工藝聯鎖圖的識讀序言PREFACE在化工企業生產中，為防止發生裝置爆炸、著火、人員傷亡、中毒以及其他生產事故，會對有危險性的生產部位、關鍵設備、影響產品質量、產量等關鍵環節設置聯鎖系統，當生產出現異常時，就通過繼電系統，使裝置局部或全部停車。學習重點、難點課程重點：聯鎖的作用，聯鎖的系統組成，聯鎖邏輯圖基礎知識課程難點：聯鎖系統組成以及聯鎖邏輯圖識讀PART01聯鎖系統綜述PART02聯鎖系統設計原則PART03聯鎖邏輯圖基礎知識PART04課后習題目錄CONTENTS聯鎖系統綜述1PART01

1.1定義

聯鎖是為了安全，使兩個或若干個機構互相制約而不能同時動作，如電器聯鎖，機械聯鎖等。這里主要介紹控制系統聯鎖。即當控制系統或者某些工藝設備發生故障，造成工藝指標出現異常，有可能超越安全許可范圍的時候，就需要設置一套安全連鎖系統，立即動作，該關的閥立即關死，該打開的閥立即打開，從而避免事故的發生。

人在危險時刻的判斷和操作往往是滯后和不可靠的。為了使生產裝置安全運行，采用危險工藝的化工裝置，必須實現工藝過程的自動控制和安全聯鎖，完善溫度、壓力、流量、液位及可燃有毒氣體濃度等工藝指標的超限、聯鎖報警裝置，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、加氫反應等危險工藝的化工裝置，要在實現自動控制的基礎上裝備緊急停車系統。1.2聯鎖控制系統的特點1.元件多、程序復雜、質量要求高。組成全系統的儀表臺件、部件及各類開關甚多，相互連接十分復雜，而任何環節的動作又不得有誤，因此對系統中器件的質量要求是相當高的。

2.動作迅速、靈敏度高。由于工藝參數傳到系統后，各個環節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.必須有嚴格的操作管理制度。因為聯鎖系統時刻在嚴格監督、控制著全裝置與安全密切關聯的部位，所以必須有一整套嚴格的操作管理制度。

1.3聯鎖控制系統的功能聯鎖控制系統主要分為3個主要環節：輸入，聯鎖單元和輸出。

首先由于工藝參數的變化，導致輸入側動作，卡件將檢測到的開關信號送給CP，CP經過邏輯運算之后將信號輸出到卡件，卡件再將信號送出去。可以送到現場電磁閥，來控制閥門的開與關，也可以送到電氣，來控制現場機泵的啟停。

1.4聯鎖回路原理圖1.5、聯鎖系統構成a.輸入部份：各類變送器的模擬量輸入、各類開關量輸入、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：（驅動裝置、電磁閥、電動機起動器、指示燈、音響設施等。1.6聯鎖形式a.事故安全型：即正常情況下輸入設備與輸出設備得電或接通狀態。b.非事故安全型：即正常情況下輸入設備與輸出設備不得電或開路狀態1.7聯鎖故障形式a.聯鎖系統誤動：是指生產過程及工藝設備正常、各種參數均沒有達到自動報警、自動停車（或其它保護性動作）設定值的情況下，信號報警和聯鎖系統由于自身問題使報警器或執行器錯誤動作。b.聯鎖系統誤動：是指工藝變量或設備運行參數已達到自動報警或自動聯鎖的數值，但報警聯鎖系統無動于衷而拒絕動作。聯鎖系統設計原則2PART02聯鎖系統的設計原則獨立設置原則中間環節最少原則冗余原則故障安全原則獨立設置原則

所謂獨立設置,即聯鎖中各部分應盡量是專用設備或儀表,以免受其它關聯的故障或誤操作的影響。獨立設置原則包括:獨立輸入接點邏輯單元獨立設置執行器獨立設置中間環節最少原則

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

F(t)=1-e-λt

式中λ——故障率。

在儀表串聯的情下,系統的故障率是構成系統的所有儀表的故障率的集合,即λ系統=λ1+λ2+λ3+…冗余原則各單元全部采用雙重化冗余結構如圖所示，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鎖系統中兩端(檢測單元和執行單元)的設計,主要包括:1、采用常閉觸點開關儀表現場常常出現,觸點式檢測儀表由于長時間受空氣中雜質腐蝕、材料老化、觸頭磨損等因素而不能在故障狀態下準確閉合,或由于導線開路而不能將聯鎖信號傳送給邏輯設備,從而影響整個緊急停車聯鎖系統的工作。采用故障安全電路,即正常情況下觸點閉合通電,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下都處于過程安全位置,其電磁閥應設計成故障安全型電路,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的觸點,應將隔離用的中間繼電器的勵磁電路,設計為故障安全型。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劃停車,因此必須選用高可靠性電磁閥并保證接線施工質量。聯鎖邏輯圖基礎知識3PART03一、邏輯代數基礎：

