1 引言
在工業(yè)生產(chǎn)過程中，由于操作不當(dāng)或設(shè)備故障等原因，各種過程參數(shù)會(huì)超出正常工作范圍，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)越限的過程參數(shù)，須要設(shè)置信號(hào)報(bào)警控制系統(tǒng)，采用可編程序控制器可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)報(bào)警控制系統(tǒng)。設(shè)置信號(hào)報(bào)警控制系統(tǒng)的主要目的是安全生產(chǎn)，因此，對(duì)信號(hào)報(bào)警控制系統(tǒng)需要有與一般控制系統(tǒng)不同的要求。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，常用的信號(hào)報(bào)警和聯(lián)鎖系統(tǒng)，按照信號(hào)系統(tǒng)分為一般閃光報(bào)警系統(tǒng)和能區(qū)別第一事故原因的報(bào)警系統(tǒng)等。
2 一般閃光信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一般閃光信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)是當(dāng)過程參數(shù)超過限值時(shí)，操作人員要根據(jù)信號(hào)燈的標(biāo)志來識(shí)別是哪一個(gè)過程參數(shù)超過限值, 該報(bào)警信號(hào)表示什么性質(zhì)的限值。在操作人員了解報(bào)警信號(hào)的性質(zhì)后，按動(dòng)確認(rèn)按鈕, 信號(hào)燈由閃光變?yōu)槠焦�，聲響�?bào)警消除。當(dāng)故障排除后, 該過程參數(shù)恢復(fù)到正常工作范圍, 平光的信號(hào)燈熄滅, 信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)回復(fù)到正常狀態(tài)。
采用可編程序控制器進(jìn)行一般閃光信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí), 先應(yīng)根據(jù)閃光的要求, 采用振蕩電路完成信號(hào)的定時(shí)接通和斷開, 得到閃爍的效果。其次, 確認(rèn)按鈕按動(dòng)后應(yīng)有平光和消聲的要求, 可采用一般控制電路的開停方式來完成確認(rèn)按鈕信號(hào)的保持。最后, 分配輸入輸出點(diǎn)并進(jìn)行編程。
圖1是實(shí)現(xiàn)一般閃光信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)的梯形圖，其中過程參數(shù)超限值時(shí)的報(bào)警信號(hào)分別為X1、和X2，確認(rèn)按鈕信號(hào)是X3。如果需要對(duì)信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)的信號(hào)燈和聲響進(jìn)行檢查，應(yīng)設(shè)置試驗(yàn)按鈕信號(hào)X4。選用由2個(gè)計(jì)時(shí)器TIM1和TIM2組成的振蕩電路，2個(gè)信號(hào)燈的輸出分別為Y1和Y2，聲響的輸出為Y5。另有2個(gè)確認(rèn)信號(hào)保持的內(nèi)部繼電器為Y3和Y4。
圖1 一般閃光信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)的梯形圖
圖1中，第一和第二梯級(jí)用于產(chǎn)生振蕩信號(hào)，計(jì)時(shí)器時(shí)間K可以設(shè)置為0.5s，計(jì)時(shí)器指令可根據(jù)不同的產(chǎn)品用相應(yīng)指令;第三和第四梯級(jí)是信號(hào)燈電路;第五和第六梯級(jí)用于確認(rèn)信號(hào)，并提供各確認(rèn)信號(hào)的自保;第七梯級(jí)用于聲響報(bào)警。一般閃光信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)的動(dòng)作表如表1所示。 
可以看出，在多個(gè)信號(hào)同時(shí)報(bào)警時(shí)，一般閃光信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)不能對(duì)第一原因事故信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。
3 能識(shí)別第一事故原因的信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)
