低操作难度、简化操作流程，实现除控制风机之外的操作全自动化完成；

2、倒车系统完成一次倒车过程的时间，由生产工况及设备全行程时间决定，一般正常情况下不会超过30分钟；

3、通过采集备用系统设备运行状态及操作人员介入操作情况，自学习自适应工况，修正专家数据库，实现系统一直高性能高可靠地运行；

4、系统有较大的冗错机制，在部分检测信号不正常，系统执行应不受较大影响，利用专家数据库，可以完成系统功能，系统需要提示操作人员及时观察并作相应的介入操作。

由以上可以清楚看出，本实用新型结构简单，易生产，安装使用方便，效果好，既操作方便，工作效率高，省时省力，节约生产成本，又保证生产的安全和提高生产效率，有良好的经济和社会效益。