連鎖系統(tǒng)作用及內(nèi)容

*節(jié)概述

隨著煉油裝置和化工裝置的規(guī)模大型化，設(shè)備復(fù)雜化，自控設(shè)計必須設(shè)置較完善的安全 信號聯(lián)鎖系統(tǒng)。設(shè)置聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本思想是把“生產(chǎn)”與“安全”正確統(tǒng)一起來，從“安 全*”觀點出發(fā)，不發(fā)生設(shè)備和人身事故，從而確保裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)。

1. 聯(lián)鎖系統(tǒng)作用及內(nèi)容

聯(lián)鎖系統(tǒng)包括開車系統(tǒng)和停車系統(tǒng)。開車系統(tǒng)是指開車前及開車過程中受條件限制，如 壓縮機(jī)油路系統(tǒng)不正常不能啟動主機(jī)，加熱爐的燃料氣壓力不正常不具備復(fù)位條件等。這些 實質(zhì)上是鎖住系統(tǒng)或叫做防止故障發(fā)生系統(tǒng)，是開車條件。而停車系統(tǒng)是在故障發(fā)生時，利 用聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)使某些設(shè)備停車，或使某些設(shè)備、閥門動作（開閉）。所以聯(lián)鎖停車系統(tǒng)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(lián)鎖裝置中選用的元器件質(zhì)量要高，線路在符合要求的情況下盡量簡 單，中間環(huán)節(jié)盡量要少，這樣才能使可靠性提高。

聯(lián)鎖系統(tǒng)實質(zhì)上是一種自動操縱系統(tǒng)，聯(lián)鎖內(nèi)容一般可分為四個方面：

1) 由于工藝系統(tǒng)某參數(shù)越限（聯(lián)鎖值）而引起的聯(lián)鎖動作，簡稱“工藝參數(shù)聯(lián)鎖”。 如加熱爐停車系統(tǒng)。

2) 轉(zhuǎn)動設(shè)備本身或機(jī)組之間的聯(lián)鎖，稱為“機(jī)組聯(lián)鎖”。如催化煙機(jī)停車系統(tǒng)。

3) 程序聯(lián)鎖。能按一定的程序或時間次序?qū)に囋O(shè)備進(jìn)行控制操作。如PSA裝置換熱 器的切換。

4) 機(jī)組的啟動聯(lián)鎖，即單機(jī)的開停車。

2. 聯(lián)鎖系統(tǒng)特點

(1) 系統(tǒng)電源為保證安全聯(lián)鎖系統(tǒng)正常發(fā)揮作用，聯(lián)鎖系統(tǒng)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(zhí)行元件聯(lián)鎖系統(tǒng)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(guān)電路，是由于與固定元件相比，繼電器受外界干擾而產(chǎn)生誤動作較少，可靠性高。

(3) 發(fā)訊元件如溫度元件、壓力開關(guān)、液位開關(guān)、等直接安裝在現(xiàn)場，以減少中間 轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，其開關(guān)動作可以正確及時地反映參數(shù)運(yùn)行狀況。如果是模擬量，可以直接進(jìn)人聯(lián) 鎖系統(tǒng)，也可用報警設(shè)定器轉(zhuǎn)換成開關(guān)量進(jìn)人聯(lián)鎖系統(tǒng)。這些元件的通斷是聯(lián)鎖系統(tǒng)的輸人 信號。

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

1) 聯(lián)鎖用發(fā)訊開關(guān)，在工藝正常條件下處于閉合狀態(tài)，這樣就能把接觸不良或機(jī)械損 壞造成的開關(guān)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(tài)。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(tài)。

