一种氨站SIS系统的控制方法与流程

一种氨站sis系统的控制方法
技术领域
1.本发明涉及工业检测技术领域，尤其涉及一种氨站sis系统的控制方法。


背景技术：

2.氨站sis系统是独立于过程控制系统，正常生产是处于休眠和静止状态，一旦生产装置或设施出现可能导致安全事故的情况时，能够瞬间准确动作，使生产过程安全停止运行或者自动导入预定的安全状态。sis系统主要是逻辑控制，作为独立的安全仪表系统，对可靠性要求很高。
3.现有技术中，氨站sis系统往往通过人工判定控制或者传感器判定控制，存在多种不足，一方面，判定过程不准确，无论是人工判定气体泄漏，还是通过某一传感器参数进行判定，都会存在误判漏判的情况；另一方面，控制不及时，当检测到氨气泄漏时，往往没有及时触发对应的工作部件停止运行，造成事故的发生。因此，研究一种可靠、有效的氨站sis系统的控制方法是当前需要解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，有必要提供一种氨站sis系统的控制方法，用以解决现有技术中无法及时高效预警控制氨气泄漏的问题。
5.本发明提供一种氨站sis系统的控制方法，包括：
6.获取氨站中多个工作区域对应的气体检测信号；
7.根据多个所述气体检测信号进行组合逻辑判定，生成判定气体泄漏与否的至少一个判定信号；
8.将所述至少一个判定信号进行逻辑运算，生成联锁控制信号，其中，所述联锁控制信号用于触发多个工作区域中不同工作部件的启停，防止气体泄漏。
9.进一步地，所述多个工作区域包括存储区，所述存储区包括第一球罐和第二球罐，对应的气体检测信号包括所述第一球罐上部区域的第一检测信号、所述第一球罐下部区域的第二检测信号、所述第二球罐上部区域的第三检测信号和所述第二球罐下部区域的第四检测信号。
10.进一步地，所述至少一个判定信号包括所述存储区的第一判定信号，所述根据多个所述气体检测信号进行组合逻辑判定，生成判定气体泄漏与否的至少一个判定信号包括：
11.分别判断所述第一检测信号、所述第二检测信号、所述第三检测信号和所述第四检测信号对应检测的区域是否存在气体泄漏，若存在，则为有效信号；
12.当所述第一检测信号、所述第二检测信号、所述第三检测信号和所述第四检测信号中存在三组所述有效信号时，则生成所述第一判定信号。
13.进一步地，所述多个工作区域包括装卸区、输送区、存储区，所述装卸区包括第一鹤管区域和第二鹤管区域，所述存储区包括第一球罐和第二球罐，对应的气体检测信号包
括所述第一球罐下部区域的第二检测信号、所述第二球罐上部区域的第三检测信号、所述第一鹤管区域的第五检测信号、所述第二鹤管区域的第六检测信号、所述输送区的管廊区域的第七检测信号。
14.进一步地，所述至少一个判定信号包括所述装卸区、所述输送区、所述存储区生成的第二判定信号，所述根据多个所述气体检测信号进行组合逻辑判定，生成判定气体泄漏与否的至少一个判定信号包括：
15.分别判断所述第二检测信号、所述第三检测信号、所述第五检测信号、所述第六检测信号和所述第七检测信号对应检测的区域是否存在气体泄漏，若存在，则为有效信号；
16.当所述第二检测信号、所述第三检测信号、所述第五检测信号、所述第六检测信号和所述第七检测信号中存在四组所述有效信号时，则生成所述第二判定信号。
17.进一步地，所述至少一个判定信号包括第一判定信号和第二判定信号，所述将所述至少一个判定信号进行逻辑运算，生成联锁控制信号包括：将所述第一判定信号和所述第二判定信号进行或运算处理，生成联锁控制信号，输入至所述氨站sis系统中的联锁控制系统。
18.进一步地，所述联锁控制信号触发报警，启动停车按钮，生成紧急停信号，触发多个工作区域中不同工作部件的启停。
19.进一步地，所述不同工作部件包括卸氨压缩机和多个阀门，所述触发多个工作区域中不同工作部件的启停包括：
20.当生成所述紧急停信号时或满足第一预设条件时，控制所述卸氨压缩机自动停止；