1.邏輯變量與常量邏輯變量：采用邏輯變量表示數字邏輯的狀態，邏輯變量的輸入輸出之間構成函數關系。邏輯常量：邏輯變量只有兩種可能的取值：“真”或“假”，習慣上，把“真”記為“1”，“假”記為“0”，這里“1”和“0”不表示數量的大小，表示完全對立的兩種狀態。2.邏輯運算：2.1邏輯常量運算公式2.2邏輯變量、常量運算公式變量A的取值只能為0或為1，分別代入驗證。二、

邏輯代數的基本定律2.1與普通代數相似的定律2.2吸收律

吸收律可以利用基本公式推導出來，是邏輯函數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邏輯函數的表示方法2邏輯表達式

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：三個輸入變量至少有兩個為1時，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三個條件鎖定，如果ABC任一條件為0，則輸出L為0.且ABC條件復位后輸出L任為0，直至HS復位后輸出L為1.3.5“延時單元”①1—0延時：當輸入信號由1變為0時，輸出經過一段固定時間后變為0.邏輯圖：

輸入輸出時序圖：②0—1延時：當輸入信號由0變為1時，輸出經過一段固定時間后變為1邏輯圖：

輸入輸出時序圖：

③脈沖單元：當輸入信號由0變為1時，輸出會產生一個固定時間1，之后為0邏輯圖：

輸入輸出時序圖：

脈沖特征：有固定的脈沖時間，觸發條件為上升沿觸發。3.6“RS觸發器”：（雙穩態觸發單元）意義：如果兩個輸入信號為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，輸出Q=1，將此時的狀態定義為RS觸發器的觸發狀態。②如果要改變Q的狀態，可以：2R輸入低電平“0”使輸出Q=02當R為1時，使S為1，則輸出狀態改變為1③

在實際應用中通常連接為：2S:開車條件2R:復位條件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標準及以往某些工程設計的做法加以規定，并加上簡要的文字，說明工藝條件及邏輯關系。

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，按鈕，觸點等）開關”閉合“引起輸出出現邏輯”1“狀態；開關”斷開“使輸出端出現邏輯”0“狀態。對手動輸入開關，在大多數情況下操作狀態用”閉合“位置；對于多位置開關按需要用多個輸出邏輯狀態表示。對過程輸入，原則規定，正常操作時，接點”閉合“，過程輸入狀態為”1“，工藝參數越限報警時，接點”斷開“，過程輸入狀態為”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，僅表示DCS內部狀態變量，無顯示功能時，在輸入輸出的“位置”處加“**”

邏輯狀態來自/去另一個聯鎖圖N表示參考號碼Ixxx表示聯鎖圖代號

邏輯狀態來自/去另一頁聯鎖圖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為自左向右，從上至下，為明確方向或信息流方向與正常規定不一致時可以箭頭表示輸入/輸出端子輸入/輸出端子，可以表示：A.輸入或輸出來自/去現場；B.輸入或輸出來自/去馬達控制中心（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。

實例：二焦化C1201壓縮機允許開機聯鎖課后習題4PART04第一題

聯鎖是為了安全，使兩個或若干個機構互相制約而能同時動作。（）×第二題聯鎖系統，元件多、程序復雜、質量要求高。動作迅速、靈敏度高，必須有嚴格的操作管理制度（）

√×

聯鎖控制系統主要分為2個主要環節：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、各類開關量輸入、各類電頻量輸入。（）√輸出部份：驅動裝置、電磁閥、電動機起動器、指示燈、音響設施等。（）第5題√第6題連鎖系統的設計有四大原則：獨立設置原則、中間環節最少原則、冗余原則、故障安全原則()√第7題獨立設置原則包括:獨立輸入接點、邏輯單元獨立設置（）×邏輯變量：采用邏輯變量表示數字邏輯的狀態，邏輯變量的輸入輸出之間構成函數關系。（）第8題√第9題與運算情況下0·0等于1（)×第10題與運算情況下0·1=0（）√第11題或運算情況下1+1=1（）√第12題為確保自