工藝聯(lián)鎖圖的識讀序言PREFACE在化工企業(yè)生產(chǎn)中，為防止發(fā)生裝置爆炸、著火、人員傷亡、中毒以及其他生產(chǎn)事故，會對有危險(xiǎn)性的生產(chǎn)部位、關(guān)鍵設(shè)備、影響產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量等關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)置聯(lián)鎖系統(tǒng)，當(dāng)生產(chǎn)出現(xiàn)異常時(shí)，就通過繼電系統(tǒng)，使裝置局部或全部停車。學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)課程重點(diǎn)：聯(lián)鎖的作用，聯(lián)鎖的系統(tǒng)組成，聯(lián)鎖邏輯圖基礎(chǔ)知識課程難點(diǎn)：聯(lián)鎖系統(tǒng)組成以及聯(lián)鎖邏輯圖識讀PART01聯(lián)鎖系統(tǒng)綜述PART02聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則PART03聯(lián)鎖邏輯圖基礎(chǔ)知識PART04課后習(xí)題目錄CONTENTS聯(lián)鎖系統(tǒng)綜述1PART01

1.1定義

聯(lián)鎖是為了安全，使兩個(gè)或若干個(gè)機(jī)構(gòu)互相制約而不能同時(shí)動作，如電器聯(lián)鎖，機(jī)械聯(lián)鎖等。這里主要介紹控制系統(tǒng)聯(lián)鎖。即當(dāng)控制系統(tǒng)或者某些工藝設(shè)備發(fā)生故障，造成工藝指標(biāo)出現(xiàn)異常，有可能超越安全許可范圍的時(shí)候，就需要設(shè)置一套安全連鎖系統(tǒng)，立即動作，該關(guān)的閥立即關(guān)死，該打開的閥立即打開，從而避免事故的發(fā)生。

人在危險(xiǎn)時(shí)刻的判斷和操作往往是滯后和不可靠的。為了使生產(chǎn)裝置安全運(yùn)行，采用危險(xiǎn)工藝的化工裝置，必須實(shí)現(xiàn)工藝過程的自動控制和安全聯(lián)鎖，完善溫度、壓力、流量、液位及可燃有毒氣體濃度等工藝指標(biāo)的超限、聯(lián)鎖報(bào)警裝置，配齊安全閥、防爆膜等緊急泄壓裝置；涉及硝化、氧化、磺化、氯化、氟化、重氮化、加氫反應(yīng)等危險(xiǎn)工藝的化工裝置，要在實(shí)現(xiàn)自動控制的基礎(chǔ)上裝備緊急停車系統(tǒng)。1.2聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的特點(diǎn)1.元件多、程序復(fù)雜、質(zhì)量要求高。組成全系統(tǒng)的儀表臺件、部件及各類開關(guān)甚多，相互連接十分復(fù)雜，而任何環(huán)節(jié)的動作又不得有誤，因此對系統(tǒng)中器件的質(zhì)量要求是相當(dāng)高的。

2.動作迅速、靈敏度高。由于工藝參數(shù)傳到系統(tǒng)后，各個(gè)環(huán)節(jié)都是通守電信號傳遞的，動作迅速、靈敏度高，不允許有任何的外界干擾和一絲的誤操作（有防誤操作裝置的除外）。

3.必須有嚴(yán)格的操作管理制度。因?yàn)槁?lián)鎖系統(tǒng)時(shí)刻在嚴(yán)格監(jiān)督、控制著全裝置與安全密切關(guān)聯(lián)的部位，所以必須有一整套嚴(yán)格的操作管理制度。

1.3聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的功能聯(lián)鎖控制系統(tǒng)主要分為3個(gè)主要環(huán)節(jié)：輸入，聯(lián)鎖單元和輸出。

首先由于工藝參數(shù)的變化，導(dǎo)致輸入側(cè)動作，卡件將檢測到的開關(guān)信號送給CP，CP經(jīng)過邏輯運(yùn)算之后將信號輸出到卡件，卡件再將信號送出去。可以送到現(xiàn)場電磁閥，來控制閥門的開與關(guān)，也可以送到電氣，來控制現(xiàn)場機(jī)泵的啟停。

