《工业控制计算机＞２ｏｌ２年第２５卷第２期 １０ｇ 电气设备的自动控制设计 ．Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ａｔｕｏ－ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ 王桂彬 （江苏省南京化工高级技工学校，江苏南京２１００４８） 摘 要 按保持信号和脉冲信号两种类别，给出了电气设备的基本控制程序结构，并从实际应用经验及工程实例中，分析探讨 电气设备的自控设计，最后总结了常用的几种控制程序的适用场合。 关键词：电气设备，自动控制，控制程序 Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｗｏ ｂａｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｇｒａｍｓ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ ｏｕｔ ｂｙ ｔｈｅ ｓｉｇｎａｌ ｃａｔｅｇｏ￣ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｔｕｏ—ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｆｒＯｍ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ Ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄ．ｓｏｍｅ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｇｒａｍｓ ａｒｅ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｅｘａｍｐｌｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ａｔｕｏ－ｃｏｎｔｒｏｌ。ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｇｒａｍｓ 在石化行业，电气设备自控水平的优劣，对安全生产至关重 要，因而在自控设计工作中，应认真分析工艺及电气控制的要 求，设计合适的方案，采用正确的控制程序结构，保证其稳定运 停止。由于信号是保持型，自控系统应根据允许起动和联锁停止 条件，输出正确的开闭控制信号。该条件在自控系统内组态完成， 其组态逻辑可参考图２。 行。就此，笔者对电气设备的自动化控制设计做些探究。 １基本控制程序结构 若将图２中逻辑与门输入端的四个信号，改为四路ＤＯ控 制信号输出，即将控制系统的软件逻辑组态转换为电气控制回 路的硬件组态逻辑，则控制程序结构可参考图１ｅ，由于信号为 自控信号在去向上可分为控制信号（ＤＯ：数字输出）和回讯 信号（ＤＩ：数字输入），控制信号是指从自控系统去电气控制中心 控制电气设备的信号，回讯信号是指电气控制中心返回的电气 设备状态信号，在控制系统中一般作为指示，也可作为联锁信号 参与逻辑组态。为避免来往强弱电信号之间的一些不必要干扰， 需在机柜间设置继电器，用来隔离来往控制系统和电气控制中 心信号。 自控信号从信号类型来 保持型和脉冲 型，回讯的状 保持型，在组态逻辑中必须设置复位按钮，保证在重新启动电气 设备前复位。 在应用中，通常会采用启动和停止两路ＤＯ控制信号输出， 此时，控制信号一般为脉冲型，如图３所示。 ＸＳ－Ｒ １ ｘ Ｓ＿ｓｒｏＩ ＸＳ－Ｒ ． 看，还可分为ｓＴ ！ ｓｒ ＸＳ＿ｓｒＡ 。Ｘｓ ＴＡ ＿ｒ Ａ ｌＸＳ．ｓｒｏ）（Ｓ－ＳＴＯ ｘｓｓＴ０ 。 ｔ Ｉ Ｉ，态信号一般为 保持型，而对ＫＭ ’ ｘｓ扎 １ＫＭＫＭ ＫＭ ）（ｓ扎 ＫＭ 于控制信号， 根据其作用， 一 ａ 。一—］■—■■—］＿—］ ｂ ｄ 。 ． ａ ｂ ｃ ｄ 蓄 Ｉｔｔ ｌ保持型信号控制程序结构 图３脉冲型信号控制程序结构 与图１相比，在电气控制回路中并联了接触器常开辅助接 点，此时，控制信号采用保持型，同样可以起到控制作用，但同样 必须设置复位按钮。 在不同的工程应用中，工艺及电气控制要求也不尽相同，控 ｔｏ Ｓｔａｒｔｕｐ）、启动（Ｓｔａｒｔ）、停止（Ｓｔｏｐ）、联锁停止（Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ ｔｏ Ｓｈｕｔｄｏｗｎ）四种信号，如图１所示，图中ＸＳ—Ｒ、ＸＳ—ＳＴＡ、ＸＳ— ＳＴＯ、ＸＳ—ＩＬ分别表示以上所述的四种控制信号。 一图１为基本的信号保持型控制程序结构，对于图１ｆｌ中，只有 个保持型的 ＳＴＯ），只 １＝Ｓｔａｒｌ ｓｔａｒｔ ０Ｐ 制程序结构会有所改变，如图１和图３中９种不同的控制程序 结构。