21.其中，所述第一预设条件包括：检测到所述卸氨压缩机对应的急停按钮的触发；或检测到所述卸氨压缩机的出口液氨压力高于压力设定值，延时达到预设时间；或检测到第一球罐的温度、压力、液位分别高于对应设定的危险温度、危险压力、危险液位；或检测到第二球罐的温度、压力、液位分别高于对应设定的危险温度、危险压力、危险液位；或检测到卸氨压缩机的事故跳闸；或检测到第一球罐选择卸氨，气氨至第一球罐气动阀或液相气动门未开；或检测到第二球罐选择卸氨，气氨至第二球罐气动阀或液相气动门未开；或检测到第一球罐、第二球罐均未选择卸氨。
22.进一步地，所述多个阀门包括液氨和气氨卸料管的第一远程切断阀、氨罐液相进口和气相出口的第二远程切断阀、液氨球罐液相出口管的第一开关阀、液氨球罐及卧罐的液相出口至汽化器气相进口的第二开关阀、液氨球罐消防水喷淋的第三开关阀，所述不同工作部件包括卸氨压缩机，所述触发多个工作区域中不同工作部件的启停包括：
23.当生成所述紧急停信号时或满足第二预设条件时，控制所述第一远程切断阀自动关闭；
24.当生成所述紧急停信号时或满足第三预设条件时，控制所述第二远程切断阀自动关闭；
25.当生成所述紧急停信号时或满足第四预设条件时，控制所述第一开关阀自动关闭；
26.当生成所述紧急停信号时或满足第五预设条件时，控制所述第二开关阀自动关闭；
27.当生成所述紧急停信号时或满足第六预设条件时，控制所述第三开关阀自动开启。
28.进一步地，所述第二预设条件至所述第六预设条件分别为：
29.所述第二预设条件包括：检测到所述卸氨压缩机对应的急停按钮的触发；
30.所述第三预设条件包括：检测到所述卸氨压缩机对应的急停按钮的触发；或检测到液氨球罐的液位高于安全设定限高高值，且延时达到预设时间；
31.所述第四预设条件包括：检测到所述卸氨压缩机对应的急停按钮的触发；或检测到液氨球罐液位低于安全最低设定值，且延时达到预设时间；
32.所述第五预设条件包括：检测到所述卸氨压缩机对应的急停按钮的触发；或检测到液氨球罐或卧罐的压力高于罐的安全最高设定值，且延时达到预设时间；或检测到氨气缓冲罐的压力高于安全最高设定值，且延时达到预设时间；
33.所述第六预设条件包括：检测到液氨罐内压力高于压力设定值；或检测到液氨罐内温度高于温度设定值；或检测到液氨罐区氨气泄漏量高于泄漏量设定值，且延时达到预设时间。
34.与现有技术相比，本发明的有益效果包括：首先，对多个工作区域对应的气体检测信号进行有效的获取，以判断不同区域氨气含量；然后，对气体检测信号进行不同的组合逻辑判定，生成对应的至少一个判定信号，以结合多方面因素多次判断气体是否泄漏；最后，对多个判定信号进行逻辑运算，以识别气体泄漏的多种情况，准确可靠进行检测，保证相关工作部件的高效控制，防止气体泄漏。综上，本发明来对氨站区域氨泄漏情况经行检测，获取多个气体检测信号，通过组合逻辑判定，生成判定信号，以此保证判定的准确度，进而根据逻辑运算结果自动执行相关操作，使氨站球罐的各阀门和控制点处于安全状态。
附图说明
35.图1为本发明提供的氨站sis系统的控制方法一实施例的流程示意图；
36.图2为本发明提供的氨站sis系统一实施例的结构示意图；
37.图3为本发明提供的图1中步骤s2一实施例的流程示意图一；
38.图4为本发明提供的图1中步骤s2一实施例的流程示意图二；
39.图5为本发明提供的信号逻辑组合一实施例的关系示意图。
具体实施方式
40.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
41.本发明实施例提供了一种氨站sis系统的控制方法，结合图1来看，图1为本发明提供的氨站sis系统的控制方法一实施例的流程示意图，上述氨站sis系统的控制方法包括步骤s1至步骤s3，其中：
42.在步骤s1中，获取氨站中多个工作区域对应的气体检测信号；
43.在步骤s2中，根据多个所述气体检测信号进行组合逻辑判定，生成判定气体泄漏与否的至少一个判定信号；
44.在步骤s3中，将所述至少一个判定信号进行逻辑运算，生成联锁控制信号，其中，
所述联锁控制信号用于触发多个工作区域中不同工作部件的启停，防止气体泄漏。
