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ch自动化控制完整系统
第3章自动化控制系统
第1节一般规定
3.1.1适用范围
3.1.1.1本章要求适用于授予UMS符号浮式装置的设计、安装和检验。
3.1.1.2其他自动化系统可参照本章进行设计和安装,但不作入级的检验要求。
3.1.2定义
3.1.2.1自动控制:
系指具有自动调节特性,无须操作人员参与即可按预定指令对设备进行操作的控制。
3.1.2.2遥控:
系指由操作人员通过机械、电气、电子、气动、液压、电磁(无线电)及光学方式或组合方式远距离对设备进行操作的控制。
3.1.2.3就地控制:
系指位于机器设备近旁,由操作人员对设备进行直接的人工操作的控制。
3.1.2.4控制站(室):
系指具有监视功能且能够对安全设备、生产处理设备及通用机电设备实施控制的处所。
在本章中的控制站(室)主要有以下3类:
(1)主控制站:
系指所有自动化设备的监控设施集中布置并在正常工作实施操作监控的处所;
(2)就地控制站:
系指对机电设备旁或附近实施就地控制的控制站;
(3)其他控制站:
系指除上述两种以外的控制站。
3.1.2.5安全系统:
系指当发生危及电站及其他重要机电设备的严重故障时,能使发生故障的设备按下列3种类型自动产生保护性动作的系统:
a类:
立即停止运行,如锅炉紧急停炉、紧急切断用电设备电源等,且非经人工复位该设备不应再投入运行;
b类:
暂时调节到可以勉强运行状态,如降低功率或转速等;
c类:
起动和投入备用设备以恢复正常的运行状态。
3.1.2.6报警:
系指当受监控的机电设备或系统运行超出预定参数范围时,所发出的听觉和视觉信号。
3.1.2.7组合报警:
系指受监控的机电设备或系统处于任何非正常状态下,所发出的公共报警。
3.1.2.8安全通信:
系指为保证整个装置和人员生命安全而设置的单向声、光警报和语音广播以及双向的声、光和语音通信。
3.1.2.9故障安全原则:
系指当1个元件或1个系统出现故障或误动作时,该元件或系统的输出能自动处于预定的安全状态而不使故障扩大。
3.1.2.10越控:
系指越过控制过程中的某一程序或某一安全保护功能,在短时间内强制机电设备继续运行,以保证设备安全或减少损失的特殊控制措施。
3.1.2.11紧急停止装置:
系指独立于自动化系统而设置的,在紧急状况下用人工来切断机电设备运行的装置。
3.1.2.12局域网:
系指一般用途的用于小范围几个场所的计算机通信网。
通过该网能进行数据的交换和传递,且能与互联于网络的设备公用。
3.1.3工作条件
3.1.3.1自动化系统应能在表3.1.3.1所述环境空气温度下正常工作。
环境空气温度表3.1.3.1
安装位置
温度℃
一般围蔽处所和有空调的围蔽处所
+5~+55
有散热设备且无空调的围蔽处所
+5~+70
开敞甲板、无保温措施的甲板室
-25~+70
3.1.3.2自动化系统应能在下列相对湿度下正常工作:
温度达+45℃时:
95%±3%;
温度高于+45℃时:
70%±3%。
3.1.3.3自动化系统应能在表3.1.3.3所述振动条件下正常工作,如果在下述频率范围内发生共振,当振动超过下述规定值时,应采取适当措施予以抑止。
振动表3.1.3.3
安装位置
振动参数
一般处所
2.0Hz~13.2Hz
振幅±1mm
13.2Hz~100Hz
加速度±0.7g
往复机械上(例如柴油机、空压机上)及其他类似处所
2.0Hz~25Hz
振幅±1.6mm
25Hz~100Hz
加速度±0.7g
其他特殊部位,例如柴油机(特别是中、高速柴油机)的排气管上
40Hz~2000Hz
加速度±10.0g(温度600℃)
3.1.3.4自动化系统应能在表3.1.3.4所述电源电压和频率偏离额定值的波动条件下正常工作。
