工艺联锁图识读

工艺联锁图的识读序言PREFACE在化工企业生产中，为防止发生装置爆炸、着火、人员伤亡、中毒以及其他生产事故，会对有危险性的生产部位、关键设备、影响产品质量、产量等关键环节设置联锁系统，当生产出现异常时，就通过继电系统，使装置局部或全部停车。学习重点、难点课程重点：联锁的作用，联锁的系统组成，联锁逻辑图基础知识课程难点：联锁系统组成以及联锁逻辑图识读PART01联锁系统综述PART02联锁系统设计原则PART03联锁逻辑图基础知识PART04课后习题目录CONTENTS联锁系统综述1PART01

1.1定义

联锁是为了安全，使两个或若干个机构互相制约而不能同时动作，如电器联锁，机械联锁等。这里主要介绍控制系统联锁。即当控制系统或者某些工艺设备发生故障，造成工艺指标出现异常，有可能超越安全许可范围的时候，就需要设置一套安全连锁系统，立即动作，该关的阀立即关死，该打开的阀立即打开，从而避免事故的发生。

人在危险时刻的判断和操作往往是滞后和不可靠的。为了使生产装置安全运行，采用危险工艺的化工装置，必须实现工艺过程的自动控制和安全联锁，完善温度、压力、流量、液位及可燃有毒气体浓度等工艺指标的超限、联锁报警装置，配齐安全阀、防爆膜等紧急泄压装置；涉及硝化、氧化、磺化、氯化、氟化、重氮化、加氢反应等危险工艺的化工装置，要在实现自动控制的基础上装备紧急停车系统。1.2联锁控制系统的特点1.元件多、程序复杂、质量要求高。组成全系统的仪表台件、部件及各类开关甚多，相互连接十分复杂，而任何环节的动作又不得有误，因此对系统中器件的质量要求是相当高的。

2.动作迅速、灵敏度高。由于工艺参数传到系统后，各个环节都是通守电信号传递的，动作迅速、灵敏度高，不允许有任何的外界干扰和一丝的误操作（有防误操作装置的除外）。

3.必须有严格的操作管理制度。因为联锁系统时刻在严格监督、控制着全装置与安全密切关联的部位，所以必须有一整套严格的操作管理制度。

1.3联锁控制系统的功能联锁控制系统主要分为3个主要环节：输入，联锁单元和输出。

首先由于工艺参数的变化，导致输入侧动作，卡件将检测到的开关信号送给CP，CP经过逻辑运算之后将信号输出到卡件，卡件再将信号送出去。可以送到现场电磁阀，来控制阀门的开与关，也可以送到电气，来控制现场机泵的启停。

1.4联锁回路原理图1.5、联锁系统构成a.输入部份：各类变送器的模拟量输入、各类开关量输入、各类电频量输入。b.逻辑部份：各类SIS（ESD）控制器（FSC、Tricon、PLC、DCS等）c.输出部份：（驱动装置、电磁阀、电动机起动器、指示灯、音响设施等。1.6联锁形式a.事故安全型：即正常情况下输入设备与输出设备得电或接通状态。b.非事故安全型：即正常情况下输入设备与输出设备不得电或开路状态1.7联锁故障形式a.联锁系统误动：是指生产过程及工艺设备正常、各种参数均没有达到自动报警、自动停车（或其它保护性动作）设定值的情况下，信号报警和联锁系统由于自身问题使报警器或执行器错误动作。b.联锁系统误动：是指工艺变量或设备运行参数已达到自动报警或自动联锁的数值，但报警联锁系统无动于衷而拒绝动作。联锁系统设计原则2PART02联锁系统的设计原则独立设置原则中间环节最少原则冗余原则故障安全原则独立设置原则

所谓独立设置,即联锁中各部分应尽量是专用设备或仪表,以免受其它关联的故障或误操作的影响。独立设置原则包括:独立输入接点逻辑单元独立设置执行器独立设置中间环节最少原则

根据可靠性工程理论,故障均属于随机事件,其概率分布是有一定规律的,仪表故障的分布函数F(t)为：

F(t)=1-e-λt

式中λ——故障率。

在仪表串联的情下,系统的故障率是构成系统的所有仪表的故障率的集合,即λ系统=λ1+λ2+λ3+…冗余原则各单元全部采用双重化冗余结构如图所示，如此配置是提高可靠性的有效措施。故障安全原则

故障安全原则主要着重于联锁系统中两端(检测单元和执行单元)的设计,主要包括:1、采用常闭触点开关仪表现场常常出现,触点式检测仪表由于长时间受空气中杂质腐蚀、材料老化、触头磨损等因素而不能在故障状态下准确闭合,或由于导线开路而不能将联锁信号传送给逻辑设备,从而影响整个紧急停车联锁系统的工作。采用故障安全电路,即正常情况下触点闭合通电,故障情况下断开,可有效防止故障不动作。

这种做法又可能由于导线开路而引起误动作停车,但对工艺过程来说是安全的,若同时辅以2取2或3取2表决逻辑措施,则可避免误动作。2、电磁阀采用正常通电方式为确保自保阀在任何故障状态下都处于过程安全位置,其电磁阀应设计成故障安全型电路,即正常通电,故障断电动作。对送往电气控制盘用以开停电机的触点,应将隔离用的中间继电器的励磁电路,设计为故障安全型。但是,电磁阀的故障安全型电路易由于接线松动和电磁阀故障引起非计划停车,因此必须选用高可靠性电磁阀并保证接线施工质量。联锁逻辑图基础知识3PART03一、逻辑代数基础：