1.4聯(lián)鎖回路原理圖1.5、聯(lián)鎖系統(tǒng)構(gòu)成a.輸入部份：各類變送器的模擬量輸入、各類開關(guān)量輸入、各類電頻量輸入。b.邏輯部份：各類SIS（ESD）控制器（FSC、Tricon、PLC、DCS等）c.輸出部份：（驅(qū)動裝置、電磁閥、電動機(jī)起動器、指示燈、音響設(shè)施等。1.6聯(lián)鎖形式a.事故安全型：即正常情況下輸入設(shè)備與輸出設(shè)備得電或接通狀態(tài)。b.非事故安全型：即正常情況下輸入設(shè)備與輸出設(shè)備不得電或開路狀態(tài)1.7聯(lián)鎖故障形式a.聯(lián)鎖系統(tǒng)誤動：是指生產(chǎn)過程及工藝設(shè)備正常、各種參數(shù)均沒有達(dá)到自動報(bào)警、自動停車（或其它保護(hù)性動作）設(shè)定值的情況下，信號報(bào)警和聯(lián)鎖系統(tǒng)由于自身問題使報(bào)警器或執(zhí)行器錯(cuò)誤動作。b.聯(lián)鎖系統(tǒng)誤動：是指工藝變量或設(shè)備運(yùn)行參數(shù)已達(dá)到自動報(bào)警或自動聯(lián)鎖的數(shù)值，但報(bào)警聯(lián)鎖系統(tǒng)無動于衷而拒絕動作。聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則2PART02聯(lián)鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則獨(dú)立設(shè)置原則中間環(huán)節(jié)最少原則冗余原則故障安全原則獨(dú)立設(shè)置原則

所謂獨(dú)立設(shè)置,即聯(lián)鎖中各部分應(yīng)盡量是專用設(shè)備或儀表,以免受其它關(guān)聯(lián)的故障或誤操作的影響。獨(dú)立設(shè)置原則包括:獨(dú)立輸入接點(diǎn)邏輯單元獨(dú)立設(shè)置執(zhí)行器獨(dú)立設(shè)置中間環(huán)節(jié)最少原則

根據(jù)可靠性工程理論,故障均屬于隨機(jī)事件,其概率分布是有一定規(guī)律的,儀表故障的分布函數(shù)F(t)為：

F(t)=1-e-λt

式中λ——故障率。

在儀表串聯(lián)的情下,系統(tǒng)的故障率是構(gòu)成系統(tǒng)的所有儀表的故障率的集合,即λ系統(tǒng)=λ1+λ2+λ3+…冗余原則各單元全部采用雙重化冗余結(jié)構(gòu)如圖所示，如此配置是提高可靠性的有效措施。故障安全原則

故障安全原則主要著重于聯(lián)鎖系統(tǒng)中兩端(檢測單元和執(zhí)行單元)的設(shè)計(jì),主要包括:1、采用常閉觸點(diǎn)開關(guān)儀表現(xiàn)場常常出現(xiàn),觸點(diǎn)式檢測儀表由于長時(shí)間受空氣中雜質(zhì)腐蝕、材料老化、觸頭磨損等因素而不能在故障狀態(tài)下準(zhǔn)確閉合,或由于導(dǎo)線開路而不能將聯(lián)鎖信號傳送給邏輯設(shè)備,從而影響整個(gè)緊急停車聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作。采用故障安全電路,即正常情況下觸點(diǎn)閉合通電,故障情況下斷開,可有效防止故障不動作。

