第五章 安全控制系统
一、概述
DLS-CPSIC综合录井仪能在二类危险区域工作。它采用了正压防爆设计，就是用仪器房上风口三十米外的安全区域的空气（保护气体）不断清扫仪器房，并使仪器房内保持对室外50Pa以上的空气压力，阻止仪器房外可能的危险气体（可燃性气体或有毒有害气体）进入仪器房，从而达到防爆的目的。抽保护气体清扫仪器房并使仪器房保持正压的工作是由增压风机完成。
保护气体在清扫仪器房五遍后，才能认为仪器房内的气体是安全的。而在这之前，则认为仪器仍处于可能爆炸的危险状态，这时，主电源不启动，仪器房内的所有不防爆电气设备都无法工作。在清扫完成，室内压力达到50Pa以上，才能启动主电源。室内压力一旦低于50Pa，就要发出报警，一分钟内压力不能恢复到50Pa以上，就立即自动关闭主电源。
为了防止由于抽进来的保护气体质量不可靠（如现场危险气体扩散到三十米外）而引起爆炸危险，在仪器房内进风口附近装有可燃性气体检测器，当室内可燃性气体浓度达到最低爆炸范围的百分之二十，即20%LEL时，发出报警，当浓度达到45%LEL时，自动关闭主电源和风机。
另外，在主电源启动的同时，烟雾检测器开始工作。当室内烟雾（可能是火灾引起）达到一定浓度时，自动关闭主电源和风机。
上述防爆控制统称为安全控制系统。图5-1为关闭流程。注：硫化氢检测选配。
仪器在陆地上使用，环境允许时，可以不使用增压系统，但是可燃性气体检测和烟雾检测仍然有效。
输入 主开关 应急开关 开关电源 可燃性气体检测 20%LEL 三相 单相 主电源 风机电源 烟雾检测 烟雾 关闭 延时十分钟 启动 压力检测 45%LEL 硫化氢检测 20PPm 10PPm 报警器 报警器 延时一分钟 低于50Pa 交流接触器 交流接触器 输出 风机
图5-1 关闭流程
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二、防爆箱
4 5 6 7 8 9 10 3 11 2 1 12 13 14 17 1．空气开关 5．热继电器 9．风机指示灯 13．系统开关 17．接线端子
2．报警设置板 6．开关电源 10．电源指示灯 14．继电器
16 15 4．交流接触器1 8．时间继电器2 12．风机停止按钮 16．隔离栅
3．交流接触器2 7．时间继电器1 11．启动按钮
15．空气开关操作杆
图5-2隔爆箱
主电源启动之前，安全控制系统就必须开始工作，而此时仪器还没有达到防爆要求（指保护气体清扫未完成或压力不到），所以安全控制系统要采取防爆措施。安全控制系统大部分元件本身不具备防爆功能，所以将它们放在隔爆箱中，即使这些电子器件在工作中产生火花也不会波及到隔爆箱外，就能满足仪器房整体防爆的要求。
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1．主开关
主开关是一个三相加一地80A的空气开关，井场电源经防爆接线盒（第三章）
输入到主开关。它是仪器所有电源的总开关，并对总电源进行短路保护。
2．开关电源
安全控制系统中的控制和气体检测部分用的都是直流24V（DC24V）的电源，
图5-3主开关 防爆接线盒主开关L1 L2 L3 N 隔爆箱 开关电源将输入的93~265V的交流电源稳定为DC24V输出，作为安全控制系统的工作电源。开关电源启动后，电源指示灯（Power）亮。
+24V N AC220V L 应急开关 主开关N L1 开关电源 16
电源指示灯
图5-4 开关电源
3．报警设置板
可燃性气体与H2S的报警和关闭以及烟雾关闭都是由报警设置板控制的。可
燃性气体传感器、烟雾传感器输出的都是电流信号，当电流超过标准值时，报警板就能相应的发出报警或者关闭信号。这个标准值就是根据防爆标准和用户要求设置的。 · 电源：
X1开关 电源 DC24V12 + + 电源模块 -- +15V 三端稳压器 INOUT +15V 报警设置板图5-5报警设置板电源
由开关电源供应的DC24V电源经过插座X1分别输送到DC/DC转换器电源
模块和三端稳压器7815（图4-5）。三端稳压器输出的DC15V与输入DC24V是共地的，这路输出用于可燃性气体和烟雾的报警、关闭设置。电源模块的输出是独立的DC15V，用于可能的H2S报警、关闭设置。 · 报警和关闭点设置
采样电阻 +15V 2 – 比较器 3 + 1 电流信号输入 X3 报警 输出 报警设置板 设置电位器 保护电阻 图5-6 报警点设置原理
传感器输出的电流信号通过采样电阻（图4-6），在电阻两端形成相应的电压
值，这个电压正端接到比较器的负端。另外，将15V电压加载到由保护电阻和设置电位器串联而成的回路上，设置电位器两端也产生一个电压，称为标准电压，
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接到比较器的正端。当比较器正端输入电压大于负端时，输出是高电平（+15V），当负端大于正端时，就输出一个低电平（接近0V）的报警（或关闭）控制信号。标准电压可以通过电位器调节，随着标准电压的升降，传感器的报警或关闭点也随之改变。 · 关闭控制
报警设置板 IN 9 10 11 OUT 二极管 2 4 +24V1
报警器 电阻 继电器 三极管 +15V X2 1 烟雾1 烟雾2 可燃性气体 +24V X2 3 +24V2 与非门13 关闭 报警
图5-7 报警设置板关闭（报警）原理
当传感器输出电流过大，比较器就输出低电平到与非门（图4-7）。与非门的
三个输入端任何一个是低电平，则它就输出一个高电平。高电平经过电阻驱动三极管，使三极管导通，继电器立即吸合，常闭触点断开，这样就切断了+24V的电源。使后面的增压控制和主电源启动电路不工作，就达到自动关闭的目的。在报警控制中，用继电器的常开触点，触点闭合，报警器才可能工作。
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