三重冗余紧急停机装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了三重冗余紧急停机装置，包括：一底板，一安装在底板上的三块相同的处理模件，所述三块处理模件独立完成输入、逻辑处理及输出功能，且每块处理模件的输出驱动在底板上的继电器，三块处理模件对应的每一组继电器触点连接形成一三选二输出线路，所述三选二输出线路的输出端连接现场电缆。所述处理模件还通过通讯插头连接上位机，处理模件接收上位机指令，并提供装置相关的所有信息给上位机装置采用冗余供电，任何一块处理模件故障、任何I/O通道、电源故障，都不会影响底板和其他两块处理模件的正常工作；系统结构简洁、安装连接方便、在线维护简单。
【专利说明】三重冗余紧急停机装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及控制领域，具体涉及三重冗余紧急停机装置。
【背景技术】
[0002]为了防止重要设备(被控设备)如汽轮机等，在运行中因部分机械、电气、控制或辅助设备等故障或工作失常，可能导致重要设备发生重大损坏事故，汽轮机等重要设备都配有紧急停机系统或装置(ETS/ESD)。
[0003]ETS/ESD装置的主要功能是监视被控设备中旋转机械的转速信号，同时监视被控设备或系统的所有跳闸条件开关量输入信号。当转速超过其设定的运行限制值时，或有开关量输入信号为真时，ETS/ESD立即判断危险情况发生，需要进行紧急停机，即输出开关量信号，控制就地跳闸装置或系统，使被控设备紧急跳闸或停机。
[0004]目前在电力行业，ETS/ESD紧急停机系统主要用于汽轮机保护ETS和锅炉保护FSSS (锅炉炉膛安全监控系统)。ETS和FSSS采用通用PLC (可编程控制器)和DCS (分散控制系统)实现。系统一般米用双重几余。
[0005]双冗余时，两台PLC同时工作，任一台PLC动作均可输出跳闸信号。当任一台故障时，PLC发出本机故障报警信号，并自动切断其停机逻辑输出，而另外一台仍能正常工作。双重冗余带来的问题是，为保证设备安全，只能采取防止设备拒动的“或”逻辑输出，从而，增加了设备误动停机的可能性。误动可能造成用户生产中断带来的经济损失。
[0006]在石油和石化、化工行业，ETS/ESD系统用于各种装置、设备或系统的紧急停机。一般采用专用的三重冗余的专用PLC。采用三重冗余方式，是最合理的方式。既可以防止保护误动，也保证设备不拒动。
[0007]但由于采用通用PLC实现三重冗余，通过系统接线来完成，系统接线复杂，包括输入模件一通讯总线一 CPU —通讯总线一 DO输出等中间环节，间接降低了可靠性，同时增加了费用。
[0008]专用的三重冗余的专用PLC价格昂贵，只用于特别重要的场合。采用DCS或PLC的另外缺点是ETS/ESD的处理环节多，输入信号到跳机输出信号经过“输入模件一通讯总线一 CPU —通讯总线一 DO输出”等环节，环节多，相对可靠性下降，处理的速度也低。
实用新型内容
[0009]本实用新型要解决的技术问题是提供三重冗余紧急停机装置(ETS/ESD)，任何一块处理模件故障、任何I/o通道、电源故障，都不会影响底板和其他两块处理模件的正常工作；且装置作为一个整体，用户除现场I/o接线外，不需要其他的内部信号连接、分配；系统结构简洁、安装连接方便、在线维护简单。
[0010]为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0011]三重冗余紧急停机装置，包括:
[0012]一底板，[0013]一安装在底板上的三块处理模件，所述三块处理模件相互独立，且每块处理模件的输出连接安装在底板上的继电器，
[0014]三块处理模件的同一通道的继电器组成一组，每组继电器触点输出在底板上连接成一个三选二输出线路，所述三选二输出线路的输出端连接现场电缆。在本实用新型的一个优选实施例中，所述处理模件还通过通讯插头连接一上位机，处理模件接收上位机指令，并提供装置相关的所有信息给上位机。
[0015]在本实用新型的一个优选实施例中，所述底板将输入信号连接至三块处理模件，并将每块处理模件的开关量输出信号连接到继电器，完成三选二输出电路的输出。
[0016]在本实用新型的一个优选实施例中，所述处理模件及继电器均设置一热插拔接口，使得处理模件及继电器在底板上能进行在线更换。
[0017]通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0018]本实用新型的一块底板，三块处理模件以及三选二输出电路共同实现转速输入信号和开关量输入信号的逻辑处理，并直接输出开关量控制信号；
