1 引言
在工业生产过程中，由于操作不当或设备故障等原因，各种过程参数会超出正常工作范围，为了及时发现越限的过程参数，须要设置信号报警控制系统，采用可编程序控制器可以实现信号报警控制系统。设置信号报警控制系统的主要目的是安全生产，因此，对信号报警控制系统需要有与一般控制系统不同的要求。在系统设计时，常用的信号报警和联锁系统，按照信号系统分为一般闪光报警系统和能区别第一事故原因的报警系统等。

2 一般闪光信号报警系统设计
一般闪光信号报警系统是当过程参数超过限值时，操作人员要根据信号灯的标志来识别是哪一个过程参数超过限值, 该报警信号表示什么性质的限值。在操作人员了解报警信号的性质后，按动确认按钮, 信号灯由闪光变为平光，声响报警消除。当故障排除后, 该过程参数恢复到正常工作范围, 平光的信号灯熄灭, 信号报警系统回复到正常状态。
采用可编程序控制器进行一般闪光信号报警系统设计时, 先应根据闪光的要求, 采用振荡电路完成信号的定时接通和断开, 得到闪烁的效果。其次, 确认按钮按动后应有平光和消声的要求, 可采用一般控制电路的开停方式来完成确认按钮信号的保持。最后, 分配输入输出点并进行编程。

图1是实现一般闪光信号报警系统的梯形图，其中过程参数超限值时的报警信号分别为X1、和X2，确认按钮信号是X3。如果需要对信号报警系统的信号灯和声响进行检查，应设置试验按钮信号X4。选用由2个计时器TIM1和TIM2组成的振荡电路，2个信号灯的输出分别为Y1和Y2，声响的输出为Y5。另有2个确认信号保持的内部继电器为Y3和Y4。

图1 一般闪光信号报警系统的梯形图

图1中，第一和第二梯级用于产生振荡信号，计时器时间K可以设置为0.5s，计时器指令可根据不同的产品用相应指令;第三和第四梯级是信号灯电路;第五和第六梯级用于确认信号，并提供各确认信号的自保;第七梯级用于声响报警。一般闪光信号报警系统的动作表如表1所示。

可以看出，在多个信号同时报警时，一般闪光信号报警系统不能对第一原因事故信号进行识别。

3 能识别第一事故原因的信号报警系统设计
要设计能区别第一事故原因的信号报警系统，应对第一事故原因进行识别。由于各信号报警的时间相当接近，而操作人员很难在这段短时间内分辨出哪一个信号是第一事故原因信号。因此，要把第一事故原因信号设计为其他事故报警信号的复位信号。

在一般闪光信号报警系统的梯形图的基础上，为了使第一事故原因的信号能够保持，对2个报警信号设置2个存储继电器，设为M1和M2。能区别第一事故原因的信号报警系统的梯形图如图2所示。表2列出了能区别第一事故原因的闪光报警信号系统在不同工况下的动作状态。



图2中, 为识别第一事故原因的信号所设置的2个存储继电器, 当X1是第一事故原因的报信号时, 在第五梯级中将存储继电器M1置位, 其接点将存储继电器M2复位, 从而保证了第一事故原因信号被记忆。当按动确认按钮后, 经Y3自保, 其接点将M1复位, 而另一接点用来使信号灯Y1变成平光。

4 调试方法及注意事项
4.1 调试方法
调试时，用于提供工艺操作人员注意的报警信号、保护生产设备和防止事故发生的联锁信号、由于故障而造成的第二故障信号和直接由故障造成的第一故障信号等，在控制台上应设置自检按钮，由操做员依次按下或接通控制板面上的按钮开关，以测试各闪光信号报警信号灯是否有效。通过输入输出等效器，由控制程序进行测试。

另外，信号报警点的设置不应过多，要筛选并确定信号报警和联锁信号点数。过多的联锁信号会使生产过程不能有序进行，并造成稍有操作不当就停车的频繁事故状态，反而对安全生产不利。同时，在调试信号报警和联锁信号点时，操作人员还要熟知工艺过程和信号的报警限值和联锁限值，这样更有利于对故障的分析和判断，有利于减少事故的发生、扩展，缩小因事故造成的对生产过程的影响。

图2 能区别第一事故原因的信号报警系统的梯形图

4.2 注意事项
(1) 依据信号报警控制系统在事故发生前提供的报警信号，尽可能地减少避免事故的发生，事故发生时，立即切除与事故有关设备的运行，减少事故对生产过程的影响;
(2) 在选择最终执行机构的类型时，应根据电源或气源等故障时能保证系统处于安全的工作状态，必要时也可以设置UPS或其他供电方式，也可采用冗余部件或系统，以保证系统的正常高可靠运行;
(3) 设置必要的检查和诊断部件，以便对系统进行定期的检查和维护，对于系统中可靠性较低的部件应便于定期更换和维护;
(4) 应特别注意PLC的电气接线，必须保证符合要求。

5 结束语
上述以2个报警信号系统为例，简单探讨了采用可编程序控制器设计的信号报警控制系统，当信号数量较多时，设计时应注意存储和确认继电器的接点要采用串联或是并联连接，同样可使用类似的线路设计组合即可完成。

参考文献
[1] 李俊秀，赵黎明. 可编程序控制器应用技术[M].北京:化学工业出版社,2003.

作者简介
刘燕平(1961-) 女 副教授 现在华北电力大学从事电气自动化及物流自控技术。