连锁系统作用及内容

*节概述

随着炼油装置和化工装置的规模大型化，设备复杂化，自控设计必须设置较完善的安全 信号联锁系统。设置联锁系统的基本思想是把“生产”与“安全”正确统一起来，从“安 全*”观点出发，不发生设备和人身事故，从而确保装置的平稳生产。

1. 联锁系统作用及内容

联锁系统包括开车系统和停车系统。开车系统是指开车前及开车过程中受条件限制，如 压缩机油路系统不正常不能启动主机，加热炉的燃料气压力不正常不具备复位条件等。这些 实质上是锁住系统或叫做防止故障发生系统，是开车条件。而停车系统是在故障发生时，利 用联锁保护系统使某些设备停车，或使某些设备、阀门动作（开闭）。所以联锁停车系统极 其重要。要有高度的可靠性，既不能拒动作（该动作时不动作），也不能误动作（不该动作 时动作），一般来说，联锁装置中选用的元器件质量要高，线路在符合要求的情况下尽量简 单，中间环节尽量要少，这样才能使可靠性提高。

联锁系统实质上是一种自动操纵系统，联锁内容一般可分为四个方面：

1) 由于工艺系统某参数越限（联锁值）而引起的联锁动作，简称“工艺参数联锁”。 如加热炉停车系统。

2) 转动设备本身或机组之间的联锁，称为“机组联锁”。如催化烟机停车系统。

3) 程序联锁。能按一定的程序或时间次序对工艺设备进行控制操作。如PSA装置换热 器的切换。

4) 机组的启动联锁，即单机的开停车。

2. 联锁系统特点

(1) 系统电源为保证安全联锁系统正常发挥作用，联锁系统一般用不同的二种电源， 它们是不间断电源UPS和普通电源GPS。

(2) 执行元件联锁系统输出用到的是带有触点式继电器，而不用无触点的晶体管开 关电路，是由于与固定元件相比，继电器受外界干扰而产生误动作较少，可靠性高。

(3) 发讯元件如温度元件、压力开关、液位开关、等直接安装在现场，以减少中间 转换环节，其开关动作可以正确及时地反映参数运行状况。如果是模拟量，可以直接进人联 锁系统，也可用报警设定器转换成开关量进人联锁系统。这些元件的通断是联锁系统的输人 信号。

(4) 系统自身的可靠性基于从联锁系统安全可靠角度考虑，如压力开关接触不良， 线路中断及继电器故障等，作为停车系统动作一并考虑，为此，采用下列措施：

1) 联锁用发讯开关，在工艺正常条件下处于闭合状态，这样就能把接触不良或机械损 坏造成的开关断开情况及时反映出来。

2) 线路中的继电器，在工艺正常时处于励磁状态。这样可避免工艺正常继电器不带电的线路在事故时一时励磁不了的缺点。

3) 工艺正常时电磁阀等终端元件也处于带电状态。

4) 为了避免元器件的误动作，现场设备采用冗余设备。

(5) 联锁系统采用紧急停车系统（ESD) 为了提高联锁系统的可靠性，控制系统配 置冗余的ESD紧急停车系统，典型的ESD紧急停车系统有TRICONET系统，霍尼韦尔公司 的FSC系统，西门子公司的ESD系统。ESD系统是以容错系统结构为基础的自动保护系统， 应采用始终同步工作的双重化中央处理器和可灵活组态的I/O模块。能做到毫秒级事件的记 录，以便对系统本身和过程发生的每一个故障，或导致过程停车的因素都能及时地和按实际 发生的时间记录下来。

联锁系统采用两种报警，一种是轻故障，提醒工艺人员注意，不会引起停车；另一种是 重故障，去切断系统进料，在重故障发生前有轻故障预报警，以这种方式引起操作者警惕。

(6) *事故信号记录联锁系统设有*事故信号功能，即当某一工艺参数越过联 锁值，往往引起其他参数越限，结果数个工艺参数可能一起越限报警。为了分析*事故原 因，zui先发生的报警及停车信号会被捕捉到，并被记录下来，故称为*事故信号记录。

ESD的联锁系统，均设有*事故记录仪，闪光表示*事故，平光表示第二事故或被 确认后仍存有问题，发讯元件发生故障时间按时间顺序记录下来。

第二节联锁基础知识

一、门电路基础知识

1. 正逻辑与负逻辑

正逻辑：把高电平表示为“1”，把低电平时表示为“0”，按这样规定工作的逻辑。它 以停车状态为标准，设计的逻辑图运用在开车系统。

负逻辑：把高电平表示为“0”，把低电平时表示为“1”，按这样规定工作的逻辑。它 以运行状态为标准，设计的逻辑图运用在停车系统。

2. 逻辑代数运算

逻辑代数的基本运算有与、或、非三种：

1)只有决定事物结果的全部条件同时具备时，结果才发生，这种逻辑关系叫做逻辑与。

“与门”逻辑在生产实际生产中应用较多， 在大型机组、设备、加热炉上都有应用，以下 为某压缩机在开机过程中，为防止机组损坏， 设有一些开机条件，这些条件组成了一个与门 逻辑系统，只有这些条件全部满足后，才能开 机，如有一个不满足，就不能开动机器，这样 设置能保护机组安全，组成的一个逻辑电路如 图8-1所7K ：

2)在决定事物结果的诸条件中只要有任何一个满足，结果就会发生， 这种逻辑关系叫做逻辑或。这种逻辑应用也较多，以下为笨 酐生产装置为保护设备而设计联锁逻辑的一部份，当某一停车条件满足时， 就要发生停车事故，组成的逻辑图如图8-2所示。

3)只要条件具备了，结果便不会发生；而条件不具备时，结果一定发生，这种逻辑关 系叫做非。基本逻辑电路的运算符号、图形符号、逻辑关系式见表8-1。

二、事故安全型及非事故安全型

事故安全型：各种输人开关在生产正常时处于闭合状态，各种继电器在生产正常时处于激磁状态，所以停电时要发生跳车。

非事故安全型：各种输入开关在生产正常时处于断开状态，各种继电器在生产正常时处于非激磁状态。一般停电时不会发生跳车。

在正常的逻辑系统中，我们正常碰到“一取一”、“二取一”、“三取二”等描述，这就 是说我们把压力开关等元件通过不同的转接，来实现不同的逻辑功能，有事故安全型和非事 纹安全二种接法，一种称为正逻辑，就是正常生产时各开关处于断开状态，继电器也处于断 电状态，另一种称为负逻辑，就是正常生产时开关处于闭合状态，继电器也处于通电状态，以下就是由一些开关和负载经不同组合而成的逻辑电路。

举例说明：图8-3所示为“三取二”逻辑描述，XI、 X2, X3三个条件中任何两个条件满足，J就有输出。

“三取二”有事故安全型和非事故安全型的二种接法图 所示为正逻辑、非事故安全型接法，当XI、X2、X3三个 接点任何二个接点闭合，继电器J1得电。图8-5所示为负逻辑接法：事故安全型接法，当XI、X2、X3三个接点任何二个接点断开，继电器J1失电。