基于DCS系统的电动阀门失控智能闭锁方法
技术领域
本发明涉及一种针对电动阀门的失控闭锁方法，尤其是基于DCS系统的电动阀门失控智能闭锁方法。
背景技术
电动阀门分布安装在各个生产系统的回路中。在DCS控制下，由集控室的操作人员发出各种控制指令。如果运行中的电动阀门发生关、开方向的失控故障时，阀门就会异常关闭或开启，导致运行工况改变、发生异常，甚至发生严重影响安全生产的事故。
目前使用的电动阀门，都没有针对阀门失控的闭锁功能，即在失控时使电动阀门停止工作。
发明内容
本发明提出了一种基于DCS系统的电动阀门失控智能闭锁方法，其目的是：通过DCS系统识别阀门是否故障，发生故障时立刻停止其工作，防止其失控，避免引起运行工况改变或发生安全生产事故。
本发明技术方案如下：
一种基于DCS系统的电动阀门失控智能闭锁方法，在电动阀门的供电线路上设置由DCS系统控制的控制开关，并设置用于监测电动阀门工作电流的电流监测模块；
DCS系统根据电流监测模块反馈的电流值和电动阀门当前的工作状态，判断电动阀门是否异常，出现异常时断开所述控制开关，使电动阀门停止工作，实现闭锁。
作为本方法的进一步改进：所述DCS的控制单元中设有状态判断模块、电流判断模块和与门逻辑器；
所述状态判断模块用于判断电动阀门当前是否在执行开指令或执行关指令；状态判断模块的输出端与所述与门逻辑器的第一输入端相连接；当电动阀门当前在执行开指令或执行关指令，状态判断模块输出“0”，否则输出“1”；
所述电流判断模块用于判断电动阀门的工作电流是否超出预设的阈值；电流判断模块的输出端与所述与门逻辑器的第二输入端相连接；当工作电流超出预设阈值，电流判断模块输出“1”，否则输出“0”；
所述与门逻辑器的输出信号用于控制所述控制开关，当电动阀门当前未执行开指令或关指令，且工作电流超出阈值时，控制所述控制开关断开电动阀门的供电线路。
作为本方法的进一步改进：所述电流判断模块包括加法器和比较器，所述加法器对电动阀门的三相电源电流求平均值然后送至比较器，所述比较器将三相电源电流之和与预设阈值相比较，根据比较结果设置输出端信号。
作为本方法的进一步改进：所述电流判断模块还包括延时器；所述比较器的输出端与延时器的设置端相连接，延时器的输出端与所述与门逻辑器的第二输入端相连接。
作为本方法的进一步改进：当电动阀门的开指令和关指令为长信号时，所述状态判断模块包括或门逻辑器和非门逻辑器；
所述或门逻辑器的第一输入端用于接收开指令，第二输入端用于接收关指令；
所述或门逻辑器的输出端与非门逻辑器的输入端相连接，所述非门逻辑器的输出端与所述与门逻辑器的第一输入端相连接。
作为本方法的进一步改进：当电动阀门的开指令和关指令为短信号时，先将其转换为长信号，再进行状态判断。
作为本方法的进一步改进：当电动阀门的开指令和关指令为短信号时，所述状态判断模块包括第一计时器、第二计时器、第一触发器、第二触发器、或门逻辑器以及非门逻辑器；
所述第一触发器的设置端用于接收开指令，输出端与所述第一计时器的设置端相连接，所述第一计时器的输出端与第一触发器的重置端相连接；
所述第二触发器的设置端用于接收关指令，输出端与所述第二计时器的设置端相连接，所述第二计时器的输出端与第二触发器的重置端相连接；
所述或门逻辑器的第一输入端与第一触发器的输出端相连接，第二输入端与第二触发器的输出端相连接；
所述或门逻辑器的输出端与非门逻辑器的输入端相连接，所述非门逻辑器的输出端与所述与门逻辑器的第一输入端相连接。
作为本方法的进一步改进：还包括闭锁解除按钮和第三触发器；所述闭锁解除按钮与第三触发器的重置端相连接；
所述与门逻辑器的输出端与第三触发器的设置端相连接，所述第三触发器的输出用于控制所述控制开关动作；控制开关断开供电线路后，按下闭锁解除按钮，第三触发器重置，闭锁解除。
作为本方法的进一步改进：所述控制开关为DCS继电器的常闭触点。
作为本方法的进一步改进：所述电流监测模块为电流互感器。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：（1）本发明通过DCS识别，判断电动阀门当前状态是否异常，在异常时及时断开电源，实现智能闭锁，防止失控；（2）针对短信号，通过计时器与触发器相配合，将其转换为长信号，从而防止电动阀门动作过程中，出现闭锁；（3）电流判断后，经过延时再发至与门逻辑器，防止信号受干扰或DCS系统信号传输时差引起误判。
附图说明
图1为本发明的线路连接示意图。
图2为实施例一的控制组态原理示意图。
图3为实施例二的控制组态原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案：