当电源的谐波成分不大于5%时,自动化系统应能正常工作。
3.1.3.5自动化系统的液压和气动设备,应能在动力源压力变化额定值的±20%时正常工作,在设计压力值的1.5倍时不损坏。
电压和频率波动表3.1.3.4
设备
参数
变化范围
稳态(%)
瞬态
%
恢复时间(s)
一般设备
电压
交流:
+6∽-10
直流:
±10
±20
1.5
频率
±5
±10
5
由蓄电池供电的设备:
充电期间接于蓄电池者
充电期间不接于蓄电池者
电压
电压
±30∽-25
±20∽-25
---
---
3.1.3.6自动化系统应能适应船上盐雾、油雾、霉菌及灰尘等环境。
3.1.3.7自动化系统应具有必要的电磁兼容性。
3.1.4故障安全
3.1.4.1控制系统、报警系统和安全系统应按故障安全的原则设计。
故障安全不仅应考虑与之有关的机械,而且应考虑整个浮式装置包括人员的安全。
3.1.4.2控制系统、报警系统和安全系统的设计应使运行过程中出现的1个故障不会导致其他故障的产生,并且其产生的危险性降到尽可能低的程度。
3.1.4.3自动控制和遥控系统应确保持续、有效、可靠地运行。
3.1.5独立性
3.1.5.1控制系统应尽实际可能独立于安全系统和报警系统。
当其他系统发生故障时,应不影响控制系统的正常工作。
3.1.5.2本章3.1.2.5中,a类安全系统应独立于控制系统和报警系统,并应各自独立,使之不受其他系统故障影响。
3.1.6检测和锁定
3.1.6.1对控制系统、安全系统和报警系统的功能应能进行检查。
如果控制设备、安全设备和报警设备的灵敏度和极限值等设定值可以调节,则整定的数值应易于检查、辩认并予以锁定。
3.1.7安全通信
3.1.7.1各种不同用途的信号及报警装置,其声响应有不同的音色和响度,以利分辨。
3.1.7.2安装于噪声较大场所的声响信号应有足够的响度,并需附有灯光信号。
3.1.7.3各种自动声光报警器,应设有能切断声响信号而不切断发光信号的装置。
3.1.7.4在主控制站、辅助控制站、装置经理办公室、操作人员居住舱室之间应备有适当的通信设备。
3.1.8供电
3.1.8.1控制系统、安全系统和报警系统应由主配电板或应急配电板(若设有)供电。
当主电源失电时,安全系统、报警系统及在主电源失电时仍有必要供电的控制系统(例如电站的自动化系统及中央控制站的计算机系统)应能自动转接到备用蓄电池组供电,并发出报警。
该蓄电池组的容量应至少能维持15min供电需要。
第2节控制系统
3.2.1一般要求
3.2.1.1控制系统包括自动控制系统和遥控系统。
3.2.1.2控制系统应具有良好的控制品质。
控制系统以及被控制的机电设备,在其全部运行工况范围内应具有满意的特性,即应能稳定工作,不会使机电设备受到有害的机械负荷和热负荷,并具有必要的控制精度。
3.2.1.3控制系统的设计应使控制系统中出现的故障对控制过程产生的危险性尽可能降到最低的程度,并不会使备用的自动和/或手动控制失效。
3.2.1.4当自动或遥控设备发生故障时,应能:
(1)发出报警信号;
(2)可及时更换损坏的部件或投入备用设备,恢复自动或遥控功能;
(3)平稳地转换到就地手动控制。
3.2.2液压和气动动力源
3.2.2.1控制系统的液压动力源应符合本规范的有关规定。
当液压动力源的压力低于规定值时,备用液压泵应能自动起动投入工作,并同时发出报警;当压力低于正常工作所需压力时,应发出报警。
3.2.2.2以压缩空气为控制系统的动力源应符合本规范的有关规定和下下列要求:
(1)气动控制用空气瓶可由空气动力总管或专用的空气压缩机供气;
(2)当气动控制用空气瓶由专用空气压缩机供气时,应设置2台空气压缩机,其中1台为自动备用;当气压低于规定值时,备用空气压缩机应能自动启动并投入工作;
(3)气动控制的供气管路中应设置安全阀。
