[发明专利]一种连续式风洞降温系统安全联锁方法

摘要

一种连续式风洞降温系统安全联锁方法，由降温控制系统对所需监控的信号进行分析，根据信号对风洞及设备的安全风险，实施对风洞及设备的安全联锁保护。本发明的安全联锁内容全面合理有效，为连续式风洞降温系统的正常运行和风洞及设备安全奠定基础，并且异常信号的危险性直观明了，根据信号值确定风险系数和系统风险，对其危险性进行了量化，从而方便操作人员直观的了解当前故障的危险性，为控制决策提供依据，增强了风洞运行的安全性。

主权项

1.一种连续式风洞降温系统安全联锁方法，其特征在于，具体过程是：步骤1、确定风洞降温控制系统安全联锁监控信号；步骤2、确定安全联锁监控信号的有效值范围：测控网络状态信号X₁，表征测控网络是否正常，开关量BOOL信号；有效值为1；故障值为0；供液阀组状态信号X₂，表征液氮输送管路供液阀组是否工作正常，检测开关全行程时间和该阀门能否可靠开闭到位，开关量BOOL信号；有效值为1；故障值为0；放空阀状态信号X₃，表征液氮输送管路放空阀是否工作正常，检测开关全行程时间和该阀门能否可靠开闭到位，开关量BOOL信号；有效值为1；故障值为0；集气环温度信号X₄，表征集气环温度是否在正常范围，浮点REAL信号；‑150℃≤有效值≤70℃；报警值＜‑150℃；稳定段温度信号X₅，表征稳定段总温是否正常，浮点REAL信号；‑23℃≤有效值≤50℃；‑24℃＜报警值＜‑23℃；故障值≤‑24℃；液氮喷注段洞壁温度信号X₆，表征液氮喷注段液氮是否正常气化，浮点REAL信号；‑25℃≤有效值≤70℃；‑27℃＜报警值＜‑25℃；故障值≤‑27℃；换热器段气流温度信号X₇，表征换热器段气流温度是否正常，以防止换热器处局部温度过低，浮点REAL信号；‑26℃≤有效值≤70℃；报警值＜‑26℃；集液环喷嘴前压力信号X₈，简称喷前压，表征喷嘴前端液氮压力是否正常，浮点REAL信号；1000kPa≤有效值≤1500kPa；1500kPa＜报警值＜1600kPa；故障值≥1600kPa；挤推气压力信号X₉，表征液氮挤推压力是否正常，浮点REAL信号；1100kPa≤有效值≤1600kPa；1600kPa＜报警值＜1700kPa；故障值≥1700kPa；气控阀组驱动气压力信号X₁₀，表征配气台气控阀驱动气压力是否正常，浮点REAL信号；500kPa≤有效值≤1000kPa；400kPa＜报警值＜500kPa；故障值≤400kPa；气化器出口温度信号X₁₁，表征气化器出口温度是否正常，浮点REAL信号；2℃≤有效值≤50℃；报警值＜2℃；降温控制系统急停状态X₁₂，表征急停按钮是否被触发，开关量BOOL信号；有效值为1，故障值为0；降温控制系统开关/线性电源状态X₁₃，表征电源是否正常，开关量BOOL信号；有效值为1，故障值为0；降温控制系统和风洞主控计算机系统的通信状态X₁₄，表征通信是否正常，开关量BOOL信号；有效值为1，故障值为0；降温控制系统控制模块状态X₁₅，表征控制模块是否状态正常，开关量BOOL信号；有效值为1，故障值为0；风洞主控计算机系统急停信号X₁₆，表征是否有来自风洞主控计算机系统通过通信或硬接线发送的急停信号，一般由风洞超压报警、超温报警、压缩机震动过大报警触发，开关量BOOL信号；有效值为1，故障值为0；氧气浓度异常触点X₁₇，来自氧浓度测试仪，表征风洞厂房、配气厂房和测控间关键位置氧气浓度是否正常，开关量BOOL信号；有效值为1，故障值为0；液氮储罐液位信号X₁₈，表征液氮储罐内剩余液氮储量是否足够，浮点REAL信号；市电状态监测X₁₉，表征风洞和降温系统的用电状态是否正常，开关量BOOL信号；有效值≥0.5m；0.3m＜报警值＜0.5m；故障值≤0.3m；有效值为1，故障值为0；所述X _n代表第n个安全联锁监控信号，n取值范围为0～19；步骤3、确定安全联锁监控信号的风险系数值根据步骤2中得到的安全联锁监控信号的值确定该信号的风险系数值；f₁:当X₁＝1，f₁＝0；当X₁＝0，f₁＝0.9；f₂:当X₂＝1，f₂＝0；当X₂＝0，f₂＝0.2；f₃:当X₃＝1，f₃＝0；当X₃＝0，f₃＝0.2；f₄:当X₄有效时，f₄＝0；当X₄报警时，f₄＝0.2；f₅:当X₅有效时，f₅＝0；当X₅报警时，f₅＝0.5；当X₅故障时，f₅＝0.9；f₆:当X₆有效时，f₆＝0；当X₆报警时，f₆＝0.5；当X₆故障时，f₆＝0.9；f₇:当X₇有效时，f₇＝0；当X₇报警时，f₇＝0.2；f₈:当X₈有效时，f₈＝0；当X₈报警时，f₈＝0.45；当X₈故障时，f₈＝0.9；f₉:当X₉有效时，f₉＝0；当X₉报警时，f₉＝0.2；当X₉故障时，f₉＝0.9；f₁₀:当X₁₀有效时，f₁₀＝0；当X₁₀报警时，f₁₀＝0.2；f₁₁:当X₁₁有效时，f₁₁＝0；当X₁₁报警时，f₁₁＝0.4；f₁₂:当X₁₂＝1，f₁₂＝0；当X₁₂＝0，f₁₂＝0.9；f₁₃:当X₁₃＝1，f₁₃＝0；当X₁₃＝0，f₁₃＝0.9；f₁₄:当X₁₄＝1，f₁₄＝0；当X₁₄＝0，f₁₄＝0.9；f₁₅:当X₁₅＝1，f₁₅＝0；当X₁₅＝0，f₁₅＝0.9；f₁₆:当X₁₆＝1，f₁₆＝0；当X₁₆＝0，f₁₆＝0.9；f₁₇:当X₁₇＝1，f₁₇＝0；当X₁₇＝0，f₁₇＝0.9；f₁₈:当X₁₈有效时，f₁₈＝0；当X₁₈报警时，f₁₈＝0.2；当X₁₈故障时，f₁₈＝0.9；f₁₉:当X₁₉＝1，f₁₉＝0；当X₁₉＝0，f₁₉＝0.9；所述f_n代表第n个信号的风险系数，n取值范围为0～19；各安全联锁监控信号的风险系数值的大小表示了该状态的危险性；步骤4、对确定的安全联锁监控信号的风险系数值进行数组分类按照安全联锁监控信号的风险系数的危险性定义5个风险数组，以代表不同的风险，分别为arr1、arr2、arr3、arr4、arr5；其中：arr1为普通报警，arr2为超温报警，arr3为泵组报警，arr4为超压报警，arr5为系统故障；5个风险数组的风险等级不同，按照由高到低的顺序分别为arr5>arr2>arr4>arr3>arr1，同一数组内各元素危险等级相同；步骤5、降温控制系统监测安全联锁监控信号状态，并确定降温系统风险值f_s；风洞降温试验实施过程中，通过降温控制系统对纳入安全联锁监控的信号进行实时监控，并根据信号异常的数量和所属的风险数组，确定系统风险值f_s；当降温控制系统只检测到一个信号异常时，假定该信号的风险系数为f_n，则f_s＝f_n；当降温控制系统检测到两个信号异常时，假定第一个信号的风险系数为f_n1，第二个信号的风险系数为f_n2，则首先对数组进行遍历，根据该f_n1和f_n2的值的大小判断该f_n1和f_n2分别属于哪一个数组，并根据数组类别获取信号的危险等级，假定危险等级f_n1≥f_n2，通过公式f_s＝f_n1×1.0+f_n2×0.5得到降温系统风险值；当降温控制系统检测到三个信号异常时，假定第一个为f_n1，第二个为f_n2，第三个为f_n3；则首先对数组进行遍历，根据f_n1、f_n2、f_n3的值的大小判断所述的f_n1、f_n2、f_n3分别属于哪一个数组，并根据数组类别获取信号的危险等级，假定危险等级f_n1≥f_n2≥f_n3，通过公式f_s＝f_n1×1.0+f_n2×0.4+f_n3×0.3；得到降温系统风险值；当检测到三个以上信号异常时，降温系统风险值f_s＝1；步骤6、确定安全联锁措施：根据步骤5得到的系统风险f_s的不同范围值确定安全联锁措施，分别为：范围1：当f_s＜0.4，简单警告，提醒操作人员注意；范围2：当0.4≤f_s＜0.9，系统级警告，存在超温超压风险，但尚不足以导致系统性的故障；范围3：当f_s≥0.9，系统级高风险，降温控制系统对故障进行自锁，消除故障且对降温控制器复位后再继续工作。