這種做法又可能由于導(dǎo)線開路而引起誤動作停車,但對工藝過程來說是安全的,若同時(shí)輔以2取2或3取2表決邏輯措施,則可避免誤動作。2、電磁閥采用正常通電方式為確保自保閥在任何故障狀態(tài)下都處于過程安全位置,其電磁閥應(yīng)設(shè)計(jì)成故障安全型電路,即正常通電,故障斷電動作。對送往電氣控制盤用以開停電機(jī)的觸點(diǎn),應(yīng)將隔離用的中間繼電器的勵(lì)磁電路,設(shè)計(jì)為故障安全型。但是,電磁閥的故障安全型電路易由于接線松動和電磁閥故障引起非計(jì)劃停車,因此必須選用高可靠性電磁閥并保證接線施工質(zhì)量。聯(lián)鎖邏輯圖基礎(chǔ)知識3PART03一、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)：

1.邏輯變量與常量邏輯變量：采用邏輯變量表示數(shù)字邏輯的狀態(tài)，邏輯變量的輸入輸出之間構(gòu)成函數(shù)關(guān)系。邏輯常量：邏輯變量只有兩種可能的取值：“真”或“假”，習(xí)慣上，把“真”記為“1”，“假”記為“0”，這里“1”和“0”不表示數(shù)量的大小，表示完全對立的兩種狀態(tài)。2.邏輯運(yùn)算：2.1邏輯常量運(yùn)算公式2.2邏輯變量、常量運(yùn)算公式變量A的取值只能為0或?yàn)?，分別代入驗(yàn)證。二、

邏輯代數(shù)的基本定律2.1與普通代數(shù)相似的定律2.2吸收律

吸收律可以利用基本公式推導(dǎo)出來，是邏輯函數(shù)化簡中常用的基本定律。2.3摩根定律：又稱為反演律，它有下面兩種形式證明：2.4邏輯函數(shù)的表示方法2邏輯表達(dá)式

2真值表2卡諾圖（鄰接真值表）2邏輯圖2波形圖*表示方法之間的轉(zhuǎn)換三、

常用的邏輯組合：2.1“同或”邏輯：邏輯圖：

真值表：特征：兩個(gè)輸入變量相同輸出為13.2“異或”邏輯：邏輯圖：

真值表：特征：兩個(gè)輸入變量相異輸出為13.3“三取二”邏輯：

L=

AB+BC+CA邏輯圖：

真值表：特征：三個(gè)輸入變量至少有兩個(gè)為1時(shí)，輸出為13.4“自鎖”邏輯：L=

ABC(L+HS)

邏輯圖：

功能說明：該邏輯是將ABC三個(gè)條件鎖定，如果ABC任一條件為0，則輸出L為0.且ABC條件復(fù)位后輸出L任為0，直至HS復(fù)位后輸出L為1.3.5“延時(shí)單元”①1—0延時(shí)：當(dāng)輸入信號由1變?yōu)?時(shí)，輸出經(jīng)過一段固定時(shí)間后變?yōu)?.邏輯圖：

輸入輸出時(shí)序圖：②0—1延時(shí)：當(dāng)輸入信號由0變?yōu)?時(shí)，輸出經(jīng)過一段固定時(shí)間后變?yōu)?邏輯圖：

輸入輸出時(shí)序圖：

③脈沖單元：當(dāng)輸入信號由0變?yōu)?時(shí)，輸出會產(chǎn)生一個(gè)固定時(shí)間1，之后為0邏輯圖：

輸入輸出時(shí)序圖：

脈沖特征：有固定的脈沖時(shí)間，觸發(fā)條件為上升沿觸發(fā)。3.6“RS觸發(fā)器”：（雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)單元）意義：如果兩個(gè)輸入信號為1，輸出信號才有效。該模塊具有記憶功能。邏輯圖：

解釋：①R,S為高電平“1”時(shí)，輸出Q=1，將此時(shí)的狀態(tài)定義為RS觸發(fā)器的觸發(fā)狀態(tài)。②如果要改變Q的狀態(tài)，可以：2R輸入低電平“0”使輸出Q=02當(dāng)R為1時(shí)，使S為1，則輸出狀態(tài)改變?yōu)?③

