淺析信號報警和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)

【摘 要】工業(yè)生產越來越自動化， DCS、ESD、和DCS在石油化工等領域也越來越廣泛的被應用。為了保證安全生產，預防事故發(fā)生，信號報警和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)是必不可少的。下面就報警和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)做一簡單介紹。

【關鍵詞】報警；聯(lián)鎖；選型；維護

1.信號報警和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)

信號報警起到自動監(jiān)視的作用，當工藝參數超限或運行狀態(tài)異常時，以燈光或音響的形式發(fā)出報警，提醒操作人員注意，并及時加以處理。

信號報警有五種工作狀態(tài)，分別是：正常狀態(tài)（此時沒有燈光或音響信號）、報警狀態(tài)（當被測工藝參數偏離規(guī)定值或運行狀態(tài)出現異常時，發(fā)出燈光音響信號以示警報警）、確認狀態(tài)（操作人員發(fā)現報警信號以后，可以按一下 “確認”按鈕，從而解除音響信號保留燈光狀態(tài)）、復位狀態(tài)（當故障排除后，報警系統(tǒng)恢復到正常狀態(tài)）以及試驗狀態(tài)（用來檢查燈光和音響回路是否完好，注意只能在正常狀態(tài)下才能按下“試驗”按鈕，在報警狀態(tài)下不能進行試驗，以防誤判斷）。

常見的信號報警系統(tǒng)：

一般事故不閃光報警系統(tǒng)，最簡單，最基本的報警系統(tǒng)，出現故障時燈亮（不閃光）并發(fā)出音響經“確認”后音響消除，仍保持燈亮；

一般事故閃光系統(tǒng)，又稱為非瞬時故障報警系統(tǒng)。出現故障時燈閃光，并發(fā)出音響經“確認”后，音響消除，燈光轉平光（不閃光）只有在故障排除后，燈才熄滅。

能區(qū)別瞬時故障的報警系統(tǒng)，在生產過程中，有時工藝參數短時間越限后又恢復正常的情況，而這種短期越限又往往是影響質量或安全的先兆。為了引起操作人員注意，可選用能夠區(qū)別瞬時故障的報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)在出現故障后，燈閃光并發(fā)出音響。值班操作人員確認時，如果故障已消失，則燈熄滅，音響消除；如果故障仍存在，則燈光轉平光（不閃光），音響消除，直至故障消除后燈才熄滅。

能區(qū)別第一故障的報警系統(tǒng)，在生產過程中，還會遇到幾個工工藝參數同時越限而引起報警的情況。為了便于尋找產生故障的根本原因，需要把首先出現的故障信號（稱第一故障）與后來相繼出現的故障信號（稱第二信號）區(qū)別開來。這時，可選用能區(qū)別第一故障的報警系統(tǒng)。在出現故障后燈亮，發(fā)出音響，并以燈閃光表示第一故障，燈平光表示第二故障。

延時報警系統(tǒng)，有時候，工藝上允許短時間單參數越限。為避免報警系統(tǒng)過于頻繁地報警，可采用延時報警系統(tǒng)。只有故障持續(xù)時間越過規(guī)定時間范圍時才發(fā)出報警。

聯(lián)鎖保護實際上是一種自動操作系統(tǒng)，能使有關設備按照規(guī)定的條件或程序完成操作任務，達到消除異常、防止事故的目的。聯(lián)鎖保護系統(tǒng)大多采用三取二、二取二的聯(lián)鎖保護方式。

2.信號報警和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)的組成：

1）發(fā)信元件 包括工藝參數或設備狀態(tài)檢測接點、控制盤開關、按鈕、選擇開關，以及操作指令等，它們起到參數檢測、發(fā)布指令的作用。

2）邏輯元件 又叫中間元件，它們根據輸入信號進行邏輯運算，并向執(zhí)行元件發(fā)出控制信號。

3）執(zhí)行元件 也叫輸出元件，包括報警顯示元件和操縱設備的執(zhí)行元件。

3.信號報警和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)中檢測元件的選型和設置：

檢測元件

1）要求靈敏可靠，動作準確，不產生虛假信號；

2）故障檢測元件必須單獨設置，最好是安裝在現場的直接檢測的開關；

3）故障檢測元件的接點應該是常閉型的。

檢測線路

1）能區(qū)別儀表誤動作和真正的工藝故障，對于重要的聯(lián)鎖系統(tǒng)，故障檢測元件可雙重化設置，也可選用二常開二常閉的接點開關。對于實施重大設備或整套裝置停車的聯(lián)鎖系統(tǒng)，則應采用“三取二檢測系統(tǒng)”；