安全阀的开启压力应为额定工作压力的1.1倍。
(4)供气管路中应设置减压阀、滤器、油水分离器和干燥器,以使空气保持干燥,不含杂质和油分。
减压阀、滤器和干燥器一般应设2只,并联装设。
如有措施保证上列器件能迅速保养、更换而不影响气动控制系统的正常工作时,滤器和干燥器允许各设1只。
第3节安全系统
3.3.1一般要求
3.3.1.1当发生危及电站及其他重要设备的严重故障时,安全系统应能使发生故障的机电设备按本章3.1.2.5规定的3种类型自动产生保护性动作,并应在相关控制站发出报警。
如在主控制站能显示单项报警信号,则允许在其他相关控制站显示用于特定安全系统的组合报警信号。
3.3.1.2如果因安全系统的动作使机电设备停止运行,则非经人工复位,该设备不允许再自动投入运行。
3.3.2越控
3.3.2.1实施越控时,应予以指示。
3.3.2.2越控按钮的布置应能防止被误触动。
3.3.3气动力源及管系
3.3.3.1安全系统的气动力源及管系应符合本章3.2.2的规定,而且管系应尽实际可能与控制系统分开。
第4节报警(包括显示)系统
3.4.1一般要求
3.4.1.1对被监控的机电设备和监控系统本身的所有故障,应在有关的控制站(室)发出报警信号。
3.4.1.2所有报警应同时发出视觉和听觉报警信号。
视觉信号应清晰可见;严重故障的报警光色一般采用红色,普通故障报警光色一般采用黄色。
听觉信号应有足够的响度。
机电设备的报警信号在光色和音响上,应与电话、火警等有明显的区别。
3.4.1.3报警系统应能对同时发生的所有故障发出报警信号。
对某个故障的报警和/或对报警的应答,不应妨碍对其他同时发生的故障的报警和/或应答。
3.4.1.4对报警信号应答后,可消除听觉信号和改变视觉信号(如闪光转换为平光等)。
视觉信号应一直保留到事故消除,报警通道自动恢复正常工作时为止。
机器处所的听觉报警信号的消声按钮,只允许设在机器处所或集控室内。
3.4.1.5若单项报警在机器处所的集控站(室)或主控制站上已有显示,则也应在其他相关的控制站显示报警信,但可采用组合报警的方式显示。
3.4.2报警系统的自检、检测和闭锁
3.4.2.1报警系统应尽可能具有自检功能,即对自身的故障自动进行检测和报警(或指示),以防止有警不报或误报警。
自检的范围及程度,可与维修更换措施综合考虑。
报警系统中控制、安全系统公用的设备应具有自检功能。
3.4.2.2应能在被监测机电设备正常运行时对报警系统进行检测。
3.4.2.3报警系统应能对某些过程中无意义的信号进行闭锁。
人工实施闭锁时,应予以指示。
3.4.3显示
3.4.3.1可采用仪表、显示器等进行参数显示。
参数可以逐一显示,也可以选择显示;可用文字显示,也可以用图形显示,但显示均应清晰明了。
指示灯信号的光色一般取绿色或白色。
与计算机配用的显示器及显示要求,见本章3.5.2.10的规定。
3.4.3.2应按报警发生的顺序显示报警;对于要求停车或减速的报警应给予突出的视觉显示。
第5节电子计算机系统
3.5.1一般要求
3.5.1.1本节适用于本章所述自动化系统的计算机系统,以及以计算机为主的自动化监控设备,包括可编程序控制器等
3.5.1.2计算机系统的系统配置和软、硬件设计等可参照本社《船上计算机应用与检验指南》的有关规定。
3.5.2系统设计
3.5.2.1基于用计算机系统来实现预定的自动化监控功能,其控制系统、报警系统和安全系统的设计应符合本章3.1.5的独立性要求。
如果因实际情况难以符合其中有些规定(如各系统的互相独立性要求等),则应经本社同意。
3.5.2.2计算机系统的设计,应确保因部分电路和元件以及计算机设备的单个故障而产生的对控制系统、报警系统和安全系统及其本身的
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