三重冗余緊急停機(jī)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了三重冗余緊急停機(jī)裝置，包括：一底板，一安裝在底板上的三塊相同的處理模件，所述三塊處理模件獨(dú)立完成輸入、邏輯處理及輸出功能，且每塊處理模件的輸出驅(qū)動在底板上的繼電器，三塊處理模件對應(yīng)的每一組繼電器觸點(diǎn)連接形成一三選二輸出線路，所述三選二輸出線路的輸出端連接現(xiàn)場電纜。所述處理模件還通過通訊插頭連接上位機(jī)，處理模件接收上位機(jī)指令，并提供裝置相關(guān)的所有信息給上位機(jī)裝置采用冗余供電，任何一塊處理模件故障、任何I/O通道、電源故障，都不會影響底板和其他兩塊處理模件的正常工作；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔、安裝連接方便、在線維護(hù)簡單。
【專利說明】三重冗余緊急停機(jī)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及控制領(lǐng)域，具體涉及三重冗余緊急停機(jī)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了防止重要設(shè)備(被控設(shè)備)如汽輪機(jī)等，在運(yùn)行中因部分機(jī)械、電氣、控制或輔助設(shè)備等故障或工作失常，可能導(dǎo)致重要設(shè)備發(fā)生重大損壞事故，汽輪機(jī)等重要設(shè)備都配有緊急停機(jī)系統(tǒng)或裝置(ETS/ESD)。
[0003]ETS/ESD裝置的主要功能是監(jiān)視被控設(shè)備中旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速信號，同時監(jiān)視被控設(shè)備或系統(tǒng)的所有跳閘條件開關(guān)量輸入信號。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過其設(shè)定的運(yùn)行限制值時，或有開關(guān)量輸入信號為真時，ETS/ESD立即判斷危險情況發(fā)生，需要進(jìn)行緊急停機(jī)，即輸出開關(guān)量信號，控制就地跳閘裝置或系統(tǒng)，使被控設(shè)備緊急跳閘或停機(jī)。
[0004]目前在電力行業(yè)，ETS/ESD緊急停機(jī)系統(tǒng)主要用于汽輪機(jī)保護(hù)ETS和鍋爐保護(hù)FSSS (鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng))。ETS和FSSS采用通用PLC (可編程控制器)和DCS (分散控制系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)一般米用雙重幾余。
[0005]雙冗余時，兩臺PLC同時工作，任一臺PLC動作均可輸出跳閘信號。當(dāng)任一臺故障時，PLC發(fā)出本機(jī)故障報警信號，并自動切斷其停機(jī)邏輯輸出，而另外一臺仍能正常工作。雙重冗余帶來的問題是，為保證設(shè)備安全，只能采取防止設(shè)備拒動的“或”邏輯輸出，從而，增加了設(shè)備誤動停機(jī)的可能性。誤動可能造成用戶生產(chǎn)中斷帶來的經(jīng)濟(jì)損失。
[0006]在石油和石化、化工行業(yè)，ETS/ESD系統(tǒng)用于各種裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的緊急停機(jī)。一般采用專用的三重冗余的專用PLC。采用三重冗余方式，是最合理的方式。既可以防止保護(hù)誤動，也保證設(shè)備不拒動。
[0007]但由于采用通用PLC實(shí)現(xiàn)三重冗余，通過系統(tǒng)接線來完成，系統(tǒng)接線復(fù)雜，包括輸入模件一通訊總線一 CPU —通訊總線一 DO輸出等中間環(huán)節(jié)，間接降低了可靠性，同時增加了費(fèi)用。
[0008]專用的三重冗余的專用PLC價格昂貴，只用于特別重要的場合。采用DCS或PLC的另外缺點(diǎn)是ETS/ESD的處理環(huán)節(jié)多，輸入信號到跳機(jī)輸出信號經(jīng)過“輸入模件一通訊總線一 CPU —通訊總線一 DO輸出”等環(huán)節(jié)，環(huán)節(jié)多，相對可靠性下降，處理的速度也低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供三重冗余緊急停機(jī)裝置(ETS/ESD)，任何一塊處理模件故障、任何I/o通道、電源故障，都不會影響底板和其他兩塊處理模件的正常工作；且裝置作為一個整體，用戶除現(xiàn)場I/o接線外，不需要其他的內(nèi)部信號連接、分配；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔、安裝連接方便、在線維護(hù)簡單。
[0010]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0011]三重冗余緊急停機(jī)裝置，包括:
[0012]一底板，[0013]一安裝在底板上的三塊處理模件，所述三塊處理模件相互獨(dú)立，且每塊處理模件的輸出連接安裝在底板上的繼電器，
[0014]三塊處理模件的同一通道的繼電器組成一組，每組繼電器觸點(diǎn)輸出在底板上連接成一個三選二輸出線路，所述三選二輸出線路的輸出端連接現(xiàn)場電纜。在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述處理模件還通過通訊插頭連接一上位機(jī)，處理模件接收上位機(jī)指令，并提供裝置相關(guān)的所有信息給上位機(jī)。
[0015]在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述底板將輸入信號連接至三塊處理模件，并將每塊處理模件的開關(guān)量輸出信號連接到繼電器，完成三選二輸出電路的輸出。
[0016]在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述處理模件及繼電器均設(shè)置一熱插拔接口，使得處理模件及繼電器在底板上能進(jìn)行在線更換。