45.在本发明实施例中，首先，对多个工作区域对应的气体检测信号进行有效的获取，以判断不同区域氨气含量；然后，对气体检测信号进行不同的组合逻辑判定，生成对应的至少一个判定信号，以结合多方面因素多次判断气体是否泄漏；最后，对多个判定信号进行逻辑运算，以识别气体泄漏的多种情况，准确可靠进行检测，保证相关工作部件的高效控制，防止气体泄漏。
46.在本发明一个具体的实施例中，结合图2来看，图2为本发明提供的氨站sis系统一实施例的结构示意图，对氨站的装卸氨区(鹤管区)、氨压缩机区、氨汽化器区、氨缓冲罐区、管廊区(阀门组区)、液氨中转槽区、球罐区安装了气体泄漏报警器，来对氨站区域氨泄漏情况经行检测，通过程序判定氨气泄露严重程度，当氨站的多个氨泄漏检测器检测到氨泄漏量超过安全设定值或发生重大事故时，自动执行相关操作(停氨压缩机、切断球罐氨进出口切断阀、开启喷淋系统、发出合成氨生产系统紧急停车信号等)，使氨站球罐的各阀门和控制点处于安全状态。
47.作为优选的实施例，所述多个工作区域包括存储区，所述存储区包括第一球罐和第二球罐，对应的气体检测信号包括所述第一球罐上部区域的第一检测信号、所述第一球罐下部区域的第二检测信号、所述第二球罐上部区域的第三检测信号和所述第二球罐下部区域的第四检测信号。作为具体实施例，本发明实施例设置存储区的多个球罐，并对应不同的区域进行检测，保证对气体检测的准确性。
48.作为优选的实施例，所述至少一个判定信号包括所述存储区的第一判定信号，结合图3来看，图3为本发明提供的图1中步骤s2一实施例的流程示意图一，步骤s2包括步骤s21至步骤s22，其中：
49.在步骤s21中，分别判断所述第一检测信号、所述第二检测信号、所述第三检测信号和所述第四检测信号对应检测的区域是否存在气体泄漏，若存在，则为有效信号；
50.在步骤s22中，当所述第一检测信号、所述第二检测信号、所述第三检测信号和所述第四检测信号中存在三组所述有效信号时，则生成所述第一判定信号。
51.作为具体实施例，本发明实施例对存储区(液氨球罐区)信号进行组合逻辑判定，采取信号四选三的方式，即该组四路信号同时有三组有效时，生成第一判定信号(即发出联锁保护信号)，以此有效判别气体泄露情况，避免误判。
52.作为优选的实施例，所述多个工作区域包括装卸区、输送区、存储区，所述装卸区包括第一鹤管区域和第二鹤管区域，所述存储区包括第一球罐和第二球罐，对应的气体检测信号包括所述第一球罐下部区域的第二检测信号、所述第二球罐上部区域的第三检测信号、所述第一鹤管区域的第五检测信号、所述第二鹤管区域的第六检测信号、所述输送区的管廊区域的第七检测信号。作为具体实施例，本发明实施例设置装卸区、输送区、存储区的多个检测区域，对应不同的区域进行检测，保证对气体检测的准确性。
53.作为优选的实施例，所述至少一个判定信号包括所述装卸区、所述输送区、所述存储区生成的第二判定信号，结合图4来看，图4为本发明提供的图1中步骤s2一实施例的流程示意图二，步骤s3还包括步骤s31至步骤s32，其中：
54.在步骤s31中，分别判断所述第二检测信号、所述第三检测信号、所述第五检测信号、所述第六检测信号和所述第七检测信号对应检测的区域是否存在气体泄漏，若存在，则
为有效信号；
55.在步骤s32中，当所述第二检测信号、所述第三检测信号、所述第五检测信号、所述第六检测信号和所述第七检测信号中存在四组所述有效信号时，则生成所述第二判定信号。
56.作为具体实施例，本发明实施例对装卸区、输送区、存储区信号进行组合逻辑判定，采取信号五选四的方式，即该组五路信号同时有四组有效时，生成第二判定信号(即发出联锁保护信号)，以此有效判别气体泄露情况，避免误判。
57.作为优选的实施例，所述联锁控制信号触发报警，启动停车按钮，生成紧急停信号，触发多个工作区域中不同工作部件的启停。作为具体实施例，本发明实施例对这两组信号进行“或”处理后输出至联锁控制系统，在提高系统可靠性同时，减少因气体泄漏检测联锁误动作对上下游生产系统的影响。
