[實(shí)用新型]一種采用PLC軟冗余控制的氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220146522.9
• 申請(qǐng)日: 2012-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202598125U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐葉;袁敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號(hào): F17D1/02
• 分類號(hào): F17D1/02;F17D3/01
• 代理公司: 上海天翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 孫景宜

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及氮?dú)膺B續(xù)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種采用PLC軟冗余控制的氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，要求擁有一種能夠滿足經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)能的高度自動(dòng)化系統(tǒng)，同時(shí)具有冗余及故障安全功能的可編程控制器是針對(duì)最高等級(jí)的控制需求。但是在許多應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)于工廠單元的冗余質(zhì)量和控制范圍并不完全必要使用一個(gè)專用的高成本冗余系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行，簡(jiǎn)單的軟冗余機(jī)制就可將因一個(gè)錯(cuò)誤事件導(dǎo)致的故障控制過(guò)程切換到一個(gè)備用系統(tǒng)上而繼續(xù)進(jìn)行。

綜上所述，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，特別需要一種采用PLC軟冗余控制的氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)，以解決以上提到的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種采用PLC軟冗余控制的氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)，通過(guò)采用PLC軟冗余控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。

本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種采用PLC軟冗余控制的氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機(jī)、下位機(jī)、變頻調(diào)速控制器、管道氮?dú)夤?yīng)子系統(tǒng)和液氮供應(yīng)子系統(tǒng)；所述管道氮?dú)夤?yīng)子系統(tǒng)包括依次連接的增壓機(jī)、進(jìn)氣閥、卸荷閥、排氣閥、緩沖器、冷卻器以及位于它們之間的連接管路，液氮供應(yīng)子系統(tǒng)包括依次連接的汽化器、增壓機(jī)、進(jìn)氣閥、卸荷閥、排氣閥、緩沖器、冷卻器以及位于它們之間的連接管路；

所述上位機(jī)設(shè)置有PC，PC內(nèi)裝有過(guò)程監(jiān)視系統(tǒng)；

所述下位機(jī)設(shè)置有控制器，控制液氮供應(yīng)子系統(tǒng)，并通過(guò)變頻調(diào)速控制器連接控制管道氮?dú)夤?yīng)子系統(tǒng)。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述冗余包括冗余上位機(jī)、冗余電源、冗余處理器和冗余通信。

本實(shí)用新型的有益效果在于：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)巧妙、成本低、可靠性高，連續(xù)24小時(shí)不間斷、安全供應(yīng)氮?dú)猓瑫r(shí)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)本控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制，完成對(duì)本套工藝流程的管理和監(jiān)控。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所述氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)的管道氮?dú)夤?yīng)子系統(tǒng)的示意圖。

圖2為本實(shí)用新型所述氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)的液氮供應(yīng)子系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(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)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型所述的一種采用PLC軟冗余控制的氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)，包括上位機(jī)、變頻調(diào)速控制器、管道氮?dú)夤?yīng)子系統(tǒng)和液氮供應(yīng)子系統(tǒng)；所述管道氮?dú)夤?yīng)子系統(tǒng)包括增壓機(jī)110、進(jìn)氣閥120、卸荷閥130、排氣閥140、緩沖器150、冷卻器160以及連接管路，液氮供應(yīng)子系統(tǒng)包括汽化器210、增壓機(jī)220、進(jìn)氣閥、卸荷閥、排氣閥、緩沖器、冷卻器以及連接管路；所述上位機(jī)設(shè)置有PC，PC內(nèi)裝有SIMATIC?WINCC過(guò)程監(jiān)視系統(tǒng)，提供遠(yuǎn)程控制的人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)本控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制，完成對(duì)本套工藝流程的管理和監(jiān)控。

所述下位機(jī)設(shè)置有西門(mén)子S7-300PLC控制器，控制液氮供應(yīng)子系統(tǒng)，并通過(guò)變頻調(diào)速控制器連接控制管道氮?dú)夤?yīng)子系統(tǒng)

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述冗余上位機(jī)連接有主控制系統(tǒng)和備用控制系統(tǒng)，所述主控制系統(tǒng)和備用控制系統(tǒng)，包括有源機(jī)架、雙冗余CPU、冗余通信模塊和I/O模塊。

兩套氮?dú)庠鰤涸O(shè)備組成氮?dú)庠鰤汗?yīng)的一主一備的冗余系統(tǒng)，因此，對(duì)于此系統(tǒng)的控制方式應(yīng)有‘單機(jī)運(yùn)行’和‘故障聯(lián)控’選擇。選擇‘單機(jī)運(yùn)行’方式，兩套增壓設(shè)備可以各自單機(jī)運(yùn)行，沒(méi)有互為備用的功能。而選擇‘故障聯(lián)控’方式，運(yùn)行時(shí)僅有一套設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)，另一套則處于待機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)運(yùn)行的設(shè)備出現(xiàn)故障或其他原因停機(jī)時(shí)系統(tǒng)可以自動(dòng)啟動(dòng)另一套處于待機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備的運(yùn)行。

增壓機(jī)的轉(zhuǎn)速通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)，有‘自動(dòng)’和‘手動(dòng)’兩種運(yùn)行方式：‘自動(dòng)’時(shí)，增壓機(jī)的轉(zhuǎn)速按所設(shè)定出口壓力進(jìn)行PID調(diào)節(jié)；‘手動(dòng)’時(shí)，增壓機(jī)的轉(zhuǎn)速在操作界面上設(shè)定。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的氮?dú)夤?yīng)控制系統(tǒng)可分為監(jiān)控級(jí)、控制級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)以及通信網(wǎng)絡(luò)，如圖4所示。

(1)監(jiān)控級(jí)：在控制系統(tǒng)中處于頂層由兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)(PC機(jī))及WinCC監(jiān)控軟件構(gòu)成。在組態(tài)軟件WinCC及Microsoft?SQL?Server?2005數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)作為實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和日常操作的人機(jī)界面。