制丝线电控系统安全性设计

王晓华 王东 陈飞云 刁维龙 李帅

前言

电控系统要满足智能化的需求，满足分组加工和精细化控制的需求，满足物料跟踪的需求，满足与MES系统无缝集成的需求，满足数据采集的需求，经济实用，操作方便，工艺合理，符合烟草制丝自动化工艺流程;各线的控制功能明确，结构层次清楚，控制规模（速率、负荷等）均衡合理，使整个系统有很好的性价比;同时便于现场操作和系统的安装、调试和维护等。

但越是先进的系统，其功能越是强大，就越增加了各项工作对系统的依赖性。现在，车间包括生产安排、过程监控、考核管理等各项工作均依赖于底层电控系统的正常运行。所以，制丝电控系统的安全稳定运行变得尤为重要。

电气控制系统安全性设计

1.配电保护

控制系统设备的动力配电采用三级供电方式，每一级电力的传输均采用保护开关对下一级设备进行保护。控制电源设计有从主电源开关上端引出的主辅助电源，根据需要提供给必须由柜前电源供电的设备;控制电源回路也必须设计有严谨的线路保护功能。

2.电机保护

所有电机均设计有过流、过载保护功能的电机保护开关，以及强制切断主回路的隔离开关。特别对于关键设备且功能大于37KW的电机，设计有温度过高保护，实时检测其电机的温度，当温度超过设定范围时，对电机进行及时有效的报警，通知维护人员进行维护，保障生产的有序高效进行。

3.紧急停止

控制系统具有紧急停止功能，在每组电控柜及关键主机设备控制箱上设置急停按钮，必要时可按下急停开关迅速切断所控相关设备的动力电源，以保证人身、设备的安全。所有急停信号均输入PLC采集模板，PLC系统检测到急停信号后，在现场操作员站和对应的上位监控计算机上弹出急停按钮的位置提示。故障消除后必须重新进行人工上电以及生产线开机操作，以免当故障消除后恢复供电时所控设备立即启动从而造成危险。

4.安全开关

当设计有安全防护的器件断开时，如滚筒门限位开关等，要使相关的设备、蒸汽等，停止运行;故障排除后，操作故障复位，才允许重新启动设备。

5.声光报警

每个工艺分段的控制系统，必须根据被控设备的分布范围，设计至少一套电笛、电铃、旋转报警灯等预警系统。当设备运行情况出现变化时，例如：啟动、故障等情况，做出相应的声光报警，以帮助现场人员正确认识情况的发生，并提醒采取相应的措施。

声光报警采用低频报警器：

（1）组合启动：灯12秒、报警器8秒，3秒-3秒通断;

（2）贮柜开始：灯12秒、报警器8秒，1.5秒-1.5秒通断;

（3）故障报警：1秒-1秒通断，直到故障复位或“报警无”键置1;

（4）再启动：灯8秒、报警器8秒，常通。

6.故障处理

生产线出现设备控制故障时，造成故障停机时，待故障排除后，需要人工确认，并操作故障复位，才允许发出设备运行的指令。

7.通讯处理

检测所有网络节点的通讯状态，每个节点占1位，（=0通讯OK，=1通讯故障）。当通讯发生故障时（如不能连接），禁止该子站的所有输出，并报警（声光同时输出）。当通讯恢复后，必须复位并重新启动操作后才允许恢复输出。

8.闪断性故障诊断设计

制丝生产线设备具有逻辑故障点多，网络复杂，难于判断的特点，特别是闪断型故障。设备运行是通过底层PLC来实现的，利用其实时性强的特点，能够及时准确地检测到这些闪断故障。在PLC运行周期初始，预先采集所有与控制相关的逻辑点、计算控制点等信息，并临时存储于内部存储器;待故障发生后，再采集当前逻辑点、计算控制点信息。这两段不同的信息能够反映出设备故障停机瞬间的控制点信息变化，将其发送至中控故障信息数据库，实现异步存储。相关人员通过对信息数据的对比分析，能够及时准确的判断故障原因，避免隐性闪断型故障频发。

参考文献

[1]《烟草制丝线电控集成系统网络架构设计与分析》.张东岳.

[2]《基于底层电控的卷烟制丝工艺质量安全“防差错”系统》.张晓峰.

[3]《浅谈烟厂制丝中控报警系统建立》.张广标.

[4]《提高制丝集控系统的安全性》.彭富余，宋晓辉.