連鎖系統作用及內容

*節概述

隨著煉油裝置和化工裝置的規模大型化，設備復雜化，自控設計必須設置較完善的安全 信號聯鎖系統。設置聯鎖系統的基本思想是把“生產”與“安全”正確統一起來，從“安 全*”觀點出發，不發生設備和人身事故，從而確保裝置的平穩生產。

1. 聯鎖系統作用及內容

聯鎖系統包括開車系統和停車系統。開車系統是指開車前及開車過程中受條件限制，如 壓縮機油路系統不正常不能啟動主機，加熱爐的燃料氣壓力不正常不具備復位條件等。這些 實質上是鎖住系統或叫做防止故障發生系統，是開車條件。而停車系統是在故障發生時，利 用聯鎖保護系統使某些設備停車，或使某些設備、閥門動作（開閉）。所以聯鎖停車系統極 其重要。要有高度的可靠性，既不能拒動作（該動作時不動作），也不能誤動作（不該動作 時動作），一般來說，聯鎖裝置中選用的元器件質量要高，線路在符合要求的情況下盡量簡 單，中間環節盡量要少，這樣才能使可靠性提高。

聯鎖系統實質上是一種自動操縱系統，聯鎖內容一般可分為四個方面：

1) 由于工藝系統某參數越限（聯鎖值）而引起的聯鎖動作，簡稱“工藝參數聯鎖”。 如加熱爐停車系統。

2) 轉動設備本身或機組之間的聯鎖，稱為“機組聯鎖”。如催化煙機停車系統。

3) 程序聯鎖。能按一定的程序或時間次序對工藝設備進行控制操作。如PSA裝置換熱 器的切換。

4) 機組的啟動聯鎖，即單機的開停車。

2. 聯鎖系統特點

(1) 系統電源為保證安全聯鎖系統正常發揮作用，聯鎖系統一般用不同的二種電源， 它們是不間斷電源UPS和普通電源GPS。

(2) 執行元件聯鎖系統輸出用到的是帶有觸點式繼電器，而不用無觸點的晶體管開 關電路，是由于與固定元件相比，繼電器受外界干擾而產生誤動作較少，可靠性高。

(3) 發訊元件如溫度元件、壓力開關、液位開關、等直接安裝在現場，以減少中間 轉換環節，其開關動作可以正確及時地反映參數運行狀況。如果是模擬量，可以直接進人聯 鎖系統，也可用報警設定器轉換成開關量進人聯鎖系統。這些元件的通斷是聯鎖系統的輸人 信號。

(4) 系統自身的可靠性基于從聯鎖系統安全可靠角度考慮，如壓力開關接觸不良， 線路中斷及繼電器故障等，作為停車系統動作一并考慮，為此，采用下列措施：

1) 聯鎖用發訊開關，在工藝正常條件下處于閉合狀態，這樣就能把接觸不良或機械損 壞造成的開關斷開情況及時反映出來。

2) 線路中的繼電器，在工藝正常時處于勵磁狀態。這樣可避免工藝正常繼電器不帶電的線路在事故時一時勵磁不了的缺點。

3) 工藝正常時電磁閥等終端元件也處于帶電狀態。

4) 為了避免元器件的誤動作，現場設備采用冗余設備。

(5) 聯鎖系統采用緊急停車系統（ESD) 為了提高聯鎖系統的可靠性，控制系統配 置冗余的ESD緊急停車系統，典型的ESD緊急停車系統有TRICONET系統，霍尼韋爾公司 的FSC系統，西門子公司的ESD系統。ESD系統是以容錯系統結構為基礎的自動保護系統， 應采用始終同步工作的雙重化中央處理器和可靈活組態的I/O模塊。能做到毫秒級事件的記 錄，以便對系統本身和過程發生的每一個故障，或導致過程停車的因素都能及時地和按實際 發生的時間記錄下來。

聯鎖系統采用兩種報警，一種是輕故障，提醒工藝人員注意，不會引起停車；另一種是 重故障，去切斷系統進料，在重故障發生前有輕故障預報警，以這種方式引起操作者警惕。

(6) *事故信號記錄聯鎖系統設有*事故信號功能，即當某一工藝參數越過聯 鎖值，往往引起其他參數越限，結果數個工藝參數可能一起越限報警。為了分析*事故原 因，zui先發生的報警及停車信號會被捕捉到，并被記錄下來，故稱為*事故信號記錄。

ESD的聯鎖系統，均設有*事故記錄儀，閃光表示*事故，平光表示第二事故或被 確認后仍存有問題，發訊元件發生故障時間按時間順序記錄下來。

第二節聯鎖基礎知識

一、門電路基礎知識

1. 正邏輯與負邏輯

正邏輯：把高電平表示為“1”，把低電平時表示為“0”，按這樣規定工作的邏輯。它 以停車狀態為標準，設計的邏輯圖運用在開車系統。

負邏輯：把高電平表示為“0”，把低電平時表示為“1”，按這樣規定工作的邏輯。它 以運行狀態為標準，設計的邏輯圖運用在停車系統。

2. 邏輯代數運算

邏輯代數的基本運算有與、或、非三種：

1)只有決定事物結果的全部條件同時具備時，結果才發生，這種邏輯關系叫做邏輯與。

“與門”邏輯在生產實際生產中應用較多， 在大型機組、設備、加熱爐上都有應用，以下 為某壓縮機在開機過程中，為防止機組損壞， 設有一些開機條件，這些條件組成了一個與門 邏輯系統，只有這些條件全部滿足后，才能開 機，如有一個不滿足，就不能開動機器，這樣 設置能保護機組安全，組成的一個邏輯電路如 圖8-1所7K ：

2)在決定事物結果的諸條件中只要有任何一個滿足，結果就會發生， 這種邏輯關系叫做邏輯或。這種邏輯應用也較多，以下為笨 酐生產裝置為保護設備而設計聯鎖邏輯的一部份，當某一停車條件滿足時， 就要發生停車事故，組成的邏輯圖如圖8-2所示。

3)只要條件具備了，結果便不會發生；而條件不具備時，結果一定發生，這種邏輯關 系叫做非。基本邏輯電路的運算符號、圖形符號、邏輯關系式見表8-1。

二、事故安全型及非事故安全型

事故安全型：各種輸人開關在生產正常時處于閉合狀態，各種繼電器在生產正常時處于激磁狀態，所以停電時要發生跳車。

非事故安全型：各種輸入開關在生產正常時處于斷開狀態，各種繼電器在生產正常時處于非激磁狀態。一般停電時不會發生跳車。

在正常的邏輯系統中，我們正常碰到“一取一”、“二取一”、“三取二”等描述，這就 是說我們把壓力開關等元件通過不同的轉接，來實現不同的邏輯功能，有事故安全型和非事 紋安全二種接法，一種稱為正邏輯，就是正常生產時各開關處于斷開狀態，繼電器也處于斷 電狀態，另一種稱為負邏輯，就是正常生產時開關處于閉合狀態，繼電器也處于通電狀態，以下就是由一些開關和負載經不同組合而成的邏輯電路。

舉例說明：圖8-3所示為“三取二”邏輯描述，XI、 X2, X3三個條件中任何兩個條件滿足，J就有輸出。

“三取二”有事故安全型和非事故安全型的二種接法圖 所示為正邏輯、非事故安全型接法，當XI、X2、X3三個 接點任何二個接點閉合，繼電器J1得電。圖8-5所示為負邏輯接法：事故安全型接法，當XI、X2、X3三個接點任何二個接點斷開，繼電器J1失電。