2）能區(qū)別正常的參數波動和事故性質的參數越限。生成中，有時允許短時的參數波動，為此可增加延時環(huán)節(jié)，以避免報警聯(lián)鎖過于頻繁。只有在波動持續(xù)時間超過規(guī)定延時以后，才引起報警、聯(lián)鎖動作。

3）能區(qū)別開停車過程中的參數越限和故障性質的參數越限。最簡單的辦法是設置解鎖開關，在開停車過程中解除報警或聯(lián)鎖。

執(zhí)行元件

1）電磁閥一般應選用長期帶電的電池閥，重要聯(lián)鎖系統(tǒng)宜采用雙三通電池閥，即倆個電池閥并行，以防止電池閥出故障。

2）氣動閥一般應根據事故條件下，工藝裝置盡量處于安全狀態(tài)的原則，分別選用氣開和氣關式。

4.信號報警和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)邏輯單元選型時應遵循的原則：

通常，根據對事故觸發(fā)的條件，可以將信號報警和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)分為A，B兩類.

A類的觸發(fā)條件包括可能導致危及生命安全的事故；可能產生引起嚴重傷害的事故；對環(huán)境有明顯危害的事故；國家法律及工業(yè)標準要求加以防止的事故等.對這類信號聯(lián)鎖保護系統(tǒng)，宜采用獨立設置的高可靠性的緊急聯(lián)鎖保護系統(tǒng)，即ESD系統(tǒng).

B類的觸發(fā)條件包括可能導致生產損失的事故；可能引發(fā)設備損壞的事故；可能產生影響產品質量的事故等，對這類信號聯(lián)鎖保護系統(tǒng)，可采用PLC或DCS中實現。

5.在設計一套信號報警和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)的基本要求：

1）報警點、聯(lián)鎖點的數量適宜，設置報警點、聯(lián)鎖點即要滿足工藝要求同時，又必須少而精。過多地設置報警和聯(lián)鎖點，粗看起來似乎更安全，但往往地造成報警過于頻繁，甚至動不動就停車，反而影響生產。

2）報警聯(lián)鎖內容符合工藝要求，信號報警系統(tǒng)應盡可能為尋找事故提供方便，使其有助于判斷故事的性質、程度和范圍，例如：是一般性故障還是瞬時故障？是第一故障還是第二故障？聯(lián)鎖保護系統(tǒng)既要保證安全，又要盡可能縮小聯(lián)鎖停車對生產的影響。當參數越限只是有選擇地切除那些繼續(xù)運行會引發(fā)事故的設備，而與故事無關的設備仍保護繼續(xù)運轉轉。

3）整套裝置高度可靠，信號聯(lián)鎖保護系統(tǒng)必須具有高度的可靠性，既不會拒動作（該動作時不動作），也不會誤動作（不該動作時動作）。一般來說，裝置中選用的元器件質量越高，線路越簡明，中間環(huán)節(jié)越少，其可靠性越高。

4）電源穩(wěn)定可靠，報警聯(lián)鎖系統(tǒng)的電源應配用不中斷電源，即產UPS電源。當外部電源發(fā)生故障時通常要求該電源供電時間為30分。

5）便于安裝、維修和操作，在聯(lián)鎖系統(tǒng)中，安排手操解鎖環(huán)節(jié)，以便在開車、運行中、檢修時解除聯(lián)鎖。

6）符合使用環(huán)境的要求，在易燃易爆危險場所，使用的電氣元件應符合相應的防爆要求。在高溫、低溫、潮濕、有腐蝕性氣體的環(huán)境中，應采取相應防護措施。如降溫、保溫、通風、干燥等。

6.對運行中的聯(lián)鎖保護系統(tǒng)進行維護時需注意：

1）檢查、維修聯(lián)鎖系統(tǒng)的元件和主機時，應有兩人以上參加；

2）維修前必須征得該崗位操作人員的同意，并填寫聯(lián)鎖作業(yè)許可和相關的作業(yè)手續(xù)；

3）必須在解除聯(lián)鎖后再進行維修操作；

4）維修結束后應及時通知操作人員，經操作人員確認和復原后方可結束工作。

結束語

越重要的裝置就越需要一套完整的報警和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)，至于如何選型及如何設計還要根據生產的實際需要來制定。

參考文獻：

儀表工試題集化學工業(yè)出版社