58.在本发明一个具体的实施例中，结合图5来看，图5为本发明提供的信号逻辑组合一实施例的关系示意图，图中，液氨球罐v603a对应于第一球罐，液氨球罐v603b对应于第二球罐。由于氨装卸区(鹤管区)在氨车装卸完成后，拆除氨输送管线时会有少量液氨挥发至环境中，鹤管区氨泄露检测器检测到氨泄漏量短时超标，引发sis系统保护动作，该保护动作信号联动上下游产氨、用氨单位输送管线上的紧急切断阀，使上下游产氨、用氨单位生产系统停车。为避免这种情况造成的生产系统停车，同时又要保证氨站系统的安全，在对氨站相关区域进行危险与可操作分析(hazop)，对氨存储区(液氨球罐区)信号进行组合逻辑判定(信号四选三，即该组四路信号同时有三组有效时，发出联锁保护信号)；对氨装卸区、氨输送区、氨存储区信号进行组合逻辑判定(信号五选四，即该组五路信号同时有四组有效时，发出联锁保护信号)；同时对这两组信号进行“或”处理后输出至联锁控制系统，在提高系统可靠性同时，减少因气体泄漏检测联锁误动作对上下游生产系统的影响，气体泄漏检测信号逻辑关系如图5如示。
59.作为优选的实施例，所述不同工作部件包括卸氨压缩机和多个阀门，所述触发多个工作区域中不同工作部件的启停包括：
60.当生成所述紧急停信号时或满足第一预设条件时，控制所述卸氨压缩机自动停止；
61.其中，所述第一预设条件包括：检测到所述卸氨压缩机对应的急停按钮的触发；或检测到所述卸氨压缩机的出口液氨压力高于压力设定值，延时达到预设时间；或检测到第一球罐的温度、压力、液位分别高于对应设定的危险温度、危险压力、危险液位；或检测到第二球罐的温度、压力、液位分别高于对应设定的危险温度、危险压力、危险液位；或检测到卸氨压缩机的事故跳闸；或检测到第一球罐选择卸氨，气氨至第一球罐气动阀或液相气动门未开；或检测到第二球罐选择卸氨，气氨至第二球罐气动阀或液相气动门未开；或检测到第一球罐、第二球罐均未选择卸氨。
62.作为具体实施例，本发明实施例设置合理的预设条件，有效控制卸氨压缩机的启停，保证出现氨气泄漏时及时采取措施。
63.在本发明一个具体的实施例中，现场设置卸氨压缩机急停按钮，制室操作画面上也设置一个紧急停按钮，用于紧急状态下，直接停运卸氨压缩机，卸氨压缩机采取控制停止按钮和现场启动\停止按钮双控；在无任何保护停机触发的条件下才能启动卸氨压缩机，没
有设置满足条件的自动启动程序，必须人工控制系统启动或现场启动，其中：
64.卸氨压缩机的自动停止条件包括以下情况的至少一种：
65.(1)检测到氨站紧急停信号；
66.(2)检测到卸氨压缩机急停按钮；
67.(3)检测到卸氨压缩机出口液氨压力高于设定值1.75mpa，延时2s；
68.(4)检测到液氨球罐a温度、压力、液位高于设定的危险值温度43℃，压力1.65mpa，液位9.25m；
69.(5)检测到液氨球罐b温度、压力、液位高于设定的危险值温度43℃，压力1.65mpa，液位9.25m；
70.(6)检测到卸氨压缩机事故跳闸；
71.(7)检测到液氨球罐a选择卸氨，且气氨至液氨球罐a气动阀或液相气动门未开；
72.(8)检测到液氨球罐b选择卸氨，且气氨至液氨球罐b气动阀或液相气动门未开；
73.(9)检测到液氨球罐a、液氨球罐b均未选择卸氨。
74.作为优选的实施例，所述多个阀门包括液氨和气氨卸料管的第一远程切断阀、氨罐液相进口和气相出口的第二远程切断阀、液氨球罐液相出口管的第一开关阀、液氨球罐及卧罐的液相出口至汽化器气相进口的第二开关阀、液氨球罐消防水喷淋的第三开关阀，所述不同工作部件包括卸氨压缩机，所述触发多个工作区域中不同工作部件的启停包括：
75.当生成所述紧急停信号时或满足第二预设条件时，控制所述第一远程切断阀自动关闭；
76.当生成所述紧急停信号时或满足第三预设条件时，控制所述第二远程切断阀自动关闭；
77.当生成所述紧急停信号时或满足第四预设条件时，控制所述第一开关阀自动关闭；
78.当生成所述紧急停信号时或满足第五预设条件时，控制所述第二开关阀自动关闭；
79.当生成所述紧急停信号时或满足第六预设条件时，控制所述第三开关阀自动开启。
80.作为具体实施例，本发明实施例设置合理的预设条件，有效控制各个阀门的启停，保证出现氨气泄漏时及时采取措施。
81.作为优选的实施例，所述第二预设条件至所述第六预设条件分别为：