一种基于DCS系统的电动阀门失控智能闭锁方法，核心在于：在电动阀门的供电线路上设置由DCS系统控制的控制开关，并设置用于监测电动阀门工作电流的电流监测模块。工作时，DCS系统根据电流监测模块反馈的电流值和电动阀门当前的工作状态，判断电动阀门是否异常，出现异常时断开所述控制开关，使电动阀门停止工作，实现闭锁。
具体方式为：
如图1，DCS的闭锁继电器ZJ1的触点ZJ1-1（即控制开关）设置为常闭触点，目的是为了提高电动门正常工作时的可靠性。即在电动阀门正常工作时，节点DO不闭合，闭锁继电器处于不带电状态，ZJ1-1导通，电动阀门的电源控制接触器CJ1吸合，电源处于接通状态。闭锁启动时，闭锁继电器ZJ1带电，闭锁继电器常闭接点ZJ1-1断开，电动门电源控制接触器CJ1断开，电动门电源处于断开状态，实现闭锁功能。
所述电流监测模块为电流互感器CJ1-1,CJ1-2,CJ1-3。
如图2和3，DCS系统内部根据异常判断结果，控制节点DO输出不同的控制信号。
实现方式为：在所述DCS的控制单元中设置状态判断模块、电流判断模块和与门逻辑器。
所述状态判断模块用于判断电动阀门当前是否在执行开指令或执行关指令；状态判断模块的输出端与所述与门逻辑器的第一输入端相连接；当电动阀门当前在执行开指令或执行关指令，状态判断模块输出“0”，否则输出“1”。
所述电流判断模块用于判断电动阀门的工作电流（由电流互感器获取）是否超出预设的阈值；电流判断模块的输出端与所述与门逻辑器的第二输入端相连接；当工作电流超出预设阈值，电流判断模块输出“1”，否则输出“0”。
所述与门逻辑器的输出信号用于控制所述控制开关，当电动阀门当前未执行开指令或关指令，且工作电流超出阈值时，控制所述控制开关断开电动阀门的供电线路，从而达到智能闭锁的目的。
实施例一
本实施例主要针对电动阀门的开指令和关指令为长信号的情况。
如图2，500和506用于发出电动阀门开指令，502和507用于发出电动阀门关指令。
状态判断模块包括：或门逻辑器519，非门逻辑器527。
电流判断模块包括：分别用于输入电动阀门的A相、B相、C相电源电流的508、509、510，加法器512，延时器516。
与门逻辑器为518。
其它：525代表闭锁投入/解除按钮，505用于闭锁输出，即控制图1中的闭锁节点DO闭合。522为第三触发器，用于与闭锁投入/解除按钮525配合实现闭锁的投入和解除控制。
原电动阀门的开关控制部分不变。
如图5，状态判断模块部分：如果当前未发出开指令、也未发出关指令，则或门输出器输出为0，非门逻辑器527输出为1。同时，电流判断模块方面：增加的电动阀门三相电流信号，通过加法器511平均处理后，经比较器512判断；当电流大于或等于预设阈值（优选为电动阀门的额定电流的50-80%）时，经延时器516延时3秒（延时的目的是防止信号受干扰或DCS系统信号传输时差引起误判）。527与516的输出信号到达与门逻辑器518，如果当前未发出开指令、也未发出关指令，且工作电流超出阈值，表示当前状态异常，则与门逻辑器518输出控制信号“1”。该信号经第三触发器522、功能块505作为DO信号输出至继DCS扩展电器ZJ1，继电器启动，其常闭节点ZJ1-1断开，交流接触器释放，电动阀门断开电源，实现故障闭锁功能。
在原有在电动门操作画面中增加闭锁投入/解除按钮，当投入闭锁时，闭锁功能有效。当系统停运需要对电动阀门进行检修或电动阀门切至就地等操作方式时，可解除闭锁功能。同时可在DCS操作画面中增加报警窗口，当发生闭锁时，DCS系统发出闭锁报警，供运行操作人员监控人员。
操作人员可以根据需要随时解除闭锁。由于闭锁功能是防止电动阀门失控而设计的，当电动阀门处于正常工作状态时无论是否投入闭锁，都不影响电动阀门的正常工作。
实施例二
本实施例主要针对电动阀门的开指令和关指令为短信号的情况。这种情况下，需要先将其转换为长信号，再进行状态判断，否则电动阀门动作过程中，电流增大时，会出现非正常闭锁。这种情况需要避免。
如图3，570和574用于发出电动阀门开指令，575和575用于发出电动阀门关指令，576、577、578分别用于输入电动阀门的A相、B相、C相电源电流，590代表闭锁投入/解除按钮，573用于闭锁输出，即控制图1中的闭锁节点DO闭合。
本实施例与实施例一的不同之处在于，在状态判断模块部分新增了第一计时器594、第一触发器595、第二计时器596和第二触发器597。通过计时器和触发器相配合，实现信号的保持，将短信号转换为长信号，再进行状态判断。
具体的，短信号电动阀门控制信号经功能块587进入第一触发器595，然后启动第一计时器594，计时时间为电动门全程动作时间的1.5倍。在此过程中，第一触发器595的输出信号为“1”，计时完成后第一触发器595复位，输出信号再变为“0”，确保在电动门全程动作时间内不会发出闭锁输出信号。第二计时器和第二触发器的动作原理与其一致。
本实施例中其余的部分与实施例一相同，在此不做赘述。