[0019]任何一块处理模件故障、任何I/O通道、电源故障，都不会影响底板和其他两块处理模件的正常工作；
[0020]且装置作为一个整体，用户除现场I/O接线外，不需要其他的内部信号连接、分配。
[0021]处理模件可热拔插、在线更换，继电器可拔插更换，具有便于维护的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本实用新型的结构框图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0025]参照图1，三重冗余紧急停机装置，包括:
[0026]一底板 1，
[0027]一安装在底板I上的三块处理模件2，所述三块处理模件2相互独立，所述三块处理模件独立完成输入、逻辑处理及输出功能，且每块处理模件2的输出驱动在底板上的继电器3，三块处理模件2的同一通道的继电器3组成一组，每组继电器3触点输出在底板上连接成一个三选二输出线路4，所述三选二输出线路的输出端5连接现场电缆。
[0028]在本实用新型的一个优选实施例中，所述底板I将上位机的输入信号连接至三块处理模件2，并将每块处理模件2的开关量输出信号连接到继电器3，完成三选二输出电路4的输出。
[0029]在本实用新型的一个优选实施例中，所述处理模件2及继电器3均设置一热插拔接口，使得处理模件及继电器在底板上能进行在线更换。
[0030]上述处理模件为MLP50处理模件。
[0031]本实用新型的工作原理:
[0032]MLP50处理模件在一块I/O级硬件上，集成了常规PLC的“输入模件一通讯总线一CPU 一通讯总线一 DO输出”的功能，可直接进行转速输入、开关量输入，经过逻辑处理和判断后，直接输出开关量，进行停机保护，大大减少了常规PLC的中间环节，提高了可靠性。
[0033]MLP50模件与上位机通过冗余的通讯接口进行通讯，将I/O实时值、I/O动作时间记录、模件内部信息、报警等上传至上位机，并可以接收上位机的指令。模件中的逻辑处理程序是通过该通讯接口，由上位机下载并保持到模件上，在模件上执行的。
[0034]底板的主要作用是提供I/O接线端子并将I/O信号引到三块处理模件的插座；提供输出继电器及继电器输出接点的三选二电路；提供到三块处理模件的冗余通讯接口连接和冗余直流供电电源连接。
[0035]所述的三重冗余紧急停机控制装置，从输入端子接入现场转速及开关量输入信号，由底板的印制板(PCBA)走线将输入信号引入安装在底板插座上的三块处理模件。这三块处理模件按事先从上位机下载的逻辑处理程序，分别独立地对这些信号和上位机指令，进行相同处理判断，各自输出停机开关量信号。每块MLP50模件的开关量输出通过底板插座端连接安装在底板上的对应继电器。三组继电器信号经继电器输出触点三选二电路选择后，连接至触点输出端子，连接现场电缆控制现场设备通断，完成停机保护。
[0036]该装置还通过冗余通讯接口连接上位机，接收上位机指令，提供装置相关的所有信息给上位机。所述上位机完成数据监视、记录以及ETS/ESD在线试验。
[0037]所述装置采用冗余的直流电源供电，三重冗余处理模件配置。由处理模件直接获取输入信号，完成逻辑处理，并控制开关量输出。三块模件的开关量输出驱动在底板上的继电器，底板完成三选二输出。装置作为一个整体，用户除现场I/O接线外，不需要其他的内部信号连接、分配。
[0038]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.三重冗余紧急停机装置，其特征在于，包括: 一底板， 一安装在底板上的三块处理模件，所述三块处理模件相互独立，且每块处理模件的输出连接安装在底板上的继电器， 三块处理模件的同一通道的继电器组成一组，每组继电器触点输出在底板上连接成一个三选二输出线路，所述三选二输出线路的输出端连接现场电缆。
2.根据权利要求1所述的三重冗余紧急停机装置，其特征在于:所述处理模件还通过通讯插头连接一上位机，处理模件接收上位机指令，并提供装置相关的所有信息给上位机。
3.根据权利要求1所述的三重冗余紧急停机装置，其特征在于:所述底板将输入信号连接至三块处理模件，并将每块处理模件的开关量输出信号连接到继电器，完成三选二输出电路的输出。
4.根据权利要求1所述的三重冗余紧急停机装置，其特征在于:所述处理模件及继电器均设置一热插拔接口，使得处理模件及继电器在底板上能进行在线更换。
【文档编号】G05B19/418GK203444293SQ201320369492
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2013年6月25日
【发明者】商勇志, 吴小杰 申请人:新华控制工程有限公司