1.逻辑变量与常量逻辑变量：采用逻辑变量表示数字逻辑的状态，逻辑变量的输入输出之间构成函数关系。逻辑常量：逻辑变量只有两种可能的取值：“真”或“假”，习惯上，把“真”记为“1”，“假”记为“0”，这里“1”和“0”不表示数量的大小，表示完全对立的两种状态。2.逻辑运算：2.1逻辑常量运算公式2.2逻辑变量、常量运算公式变量A的取值只能为0或为1，分别代入验证。二、

逻辑代数的基本定律2.1与普通代数相似的定律2.2吸收律

吸收律可以利用基本公式推导出来，是逻辑函数化简中常用的基本定律。2.3摩根定律：又称为反演律，它有下面两种形式证明：2.4逻辑函数的表示方法²逻辑表达式

²真值表²卡诺图（邻接真值表）²逻辑图²波形图*表示方法之间的转换三、

常用的逻辑组合：2.1“同或”逻辑：逻辑图：

真值表：特征：两个输入变量相同输出为13.2“异或”逻辑：逻辑图：

真值表：特征：两个输入变量相异输出为13.3“三取二”逻辑：

L=

AB+BC+CA逻辑图：

真值表：特征：三个输入变量至少有两个为1时，输出为13.4“自锁”逻辑：L=

ABC(L+HS)

逻辑图：

功能说明：该逻辑是将ABC三个条件锁定，如果ABC任一条件为0，则输出L为0.且ABC条件复位后输出L任为0，直至HS复位后输出L为1.3.5“延时单元”①1—0延时：当输入信号由1变为0时，输出经过一段固定时间后变为0.逻辑图：

输入输出时序图：②0—1延时：当输入信号由0变为1时，输出经过一段固定时间后变为1逻辑图：

输入输出时序图：

③脉冲单元：当输入信号由0变为1时，输出会产生一个固定时间1，之后为0逻辑图：

输入输出时序图：

脉冲特征：有固定的脉冲时间，触发条件为上升沿触发。3.6“RS触发器”：（双稳态触发单元）意义：如果两个输入信号为1，输出信号才有效。该模块具有记忆功能。逻辑图：

解释：①R,S为高电平“1”时，输出Q=1，将此时的状态定义为RS触发器的触发状态。②如果要改变Q的状态，可以：²R输入低电平“0”使输出Q=0²当R为1时，使S为1，则输出状态改变为1③

在实际应用中通常连接为：²S:开车条件²R:复位条件3.6常用逻辑符号汇总：

3.7逻辑图输入/输出端的图形符号

逻辑图输入/输出端的图形符号参照ISA标准及以往某些工程设计的做法加以规定，并加上简要的文字，说明工艺条件及逻辑关系。

逻辑图输入/输出端图形符号画法见表2。

逻辑图输入/输出端图形符号功能图形符号说明输入端（手动输入或过程输入，如开关，按钮，触点等）开关”闭合“引起输出出现逻辑”1“状态；开关”断开“使输出端出现逻辑”0“状态。对手动输入开关，在大多数情况下操作状态用”闭合“位置；对于多位置开关按需要用多个输出逻辑状态表示。对过程输入，原则规定，正常操作时，接点”闭合“，过程输入状态为”1“，工艺参数越限报警时，接点”断开“，过程输入状态为”0“。

逻辑图输入/输出端图形符号功能图形符号说明

**用于逻辑图输出时，仅表示DCS内部状态变量，无显示功能时，在输入输出的“位置”处加“**”

逻辑状态来自/去另一个联锁图N表示参考号码Ixxx表示联锁图代号

逻辑状态来自/去另一页联锁图N表示参考号码sh.xxx表示页号

信号线

交叉不连接

交叉连接正常的信息流方向为自左向右，从上至下，为明确方向或信息流方向与正常规定不一致时可以箭头表示输入/输出端子输入/输出端子，可以表示：A.输入或输出来自/去现场；B.输入或输出来自/去马达控制中心（MCC）；C.输入或输出来自/去辅助操作台（AUX）；以及其他有接线端子的输入/输出。

实例：二焦化C1201压缩机允许开机联锁课后习题4PART04第一题

联锁是为了安全，使两个或若干个机构互相制约而能同时动作。（）×第二题联锁系统，元件多、程序复杂、质量要求高。动作迅速、灵敏度高，必须有严格的操作管理制度（）

√×

联锁控制系统主要分为2个主要环节：输入和输出（）第三题第四题输入部份：各类变送器的模似量输入、各类开关量输入、各类电频量输入。（）√输出部份：驱动装置、电磁阀、电动机起动器、指示灯、音响设施等。（）第5题√第6题连锁系统的设计有四大原则：独立设置原则、中间环节最少原则、冗余原则、故障安全原则()√第7题独立设置原则包括:独立输入接点、逻辑单元独立设置（）×逻辑变量：采用逻辑变量表示数字逻辑的状态，逻辑变量的输入输出之间构成函数关系。（）第8题√第9题与运算情况下0·0等于1（)×第10题与运算情况下0·1=0（）√第11题或运算情况下1+1=1（）√第12题为确保自