[0017]通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]本實(shí)用新型的一塊底板，三塊處理模件以及三選二輸出電路共同實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速輸入信號和開關(guān)量輸入信號的邏輯處理，并直接輸出開關(guān)量控制信號；
[0019]任何一塊處理模件故障、任何I/O通道、電源故障，都不會影響底板和其他兩塊處理模件的正常工作；
[0020]且裝置作為一個整體，用戶除現(xiàn)場I/O接線外，不需要其他的內(nèi)部信號連接、分配。
[0021]處理模件可熱拔插、在線更換，繼電器可拔插更換，具有便于維護(hù)的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0025]參照圖1，三重冗余緊急停機(jī)裝置，包括:
[0026]一底板 1，
[0027]一安裝在底板I上的三塊處理模件2，所述三塊處理模件2相互獨(dú)立，所述三塊處理模件獨(dú)立完成輸入、邏輯處理及輸出功能，且每塊處理模件2的輸出驅(qū)動在底板上的繼電器3，三塊處理模件2的同一通道的繼電器3組成一組，每組繼電器3觸點(diǎn)輸出在底板上連接成一個三選二輸出線路4，所述三選二輸出線路的輸出端5連接現(xiàn)場電纜。
[0028]在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述底板I將上位機(jī)的輸入信號連接至三塊處理模件2，并將每塊處理模件2的開關(guān)量輸出信號連接到繼電器3，完成三選二輸出電路4的輸出。
[0029]在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述處理模件2及繼電器3均設(shè)置一熱插拔接口，使得處理模件及繼電器在底板上能進(jìn)行在線更換。
[0030]上述處理模件為MLP50處理模件。
[0031]本實(shí)用新型的工作原理:
[0032]MLP50處理模件在一塊I/O級硬件上，集成了常規(guī)PLC的“輸入模件一通訊總線一CPU 一通訊總線一 DO輸出”的功能，可直接進(jìn)行轉(zhuǎn)速輸入、開關(guān)量輸入，經(jīng)過邏輯處理和判斷后，直接輸出開關(guān)量，進(jìn)行停機(jī)保護(hù)，大大減少了常規(guī)PLC的中間環(huán)節(jié)，提高了可靠性。
[0033]MLP50模件與上位機(jī)通過冗余的通訊接口進(jìn)行通訊，將I/O實(shí)時值、I/O動作時間記錄、模件內(nèi)部信息、報警等上傳至上位機(jī)，并可以接收上位機(jī)的指令。模件中的邏輯處理程序是通過該通訊接口，由上位機(jī)下載并保持到模件上，在模件上執(zhí)行的。
[0034]底板的主要作用是提供I/O接線端子并將I/O信號引到三塊處理模件的插座；提供輸出繼電器及繼電器輸出接點(diǎn)的三選二電路；提供到三塊處理模件的冗余通訊接口連接和冗余直流供電電源連接。
[0035]所述的三重冗余緊急停機(jī)控制裝置，從輸入端子接入現(xiàn)場轉(zhuǎn)速及開關(guān)量輸入信號，由底板的印制板(PCBA)走線將輸入信號引入安裝在底板插座上的三塊處理模件。這三塊處理模件按事先從上位機(jī)下載的邏輯處理程序，分別獨(dú)立地對這些信號和上位機(jī)指令，進(jìn)行相同處理判斷，各自輸出停機(jī)開關(guān)量信號。每塊MLP50模件的開關(guān)量輸出通過底板插座端連接安裝在底板上的對應(yīng)繼電器。三組繼電器信號經(jīng)繼電器輸出觸點(diǎn)三選二電路選擇后，連接至觸點(diǎn)輸出端子，連接現(xiàn)場電纜控制現(xiàn)場設(shè)備通斷，完成停機(jī)保護(hù)。
[0036]該裝置還通過冗余通訊接口連接上位機(jī)，接收上位機(jī)指令，提供裝置相關(guān)的所有信息給上位機(jī)。所述上位機(jī)完成數(shù)據(jù)監(jiān)視、記錄以及ETS/ESD在線試驗。
[0037]所述裝置采用冗余的直流電源供電，三重冗余處理模件配置。由處理模件直接獲取輸入信號，完成邏輯處理，并控制開關(guān)量輸出。三塊模件的開關(guān)量輸出驅(qū)動在底板上的繼電器，底板完成三選二輸出。裝置作為一個整體，用戶除現(xiàn)場I/O接線外，不需要其他的內(nèi)部信號連接、分配。
[0038]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.三重冗余緊急停機(jī)裝置，其特征在于，包括: 一底板， 一安裝在底板上的三塊處理模件，所述三塊處理模件相互獨(dú)立，且每塊處理模件的輸出連接安裝在底板上的繼電器， 三塊處理模件的同一通道的繼電器組成一組，每組繼電器觸點(diǎn)輸出在底板上連接成一個三選二輸出線路，所述三選二輸出線路的輸出端連接現(xiàn)場電纜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三重冗余緊急停機(jī)裝置，其特征在于:所述處理模件還通過通訊插頭連接一上位機(jī)，處理模件接收上位機(jī)指令，并提供裝置相關(guān)的所有信息給上位機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三重冗余緊急停機(jī)裝置，其特征在于:所述底板將輸入信號連接至三塊處理模件，并將每塊處理模件的開關(guān)量輸出信號連接到繼電器，完成三選二輸出電路的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三重冗余緊急停機(jī)裝置，其特征在于:所述處理模件及繼電器均設(shè)置一熱插拔接口，使得處理模件及繼電器在底板上能進(jìn)行在線更換。
【文檔編號】G05B19/418GK203444293SQ201320369492
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月25日
【發(fā)明者】商勇志, 吳小杰 申請人:新華控制工程有限公司