但根据实际的工程应用经验来看，应将允许启动和联锁停 止条件简化为一路ＤＯ控制信号输出，这是因为增加控制信号， 就需要增加隔离继电器，电气线路就稍显复杂，不仅增加了故障 点，也给维护带来一定的困难，所以一般将允许启动和联锁停止 条件在控制系统内组态，最终以一路ＤＯ点控制信号输出。也因 ＝Ｒｅｌｅａｓｅ 控制信号（×Ｓ— １Ｓ 有当信号闭合 时，才可启动电 气设备，断开 时，电气设备将 ０＝￣ｔｏｐ ＆ Ｉｒ【ｔｅｒｌｏ＆ｔｏ Ｓｈｌｔｄｏｖｎ Ｏ＝Ｉｎｔｅｒｌｏ＆ 此，在实际工程应用中，图１ｆｌ及图３ｃ的程序结构应用较多。 （下转第１１１页） 图２保持型启停信号组态逻辑 《工业控制计算机））２０１２年第２５卷第２期 配电器为下部取压变送器供电并起到信号转换传输与隔离的作 以便在停机前已产生的报警信号（未处理）在停机后继续保持， 用，两个取压变送器检测出的压力信号送入ＰＬＣ进行显示和比 使岗位人员继续高度重视，处理确认后予以手动解除，或在下次 较，然后与设定值比较判断输出报警信号，通过比较差压值的变 开机后自动解除。 化便可得知灰斗料位情况。原理作如下描述：当灰斗料位低于下 ３结束语 侧检测孔位置时，上下两孔由于相通差压数近似为零，表示灰斗 本技术２００９年始，在济钢第二炼铁厂喷煤粉布袋箱上逐步 没有积料。当粉料因堆积埋过下侧孔位置但又没能埋过上侧孔 安装运行，并在安装后实施了人为堆料测试工作，效果很好。该 时，上下两孔相通性越来越差，差压数也随之增加，表示粉料正 技术为切实避免设备故障或粉料堆积后产生的生产安全隐患提 逐步超过下侧孑Ｌ而向上堆积。下检Ｎ；ｆＬ的位置一般根据生产工 供了可靠的自动化检测技术保障。本技术可广泛应用于各行业 艺安全需求确定，但上侧检测孔越靠近顶部越好，所以通常不考 除尘系统及冶金喷煤粉生产系统等，因其具有准确可靠，反映直 虑粉料埋过上侧取压孔的情形。 观，结构外置、简单，投入较少，维护方便等优点。 为消除系统停机后负压为零造成的报警信号消失问题，在 ［收稿日期：２０１１．１１．１］ ＰＬＣ内增设停机信号与报警信号的连锁程序和手动解除程序， （上接第１０９页） 切换开关ＨＳ—ＲＬ并联在内。 ２工程实例 ２）电气设备的停止应在远程和就地都能实现。考虑到电气 下面结合笔者设计并已 ＫＭ 设备的安全运行，在非正常状态下，来自任何地方的停止信号都 投运的某低温乙烯储运项 ＨＳ－ＲＬ 要能停止电气设备，因此，远程停×Ｓ—ＳＴＯ和就地停ＨＳ—ＳＴＯ 目，进一步分析探讨电气设 应串联在控制主回路中。 备的自控设计。 － 在低温乙烯储运装置 、 ＨＳ－ＳＴＡｉ ｘｓ。ｓｒＡ ３）联锁停存在时，远程和就地都不能启动电气设备。联锁信 号用于紧急时刻，应能立即停止电气设备，联锁信号为保持信 中，乙烯压缩系统作为核心 号，联锁存在时，×Ｓ—ＲＩＬ一直保持为断开状态，并应串联在控制 系统，有两套压缩机及其辅 。ＨＳ－ＳＴＯ 主回路中，保证远程和就地都不能启动电气设备。 助设备组成，其主要作用是 ｘｓ＿ｓＴＯ’ 同时，应注意的是：当采用远程和就地都能操作电气设备的 保持乙烯罐的低温状态，根 控制方案时，必须将×Ｓ—ＲＩＬ信号从控制系统送去电气控制中 据工艺要求，压缩系统应能ＸＳ－ＰＪＬ 心，保证电气设备得到有效的联锁，因而图１ａ所示的控制结构 根据罐内乙烯蒸发量，来自 ＫＭ 已不适合，推荐采用图４所示的控制程序结构。 动启停压缩系统，同时，在现 ． ３结束语 场应能手动操作压缩系统，图４乙烯压缩系统的控制程序结构 通过以上分析，可进一步总结出电气设备常用控制程序结 因此，应设置远程就地选择 ・ 构的适用场合，图１ａ一般运用于单独由自控系统控制的场合， 开关，其自控程序结构如图４。 图３ｃ运用于远程就地均可操作的场合，同时，图３ｃ中控制信号 在图４中，现场操作盘上增加了启停按钮ＨＳ—ＳＴＡ和ＨＳ— 若为保持型（控制效果同图１ｄ），并设置复位按钮，可以运用在 ＳＴＯ，以及远程就地切换开关ＨＳ—ＲＬ、ＸＳ—ＲＩＬ为系统组态允许 大型电气设备或安全等级要求较高的场合。 启动和联锁停止条件的输出控制信号，该信号应为两个条件逻 辑与，只有允许启动有效（１＝Ｒｅｌｅａｓｅ）且联锁停止无效（１＝Ｎｏｔ 参考文献 Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ），×Ｓ—ＲＩＬ才能闭合。 ［１］陆德民．石油化工自动控制设计手册［Ｍ］．３版．北京：化学工业出版 在实际应用中，还应从工艺和电气设备的安全角度设计控 社，２ＯＯｌ 制程序结构，具体可从还以下三点来考虑： ［２］解怀仁，等．石油化工仪表控制系统选用手册［Ｍ］．北京：化学工业出 １）手动远程就地切换不应影响电气设备的当前运行状态。例 版社，２０１０ 如压缩系统处于自动运行状态，当切换到就地手动操作时，压缩 ［３］王常力．分布式控制系统（ＤＣＳ）设计与应用实例［Ｍ］．北京：电子工业 系统不应停止，因此，接触器常开辅助接点ＫＭ必须把远程就地 出版社，２００４ ［收稿日期：２０１２．１．９］