82.所述第二预设条件包括：检测到所述卸氨压缩机对应的急停按钮的触发；
83.所述第三预设条件包括：检测到所述卸氨压缩机对应的急停按钮的触发；或检测到液氨球罐的液位高于安全设定限高高值，且延时达到预设时间；
84.所述第四预设条件包括：检测到所述卸氨压缩机对应的急停按钮的触发；或检测到液氨球罐液位低于安全最低设定值，且延时达到预设时间；
85.所述第五预设条件包括：检测到所述卸氨压缩机对应的急停按钮的触发；或检测到液氨球罐或卧罐的压力高于罐的安全最高设定值，且延时达到预设时间；或检测到氨气缓冲罐的压力高于安全最高设定值，且延时达到预设时间；
86.所述第六预设条件包括：检测到液氨罐内压力高于压力设定值；或检测到液氨罐
内温度高于温度设定值；或检测到液氨罐区氨气泄漏量高于泄漏量设定值，且延时达到预设时间。
87.作为具体实施例，本发明实施设置不同的预设条件，有效控制各个阀门的启停。
88.在本发明一个具体的实施例中，液氨和气氨卸料管远程切断阀(即第一远程切断阀)的控制方式包括：
89.开启允许的情况包括：无保护关信号触发。
90.自动关闭的情况包括：(1)检测到氨站紧急停车；(2)检测到卸氨压缩机紧急停车。
91.在本发明一个具体的实施例中，氨罐液相进口和气相出口远程切断阀(即第二远程切断阀)的控制方式包括：
92.开启允许的情况包括：(1)无保护关信号触发；(2)检测到液氨球罐液位低于球罐安全值的高限要求设定值1.5。
93.自动关闭的情况包括：(1)检测到氨站紧急停车、卸氨压缩机紧急停车；(2)检测到液氨球罐液位高于球罐的安全设定值高高限9.25m，延时2s。
94.在本发明一个具体的实施例中，液氨球罐液相出口管开关阀(即第一开关阀)的控制方式包括：
95.开启允许的情况包括：(1)无保护关信号触发；(2)检测到液氨球罐液位高于球罐安全值的最低要求设定值1.5m。
96.自动关闭的情况包括：(1)检测到氨站紧急停车、卸氨压缩机紧急停车；(2)检测到液氨球罐液位低于球罐的安全最低设定值1.5m，延时2s。
97.在本发明一个具体的实施例中，液氨球罐及卧罐液相出口至汽化器开关阀及气相进口开关阀(即第二开关阀)的控制方式包括：
98.开启允许的情况包括：(1)无保护关信号触发；(2)检测到液氨球罐及卧罐需要充压；(3)检测到液氨球罐或卧罐的气相压力低于设定值1.65mpa。
99.自动关闭的情况包括：(1)检测到氨站紧急停车、卸氨压缩机紧急停车；(2)检测到液氨球罐或卧罐的压力高于罐的安全最高设定值1.65mpa，延时2s；(3)检测到氨气缓冲罐的压力高于安全最高设定值1.65mpa，延时2s。
100.在本发明一个具体的实施例中，液氨球罐消防水喷淋开关阀(即第三开关阀)的控制方式包括：
101.开启允许的情况包括：(1)任何状态都可以打开喷淋控制阀；(2)检测到氨站紧急停信号触发打开；(3)检测到液氨罐内压力高于设定值1.65mpa；(4)检测到液氨罐内温度高于设定值43℃；(5)检测到液氨罐区氨气泄漏量高于设定值30ppm延时5s。
102.自动关闭的情况包括：(1)检测到液氨罐内压力低于设定值1.65mpa；(2)检测到液氨罐内温度低于设定值43℃；(3)检测到液氨罐区氨气泄漏量低于设定值30ppm延时10s。
103.本发明公开了一种氨站sis系统的控制方法，首先，对多个工作区域对应的气体检测信号进行有效的获取，以判断不同区域氨气含量；然后，对气体检测信号进行不同的组合逻辑判定，生成对应的至少一个判定信号，以结合多方面因素多次判断气体是否泄漏；最后，对多个判定信号进行逻辑运算，以识别气体泄漏的多种情况，准确可靠进行检测，保证相关工作部件的高效控制，防止气体泄漏。
104.本发明技术方案，来对氨站区域氨泄漏情况进行检测，获取多个气体检测信号，通
过组合逻辑判定，生成判定信号，以此保证判定的准确度，进而根据判定信号进行逻辑运算，自动执行相关操作，使氨站球罐的各阀门和控制点处于安全状态。
105.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。