[發(fā)明專利]一種連續(xù)式風(fēng)洞降溫系統(tǒng)安全聯(lián)鎖方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711272359.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108151998B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳旦;張永雙;周廷波;張國(guó)彪;高超;郗忠祥;何顯中;張正科;胡旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué);中國(guó)人民解放軍63837部隊(duì)
• 主分類號(hào): G01M9/04
• 分類號(hào): G01M9/04;G01M9/06
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

1.一種連續(xù)式風(fēng)洞降溫系統(tǒng)安全聯(lián)鎖方法，其特征在于，具體過(guò)程是：

步驟1、確定風(fēng)洞降溫控制系統(tǒng)安全聯(lián)鎖監(jiān)控信號(hào)；

步驟2、確定安全聯(lián)鎖監(jiān)控信號(hào)的有效值范圍：

測(cè)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信號(hào)X₁，表征測(cè)控網(wǎng)絡(luò)是否正常，開(kāi)關(guān)量BOOL信號(hào)；有效值為1；故障值為0；

供液閥組狀態(tài)信號(hào)X₂，表征液氮輸送管路供液閥組是否工作正常，檢測(cè)開(kāi)關(guān)全行程時(shí)間和該閥門能否可靠開(kāi)閉到位，開(kāi)關(guān)量BOOL信號(hào)；有效值為1；故障值為0；

放空閥狀態(tài)信號(hào)X₃，表征液氮輸送管路放空閥是否工作正常，檢測(cè)開(kāi)關(guān)全行程時(shí)間和該閥門能否可靠開(kāi)閉到位，開(kāi)關(guān)量BOOL信號(hào)；有效值為1；故障值為0；

集氣環(huán)溫度信號(hào)X₄，表征集氣環(huán)溫度是否在正常范圍，浮點(diǎn)REAL信號(hào)；-150℃≤有效值≤70℃；報(bào)警值＜-150℃；

穩(wěn)定段溫度信號(hào)X₅，表征穩(wěn)定段總溫是否正常，浮點(diǎn)REAL信號(hào)；-23℃≤有效值≤50℃；-24℃＜報(bào)警值＜-23℃；故障值≤-24℃；

液氮噴注段洞壁溫度信號(hào)X₆，表征液氮噴注段液氮是否正常氣化，浮點(diǎn)REAL信號(hào)；

-25℃≤有效值≤70℃；-27℃＜報(bào)警值＜-25℃；故障值≤-27℃；

換熱器段氣流溫度信號(hào)X₇，表征換熱器段氣流溫度是否正常，以防止換熱器處局部溫度過(guò)低，浮點(diǎn)REAL信號(hào)；-26℃≤有效值≤70℃；報(bào)警值＜-26℃；

集液環(huán)噴嘴前壓力信號(hào)X₈，簡(jiǎn)稱噴前壓，表征噴嘴前端液氮壓力是否正常，浮點(diǎn)REAL信號(hào)；1000kPa≤有效值≤1500kPa；1500kPa＜報(bào)警值＜1600kPa；故障值≥1600kPa；

擠推氣壓力信號(hào)X₉，表征液氮擠推壓力是否正常，浮點(diǎn)REAL信號(hào)；1100kPa≤有效值≤1600kPa；1600kPa＜報(bào)警值＜1700kPa；故障值≥1700kPa；

氣控閥組驅(qū)動(dòng)氣壓力信號(hào)X₁₀，表征配氣臺(tái)氣控閥驅(qū)動(dòng)氣壓力是否正常，浮點(diǎn)REAL信號(hào)；500kPa≤有效值≤1000kPa；400kPa＜報(bào)警值＜500kPa；故障值≤400kPa；

氣化器出口溫度信號(hào)X₁₁，表征氣化器出口溫度是否正常，浮點(diǎn)REAL信號(hào)；2℃≤有效值≤50℃；報(bào)警值＜2℃；

降溫控制系統(tǒng)急停狀態(tài)X₁₂，表征急停按鈕是否被觸發(fā)，開(kāi)關(guān)量BOOL信號(hào)；有效值為1，故障值為0；

降溫控制系統(tǒng)開(kāi)關(guān)/線性電源狀態(tài)X₁₃，表征電源是否正常，開(kāi)關(guān)量BOOL信號(hào)；有效值為1，故障值為0；

降溫控制系統(tǒng)和風(fēng)洞主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的通信狀態(tài)X₁₄，表征通信是否正常，開(kāi)關(guān)量BOOL信號(hào)；有效值為1，故障值為0；