在實(shí)際應(yīng)用中通常連接為：2S:開車條件2R:復(fù)位條件3.6常用邏輯符號匯總：

3.7邏輯圖輸入/輸出端的圖形符號

邏輯圖輸入/輸出端的圖形符號參照ISA標(biāo)準(zhǔn)及以往某些工程設(shè)計(jì)的做法加以規(guī)定，并加上簡要的文字，說明工藝條件及邏輯關(guān)系。

邏輯圖輸入/輸出端圖形符號畫法見表2。

邏輯圖輸入/輸出端圖形符號功能圖形符號說明輸入端（手動輸入或過程輸入，如開關(guān)，按鈕，觸點(diǎn)等）開關(guān)”閉合“引起輸出出現(xiàn)邏輯”1“狀態(tài)；開關(guān)”斷開“使輸出端出現(xiàn)邏輯”0“狀態(tài)。對手動輸入開關(guān)，在大多數(shù)情況下操作狀態(tài)用”閉合“位置；對于多位置開關(guān)按需要用多個(gè)輸出邏輯狀態(tài)表示。對過程輸入，原則規(guī)定，正常操作時(shí)，接點(diǎn)”閉合“，過程輸入狀態(tài)為”1“，工藝參數(shù)越限報(bào)警時(shí)，接點(diǎn)”斷開“，過程輸入狀態(tài)為”0“。

邏輯圖輸入/輸出端圖形符號功能圖形符號說明

**用于邏輯圖輸出時(shí)，僅表示DCS內(nèi)部狀態(tài)變量，無顯示功能時(shí)，在輸入輸出的“位置”處加“**”

邏輯狀態(tài)來自/去另一個(gè)聯(lián)鎖圖N表示參考號碼Ixxx表示聯(lián)鎖圖代號

邏輯狀態(tài)來自/去另一頁聯(lián)鎖圖N表示參考號碼sh.xxx表示頁號

信號線

交叉不連接

交叉連接正常的信息流方向?yàn)樽宰笙蛴遥瑥纳现料拢瑸槊鞔_方向或信息流方向與正常規(guī)定不一致時(shí)可以箭頭表示輸入/輸出端子輸入/輸出端子，可以表示：A.輸入或輸出來自/去現(xiàn)場；B.輸入或輸出來自/去馬達(dá)控制中心（MCC）；C.輸入或輸出來自/去輔助操作臺（AUX）；以及其他有接線端子的輸入/輸出。

實(shí)例：二焦化C1201壓縮機(jī)允許開機(jī)聯(lián)鎖課后習(xí)題4PART04第一題

聯(lián)鎖是為了安全，使兩個(gè)或若干個(gè)機(jī)構(gòu)互相制約而能同時(shí)動作。（）×第二題聯(lián)鎖系統(tǒng)，元件多、程序復(fù)雜、質(zhì)量要求高。動作迅速、靈敏度高，必須有嚴(yán)格的操作管理制度（）

√×

聯(lián)鎖控制系統(tǒng)主要分為2個(gè)主要環(huán)節(jié)：輸入和輸出（）第三題第四題輸入部份：各類變送器的模似量輸入、各類開關(guān)量輸入、各類電頻量輸入。（）√輸出部份：驅(qū)動裝置、電磁閥、電動機(jī)起動器、指示燈、音響設(shè)施等。（）第5題√第6題連鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有四大原則：獨(dú)立設(shè)置原則、中間環(huán)節(jié)最少原則、冗余原則、故障安全原則()√第7題獨(dú)立設(shè)置原則包括:獨(dú)立輸入接點(diǎn)、邏輯單元獨(dú)立設(shè)置（）×邏輯變量：采用邏輯變量表示數(shù)字邏輯的狀態(tài)，邏輯變量的輸入輸出之間構(gòu)成函數(shù)關(guān)系。（）第8題√第9題與運(yùn)算情況下0·0等于1（)×第10題與運(yùn)算情況下0·1=0（）√第11題或運(yùn)算情況下1+1=1（）√第12題為確保自