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)會超出正常工作范圍，為了及時發(fā)現(xiàn)越限的過程參數(shù)，須要設(shè)置信號報警控制系統(tǒng)，采用可編程序控制器可以實現(xiàn)信號報警控制系統(tǒng)。設(shè)置信號報警控制系統(tǒng)的主要目的是安全生產(chǎn)，因此，對信號報警控制系統(tǒng)需要有與一般控制系統(tǒng)不同的要求。在系統(tǒng)設(shè)計時，常用的信號報警和聯(lián)鎖系統(tǒng)，按照信號系統(tǒng)分為一般閃光報警系統(tǒng)和能區(qū)別第一事故原因的報警系統(tǒng)等。
2 一般閃光信號報警系統(tǒng)設(shè)計
一般閃光信號報警系統(tǒng)是當(dāng)過程參數(shù)超過限值時，操作人員要根據(jù)信號燈的標(biāo)志來識別是哪一個過程參數(shù)超過限值, 該報警信號表示什么性質(zhì)的限值。在操作人員了解報警信號的性質(zhì)后，按動確認(rèn)按鈕, 信號燈由閃光變?yōu)槠焦猓曧憟缶�。�?dāng)故障排除后, 該過程參數(shù)恢復(fù)到正常工作范圍, 平光的信號燈熄滅, 信號報警系統(tǒng)回復(fù)到正常狀態(tài)。
采用可編程序控制器進(jìn)行一般閃光信號報警系統(tǒng)設(shè)計時, 先應(yīng)根據(jù)閃光的要求, 采用振蕩電路完成信號的定時接通和斷開, 得到閃爍的效果。其次, 確認(rèn)按鈕按動后應(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)按鈕信號的保持。最后, 分配輸入輸出點并進(jìn)行編程。
圖1是實現(xiàn)一般閃光信號報警系統(tǒng)的梯形圖，其中過程參數(shù)超限值時的報警信號分別為X1、和X2，確認(rèn)按鈕信號是X3。如果需要對信號報警系統(tǒng)的信號燈和聲響進(jìn)行檢查，應(yīng)設(shè)置試驗按鈕信號X4。選用由2個計時器TIM1和TIM2組成的振蕩電路，2個信號燈的輸出分別為Y1和Y2，聲響的輸出為Y5。另有2個確認(rèn)信號保持的內(nèi)部繼電器為Y3和Y4。
圖1 一般閃光信號報警系統(tǒng)的梯形圖
圖1中，第一和第二梯級用于產(chǎn)生振蕩信號，計時器時間K可以設(shè)置為0.5s，計時器指令可根據(jù)不同的產(chǎn)品用相應(yīng)指令;第三和第四梯級是信號燈電路;第五和第六梯級用于確認(rèn)信號，并提供各確認(rèn)信號的自保;第七梯級用于聲響報警。一般閃光信號報警系統(tǒng)的動作表如表1所示。 
可以看出，在多個信號同時報警時，一般閃光信號報警系統(tǒng)不能對第一原因事故信號進(jìn)行識別。
3 能識別第一事故原因的信號報警系統(tǒng)設(shè)計
要設(shè)計能區(qū)別第一事故原因的信號報警系統(tǒng)，應(yīng)對第一事故原因進(jìn)行識別。由于各信號報警的時間相當(dāng)接近，而操作人員很難在這段短時間內(nèi)分辨出哪一個信號是第一事故原因信號。因此，要把第一事故原因信號設(shè)計為其他事故報警信號的復(fù)位信號。
在一般閃光信號報警系統(tǒng)的梯形圖的基礎(chǔ)上，為了使第一事故原因的信號能夠保持，對2個報警信號設(shè)置2個存儲繼電器，設(shè)為M1和M2。能區(qū)別第一事故原因的信號報警系統(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警信號系統(tǒng)在不同工況下的動作狀態(tài)。 
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圖2中, 為識別第一事故原因的信號所設(shè)置的2個存儲繼電器, 當(dāng)X1是第一事故原因的報信號時, 在第五梯級中將存儲繼電器M1置位, 其接點將存儲繼電器M2復(fù)位, 從而保證了第一事故原因信號被記憶。當(dāng)按動確認(rèn)按鈕后, 經(jīng)Y3自保, 其接點將M1復(fù)位, 而另一接點用來使信號燈Y1變成平光。
4 調(diào)試方法及注意事項
4.1 調(diào)試方法
調(diào)試時，用于提供工藝操作人員注意的報警信號、保護(hù)生產(chǎn)設(shè)備和防止事故發(fā)生的聯(lián)鎖信號、由于故障而造成的第二故障信號和直接由故障造成的第一故障信號等，在控制臺上應(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)，以測試各閃光信號報警信號燈是否有效。通過輸入輸出等效器，由控制程序進(jìn)行測試。
另外，信號報警點的設(shè)置不應(yīng)過多，要篩選并確定信號報警和聯(lián)鎖信號點數(shù)。過多的聯(lián)鎖信號會使生產(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)，反而對安全生產(chǎn)不利。同時，在調(diào)試信號報警和聯(lián)鎖信號點時，操作人員還要熟知工藝過程和信號的報警限值和聯(lián)鎖限值，這樣更有利于對故障的分析和判斷，有利于減少事故的發(fā)生、擴展，縮小因事故造成的對生產(chǎn)過程的影響。
圖2 能區(qū)別第一事故原因的信號報警系統(tǒng)的梯形圖
4.2 注意事項
(1) 依據(jù)信號報警控制系統(tǒng)在事故發(fā)生前提供的報警信號，盡可能地減少避免事故的發(fā)生，事故發(fā)生時，立即切除與事故有關(guān)設(shè)備的運行，減少事故對生產(chǎn)過程的影響;
(2) 在選擇最終執(zhí)行機構(gòu)的類型時，應(yīng)根據(jù)電源或氣源等故障時能保證系統(tǒng)處于安全的工作狀態(tài)，必要時也可以設(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)的正常高可靠運行;
(3) 設(shè)置必要的檢查和診斷部件，以便對系統(tǒng)進(jìn)行定期的檢查和維護(hù)，對于系統(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個報警信號系統(tǒng)為例，簡單探討了采用可編程序控制器設(shè)計的信號報警控制系統(tǒng)，當(dāng)信號數(shù)量較多時，設(shè)計時應(yīng)注意存儲和確認(rèn)繼電器的接點要采用串聯(lián)或是并聯(lián)連接，同樣可使用類似的線路設(shè)計組合即可完成。