降溫控制系統(tǒng)控制模塊狀態(tài)X₁₅，表征控制模塊是否狀態(tài)正常，開(kāi)關(guān)量BOOL信號(hào)；有效值為1，故障值為0；

風(fēng)洞主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)急停信號(hào)X₁₆，表征是否有來(lái)自風(fēng)洞主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)通信或硬接線發(fā)送的急停信號(hào)，一般由風(fēng)洞超壓報(bào)警、超溫報(bào)警、壓縮機(jī)震動(dòng)過(guò)大報(bào)警觸發(fā)，開(kāi)關(guān)量BOOL信號(hào)；有效值為1，故障值為0；

氧氣濃度異常觸點(diǎn)X₁₇，來(lái)自氧濃度測(cè)試儀，表征風(fēng)洞廠房、配氣廠房和測(cè)控間關(guān)鍵位置氧氣濃度是否正常，開(kāi)關(guān)量BOOL信號(hào)；有效值為1，故障值為0；

液氮儲(chǔ)罐液位信號(hào)X₁₈，表征液氮儲(chǔ)罐內(nèi)剩余液氮儲(chǔ)量是否足夠，浮點(diǎn)REAL信號(hào)；市電狀態(tài)監(jiān)測(cè)X₁₉，表征風(fēng)洞和降溫系統(tǒng)的用電狀態(tài)是否正常，開(kāi)關(guān)量BOOL信號(hào)；有效值≥0.5m；0.3m＜報(bào)警值＜0.5m；故障值≤0.3m；有效值為1，故障值為0；所述X _n代表第n個(gè)安全聯(lián)鎖監(jiān)控信號(hào)，n取值范圍為0～19；

步驟3、確定安全聯(lián)鎖監(jiān)控信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)值

根據(jù)步驟2中得到的安全聯(lián)鎖監(jiān)控信號(hào)的值確定該信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)值；

f₁:當(dāng)X₁＝1，f₁＝0；當(dāng)X₁＝0，f₁＝0.9；

f₂:當(dāng)X₂＝1，f₂＝0；當(dāng)X₂＝0，f₂＝0.2；

f₃:當(dāng)X₃＝1，f₃＝0；當(dāng)X₃＝0，f₃＝0.2；

f₄:當(dāng)X₄有效時(shí)，f₄＝0；當(dāng)X₄報(bào)警時(shí)，f₄＝0.2；

f₅:當(dāng)X₅有效時(shí)，f₅＝0；當(dāng)X₅報(bào)警時(shí)，f₅＝0.5；當(dāng)X₅故障時(shí)，f₅＝0.9；

f₆:當(dāng)X₆有效時(shí)，f₆＝0；當(dāng)X₆報(bào)警時(shí)，f₆＝0.5；當(dāng)X₆故障時(shí)，f₆＝0.9；

f₇:當(dāng)X₇有效時(shí)，f₇＝0；當(dāng)X₇報(bào)警時(shí)，f₇＝0.2；

f₈:當(dāng)X₈有效時(shí)，f₈＝0；當(dāng)X₈報(bào)警時(shí)，f₈＝0.45；當(dāng)X₈故障時(shí)，f₈＝0.9；

f₉:當(dāng)X₉有效時(shí)，f₉＝0；當(dāng)X₉報(bào)警時(shí)，f₉＝0.2；當(dāng)X₉故障時(shí)，f₉＝0.9；

f₁₀:當(dāng)X₁₀有效時(shí)，f₁₀＝0；當(dāng)X₁₀報(bào)警時(shí)，f₁₀＝0.2；

f₁₁:當(dāng)X₁₁有效時(shí)，f₁₁＝0；當(dāng)X₁₁報(bào)警時(shí)，f₁₁＝0.4；

f₁₂:當(dāng)X₁₂＝1，f₁₂＝0；當(dāng)X₁₂＝0，f₁₂＝0.9；

f₁₃:當(dāng)X₁₃＝1，f₁₃＝0；當(dāng)X₁₃＝0，f₁₃＝0.9；

f₁₄:當(dāng)X₁₄＝1，f₁₄＝0；當(dāng)X₁₄＝0，f₁₄＝0.9；

f₁₅:當(dāng)X₁₅＝1，f₁₅＝0；當(dāng)X₁₅＝0，f₁₅＝0.9；

f₁₆:當(dāng)X₁₆＝1，f₁₆＝0；當(dāng)X₁₆＝0，f₁₆＝0.9；

f₁₇:當(dāng)X₁₇＝1，f₁₇＝0；當(dāng)X₁₇＝0，f₁₇＝0.9；

f₁₈:當(dāng)X₁₈有效時(shí)，f₁₈＝0；當(dāng)X₁₈報(bào)警時(shí)，f₁₈＝0.2；當(dāng)X₁₈故障時(shí)，f₁₈＝0.9；