4) 為了避免元器件的誤動作，現(xiàn)場設(shè)備采用冗余設(shè)備。

(5) 聯(lián)鎖系統(tǒng)采用緊急停車系統(tǒng)（ESD) 為了提高聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性，控制系統(tǒng)配 置冗余的ESD緊急停車系統(tǒng)，典型的ESD緊急停車系統(tǒng)有TRICONET系統(tǒng)，霍尼韋爾公司 的FSC系統(tǒng)，西門子公司的ESD系統(tǒng)。ESD系統(tǒng)是以容錯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的自動保護(hù)系統(tǒng)， 應(yīng)采用始終同步工作的雙重化中央處理器和可靈活組態(tài)的I/O模塊。能做到毫秒級事件的記 錄，以便對系統(tǒng)本身和過程發(fā)生的每一個故障，或?qū)е逻^程停車的因素都能及時地和按實際 發(fā)生的時間記錄下來。

聯(lián)鎖系統(tǒng)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(tǒng)進(jìn)料，在重故障發(fā)生前有輕故障預(yù)報警，以這種方式引起操作者警惕。

(6) *事故信號記錄聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)有*事故信號功能，即當(dāng)某一工藝參數(shù)越過聯(lián) 鎖值，往往引起其他參數(shù)越限，結(jié)果數(shù)個工藝參數(shù)可能一起越限報警。為了分析*事故原 因，zui先發(fā)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(lián)鎖系統(tǒng)，均設(shè)有*事故記錄儀，閃光表示*事故，平光表示第二事故或被 確認(rèn)后仍存有問題，發(fā)訊元件發(fā)生故障時間按時間順序記錄下來。

第二節(jié)聯(lián)鎖基礎(chǔ)知識

一、門電路基礎(chǔ)知識

1. 正邏輯與負(fù)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(guī)定工作的邏輯。它 以停車狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計的邏輯圖運(yùn)用在開車系統(tǒng)。

負(fù)邏輯：把高電平表示為“0”，把低電平時表示為“1”，按這樣規(guī)定工作的邏輯。它 以運(yùn)行狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計的邏輯圖運(yùn)用在停車系統(tǒng)。

2. 邏輯代數(shù)運(yùn)算

邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算有與、或、非三種：

1)只有決定事物結(jié)果的全部條件同時具備時，結(jié)果才發(fā)生，這種邏輯關(guān)系叫做邏輯與。

“與門”邏輯在生產(chǎn)實際生產(chǎn)中應(yīng)用較多， 在大型機(jī)組、設(shè)備、加熱爐上都有應(yīng)用，以下 為某壓縮機(jī)在開機(jī)過程中，為防止機(jī)組損壞， 設(shè)有一些開機(jī)條件，這些條件組成了一個與門 邏輯系統(tǒng)，只有這些條件全部滿足后，才能開 機(jī)，如有一個不滿足，就不能開動機(jī)器，這樣 設(shè)置能保護(hù)機(jī)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(jié)果的諸條件中只要有任何一個滿足，結(jié)果就會發(fā)生， 這種邏輯關(guān)系叫做邏輯或。這種邏輯應(yīng)用也較多，以下為笨 酐生產(chǎn)裝置為保護(hù)設(shè)備而設(shè)計聯(lián)鎖邏輯的一部份，當(dāng)某一停車條件滿足時， 就要發(fā)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(jié)果便不會發(fā)生；而條件不具備時，結(jié)果一定發(fā)生，這種邏輯關(guān) 系叫做非。基本邏輯電路的運(yùn)算符號、圖形符號、邏輯關(guān)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(guān)在生產(chǎn)正常時處于閉合狀態(tài)，各種繼電器在生產(chǎn)正常時處于激磁狀態(tài)，所以停電時要發(fā)生跳車。

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

在正常的邏輯系統(tǒng)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(guān)等元件通過不同的轉(zhuǎn)接，來實現(xiàn)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(chǎn)時各開關(guān)處于斷開狀態(tài)，繼電器也處于斷 電狀態(tài)，另一種稱為負(fù)邏輯，就是正常生產(chǎn)時開關(guān)處于閉合狀態(tài)，繼電器也處于通電狀態(tài)，以下就是由一些開關(guān)和負(fù)載經(jīng)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(dāng)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(fù)邏輯接法：事故安全型接法，當(dāng)XI、X2、X3三個接點任何二個接點斷開，繼電器J1失電。