要設(shè)計(jì)能區(qū)別第一事故原因的信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)第一事故原因進(jìn)行識(shí)別。由于各信號(hào)報(bào)警的時(shí)間相當(dāng)接近，而操作人員很難在這段短時(shí)間內(nèi)分辨出哪一個(gè)信號(hào)是第一事故原因信號(hào)。因此，要把第一事故原因信號(hào)設(shè)計(jì)為其他事故報(bào)警信號(hào)的復(fù)位信號(hào)。
在一般閃光信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)的梯形圖的基礎(chǔ)上，為了使第一事故原因的信號(hào)能夠保持，對(duì)2個(gè)報(bào)警信號(hào)設(shè)置2個(gè)存儲(chǔ)繼電器，設(shè)為M1和M2。能區(qū)別第一事故原因的信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)的梯形圖如圖2所示。表2列出了能區(qū)別第一事故原因的閃光報(bào)警信號(hào)系統(tǒng)在不同工況下的動(dòng)作狀態(tài)。 
[NextPage]
圖2中, 為識(shí)別第一事故原因的信號(hào)所設(shè)置的2個(gè)存儲(chǔ)繼電器, 當(dāng)X1是第一事故原因的報(bào)信號(hào)時(shí), 在第五梯級(jí)中將存儲(chǔ)繼電器M1置位, 其接點(diǎn)將存儲(chǔ)繼電器M2復(fù)位, 從而保證了第一事故原因信號(hào)被記憶。當(dāng)按動(dòng)確認(rèn)按鈕后, 經(jīng)Y3自保, 其接點(diǎn)將M1復(fù)位, 而另一接點(diǎn)用來使信號(hào)燈Y1變成平光。
4 調(diào)試方法及注意事項(xiàng)
4.1 調(diào)試方法
調(diào)試時(shí)，用于提供工藝操作人員注意的報(bào)警信號(hào)、保護(hù)生產(chǎn)設(shè)備和防止事故發(fā)生的聯(lián)鎖信號(hào)、由于故障而造成的第二故障信號(hào)和直接由故障造成的第一故障信號(hào)等，在控制臺(tái)上應(yīng)設(shè)置自檢按鈕，由操做員依次按下或接通控制板面上的按鈕開關(guān)，以測(cè)試各閃光信號(hào)報(bào)警信號(hào)燈是否有效。通過輸入輸出等效器，由控制程序進(jìn)行測(cè)試。
另外，信號(hào)報(bào)警點(diǎn)的設(shè)置不應(yīng)過多，要篩選并確定信號(hào)報(bào)警和聯(lián)鎖信號(hào)點(diǎn)數(shù)。過多的聯(lián)鎖信號(hào)會(huì)使生產(chǎn)過程不能有序進(jìn)行，并造成稍有操作不當(dāng)就停車的頻繁事故狀態(tài)，反而對(duì)安全生產(chǎn)不利。同時(shí)，在調(diào)試信號(hào)報(bào)警和聯(lián)鎖信號(hào)點(diǎn)時(shí)，操作人員還要熟知工藝過程和信號(hào)的報(bào)警限值和聯(lián)鎖限值，這樣更有利于對(duì)故障的分析和判斷，有利于減少事故的發(fā)生、擴(kuò)展，縮小因事故造成的對(duì)生產(chǎn)過程的影響。
圖2 能區(qū)別第一事故原因的信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)的梯形圖
4.2 注意事項(xiàng)
(1) 依據(jù)信號(hào)報(bào)警控制系統(tǒng)在事故發(fā)生前提供的報(bào)警信號(hào)，盡可能地減少避免事故的發(fā)生，事故發(fā)生時(shí)，立即切除與事故有關(guān)設(shè)備的運(yùn)行，減少事故對(duì)生產(chǎn)過程的影響;
(2) 在選擇最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型時(shí)，應(yīng)根據(jù)電源或氣源等故障時(shí)能保證系統(tǒng)處于安全的工作狀態(tài)，必要時(shí)也可以設(shè)置UPS或其他供電方式，也可采用冗余部件或系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)的正常高可靠運(yùn)行;
(3) 設(shè)置必要的檢查和診斷部件，以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定期的檢查和維護(hù)，對(duì)于系統(tǒng)中可靠性較低的部件應(yīng)便于定期更換和維護(hù);
(4) 應(yīng)特別注意PLC的電氣接線，必須保證符合要求。
5 結(jié)束語
上述以2個(gè)報(bào)警信號(hào)系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)單探討了采用可編程序控制器設(shè)計(jì)的信號(hào)報(bào)警控制系統(tǒng)，當(dāng)信號(hào)數(shù)量較多時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意存儲(chǔ)和確認(rèn)繼電器的接點(diǎn)要采用串聯(lián)或是并聯(lián)連接，同樣可使用類似的線路設(shè)計(jì)組合即可完成。