f₁₉:當(dāng)X₁₉＝1，f₁₉＝0；當(dāng)X₁₉＝0，f₁₉＝0.9；

所述f_n代表第n個(gè)信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，n取值范圍為0～19；各安全聯(lián)鎖監(jiān)控信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)值的大小表示了該狀態(tài)的危險(xiǎn)性；

步驟4、對(duì)確定的安全聯(lián)鎖監(jiān)控信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)值進(jìn)行數(shù)組分類

按照安全聯(lián)鎖監(jiān)控信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的危險(xiǎn)性定義5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)組，以代表不同的風(fēng)險(xiǎn)，分別為arr1、arr2、arr3、arr4、arr5；其中：arr1為普通報(bào)警，arr2為超溫報(bào)警，arr3為泵組報(bào)警，arr4為超壓報(bào)警，arr5為系統(tǒng)故障；

5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)組的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)不同，按照由高到低的順序分別為arr5>arr2>arr4>arr3>arr1，同一數(shù)組內(nèi)各元素危險(xiǎn)等級(jí)相同；

步驟5、降溫控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)安全聯(lián)鎖監(jiān)控信號(hào)狀態(tài)，并確定降溫系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)值f_s；

風(fēng)洞降溫試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)降溫控制系統(tǒng)對(duì)納入安全聯(lián)鎖監(jiān)控的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)信號(hào)異常的數(shù)量和所屬的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)組，確定系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)值f_s；

當(dāng)降溫控制系統(tǒng)只檢測(cè)到一個(gè)信號(hào)異常時(shí)，假定該信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為f_n，則f_s＝f_n；當(dāng)降溫控制系統(tǒng)檢測(cè)到兩個(gè)信號(hào)異常時(shí)，假定第一個(gè)信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為f_n1，第二個(gè)信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為f_n2，則首先對(duì)數(shù)組進(jìn)行遍歷，根據(jù)該f_n1和f_n2的值的大小判斷該f_n1和f_n2分別屬于哪一個(gè)數(shù)組，并根據(jù)數(shù)組類別獲取信號(hào)的危險(xiǎn)等級(jí)，假定危險(xiǎn)等級(jí)f_n1≥f_n2，通過(guò)公式

f_s＝f_n1×1.0+f_n2×0.5

得到降溫系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)值；

當(dāng)降溫控制系統(tǒng)檢測(cè)到三個(gè)信號(hào)異常時(shí)，假定第一個(gè)為f_n1，第二個(gè)為f_n2，第三個(gè)為f_n3；則首先對(duì)數(shù)組進(jìn)行遍歷，根據(jù)f_n1、f_n2、f_n3的值的大小判斷所述的f_n1、f_n2、f_n3分別屬于哪一個(gè)數(shù)組，并根據(jù)數(shù)組類別獲取信號(hào)的危險(xiǎn)等級(jí)，假定危險(xiǎn)等級(jí)f_n1≥f_n2≥f_n3，通過(guò)公式

f_s＝f_n1×1.0+f_n2×0.4+f_n3×0.3；

得到降溫系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)值；

當(dāng)檢測(cè)到三個(gè)以上信號(hào)異常時(shí)，降溫系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)值f_s＝1；

步驟6、確定安全聯(lián)鎖措施：

根據(jù)步驟5得到的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)f_s的不同范圍值確定安全聯(lián)鎖措施，分別為：

范圍1：當(dāng)f_s＜0.4，簡(jiǎn)單警告，提醒操作人員注意；

范圍2：當(dāng)0.4≤f_s＜0.9，系統(tǒng)級(jí)警告，存在超溫超壓風(fēng)險(xiǎn)，但尚不足以導(dǎo)致系統(tǒng)性的故障；

范圍3：當(dāng)f_s≥0.9，系統(tǒng)級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)，降溫控制系統(tǒng)對(duì)故障進(jìn)行自鎖，消除故障且對(duì)降溫控制器復(fù)位后再繼續(xù)工作。