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(jì)必須設(shè)置較完善的安全 信號(hào)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(lái)，從“安 全*”觀點(diǎn)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(kāi)車系統(tǒng)和停車系統(tǒng)。開(kāi)車系統(tǒng)是指開(kāi)車前及開(kāi)車過(guò)程中受條件限制，如 壓縮機(jī)油路系統(tǒng)不正常不能啟動(dòng)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(shí)質(zhì)上是鎖住系統(tǒng)或叫做防止故障發(fā)生系統(tǒng)，是開(kāi)車條件。而停車系統(tǒng)是在故障發(fā)生時(shí)，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(dòng)作（開(kāi)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(dòng)作（該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作），也不能誤動(dòng)作（不該動(dòng)作 時(shí)動(dòng)作），一般來(lái)說(shuō)，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(jiǎn) 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(shí)質(zhì)上是一種自動(dòng)操縱系統(tǒng)，聯(lián)鎖內(nèi)容一般可分為四個(gè)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(dòng)作，簡(jiǎn)稱“工藝參數(shù)聯(lián)鎖”。 如加熱爐停車系統(tǒng)。

2) 轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)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(dòng)聯(lián)鎖，即單機(jī)的開(kāi)停車。

2. 聯(lián)鎖系統(tǒng)特點(diǎn)

(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(diǎn)式繼電器，而不用無(wú)觸點(diǎn)的晶體管開(kāi) 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(dòng)作較少，可靠性高。

(3) 發(fā)訊元件如溫度元件、壓力開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)、等直接安裝在現(xiàn)場(chǎng)，以減少中間 轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，其開(kāi)關(guān)動(dòng)作可以正確及時(shí)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(bào)警設(shè)定器轉(zhuǎn)換成開(kāi)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(hào)。

(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(kāi)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(dòng)作一并考慮，為此，采用下列措施：

1) 聯(lián)鎖用發(fā)訊開(kāi)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(kāi)關(guān)斷開(kāi)情況及時(shí)反映出來(lái)。

2) 線路中的繼電器，在工藝正常時(shí)處于勵(lì)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(shí)一時(shí)勵(lì)磁不了的缺點(diǎn)。

3) 工藝正常時(shí)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(dòng)作，現(xiàn)場(chǎng)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(cuò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的自動(dòng)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(jí)事件的記 錄，以便對(duì)系統(tǒng)本身和過(guò)程發(fā)生的每一個(gè)故障，或?qū)е逻^(guò)程停車的因素都能及時(shí)地和按實(shí)際 發(fā)生的時(shí)間記錄下來(lái)。

聯(lián)鎖系統(tǒng)采用兩種報(bào)警，一種是輕故障，提醒工藝人員注意，不會(huì)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(bào)警，以這種方式引起操作者警惕。

(6) *事故信號(hào)記錄聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)有*事故信號(hào)功能，即當(dāng)某一工藝參數(shù)越過(guò)聯(lián) 鎖值，往往引起其他參數(shù)越限，結(jié)果數(shù)個(gè)工藝參數(shù)可能一起越限報(bào)警。為了分析*事故原 因，zui先發(fā)生的報(bào)警及停車信號(hào)會(huì)被捕捉到，并被記錄下來(lái)，故稱為*事故信號(hào)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(wèn)題，發(fā)訊元件發(fā)生故障時(shí)間按時(shí)間順序記錄下來(lái)。

第二節(jié)聯(lián)鎖基礎(chǔ)知識(shí)

一、門電路基礎(chǔ)知識(shí)

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(shí)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(jì)的邏輯圖運(yùn)用在開(kāi)車系統(tǒng)。

負(fù)邏輯：把高電平表示為“0”，把低電平時(shí)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(jì)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(shí)具備時(shí)，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(shí)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(kāi)機(jī)過(guò)程中，為防止機(jī)組損壞， 設(shè)有一些開(kāi)機(jī)條件，這些條件組成了一個(gè)與門 邏輯系統(tǒng)，只有這些條件全部滿足后，才能開(kāi) 機(jī)，如有一個(gè)不滿足，就不能開(kāi)動(dòng)機(jī)器，這樣 設(shè)置能保護(hù)機(jī)組安全，組成的一個(gè)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(gè)滿足，結(jié)果就會(huì)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(jì)聯(lián)鎖邏輯的一部份，當(dāng)某一停車條件滿足時(shí)， 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(huì)發(fā)生；而條件不具備時(shí)，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(hào)、圖形符號(hào)、邏輯關(guān)系式見(jiàn)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(kāi)關(guān)在生產(chǎn)正常時(shí)處于閉合狀態(tài)，各種繼電器在生產(chǎn)正常時(shí)處于激磁狀態(tài)，所以停電時(shí)要發(fā)生跳車。

非事故安全型：各種輸入開(kāi)關(guān)在生產(chǎn)正常時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)，各種繼電器在生產(chǎn)正常時(shí)處于非激磁狀態(tài)。一般停電時(shí)不會(huì)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(shuō)我們把壓力開(kāi)關(guān)等元件通過(guò)不同的轉(zhuǎn)接，來(lái)實(shí)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(shí)各開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)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(shí)開(kāi)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(kāi)關(guān)和負(fù)載經(jīng)不同組合而成的邏輯電路。

舉例說(shuō)明：圖8-3所示為“三取二”邏輯描述，XI、 X2, X3三個(gè)條件中任何兩個(gè)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(gè) 接點(diǎn)任何二個(gè)接點(diǎn)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(gè)接點(diǎn)任何二個(gè)接點(diǎn)斷開(kāi)，繼電器J1失電。