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1、第三章 信号报警及安全联锁系统设计 第一节 信号报警、安全联锁系统设计原则 第二节 信号报警系统设计 第三节 安全联锁系统（SIS、ESD）的设计 第四节 信号报警及安全联锁系统的工程表达 1信号报警及联锁系统其作用是对生产过程状况进 行自动监视，当某些工艺参数达到或超过一定数值 时，或者生产运行状态发生异常变化时，采用灯或声 音方式提醒操作人员注意，此时生产过程已经处在临 界状态或危险状态，必须采取相应的措施以恢复正常 。当生产过程出现剧烈变化，操作人员来不及采取 措施，工艺参数持续上升（或下降），如何办？报警及联锁系统设计原因解决办法：联锁系统必须按照预先设定的逻辑关系自动的采 取措施，启
2、动(或关闭）某些设备甚至自动停车，从 而避免发生更大的事故，保证人身安全和设备安全。 2第一节 信号报警、安全联锁系统 设计原则 v信号报警、安全联锁系统的设计原则： 1.信号报警、联锁点的设置，动作设定值及 调整范围必须符合生产工艺的要求。 2.在满足安全生产的前提下，应当尽量选择 线路简单、元器件数量少的方案。 3.信号报警、安全联锁设备应当安装在震动 小、灰尘少、无腐蚀气体、无电磁干扰的场所 。 3第一节 信号报警、安全联锁系统设 计原则4.信号报警、安全联锁系统可采用有触点的继 电器线路，也可采用无触点式晶体管电路、DCS 、PLC来构造信号报警、安全联锁系统。 5.信号报警、安全联锁
3、系统中安装在现场的检 出装置和执行器应当符合所在场所的防爆、防火 要求。 6.信号报警系统供电要求与一般仪表供电等级 相同。4信号报警、联锁系统设计原则一般情况下电线可采用下列颜色：信号报警系统 黄色（注意）联锁系统 红色（危险）接地线 绿色（大地）交流电源相线 黑色交流电源零线 白色5第二节 信号报警系统设计 一、信号报警系统的组成(P.44) 1.检出元件2.信号报警器有触点信号报警器无触点信号报警器6二、信号报警系统的功能及动作 1.一般信号报警系统的功能和动作 a.具有闪光信号的报警系统 b.不闪光信号的报警系统 见表3-1和3-2，P47第二节 信号报警系统设计 7第二节 信号报警系
4、统设计2.能区别第一事故原因的信号报警系统 3.能区别瞬时原因的信号报警系统 三、DCS/PLC实现的信号报警PLC实现闪光信号报警的例子见资料！8闪烁电路 占空比可以调节T0T1X0T0T1X0T0 Y0X0Y0T0T19第三节 安全联锁系统（SIS、ESD） 的设计 安全联锁系统与信号报警相比,有什么不同？一、安全联锁系统的基本功能和要求 1.保证生产的正常运转、事故联锁 2.安全联锁系统本身的安全、可靠性 3.安全联锁报警 .联锁动作和投运显示10第三节 安全联锁系统（SIS、ESD） 的设计二、安全联锁系统的附加功能 1.安全联锁预报警功能 2.联锁延时 3.第一事故原因的区别 4.联
5、锁系统的投入和切换 5.分级联锁 6.手动紧急停车 7.联锁复位 11顺序联锁控制Y0M10X1X2Y1M11X3X4M10M10M11Y1实现以Y0的实现为条件 ，Y0停止，Y1也停止。12第三节 安全联锁系统（SIS、ESD） 的设计v安全度等级（ SIL：Safety Integrity Level ）IEC-61508将过程安全所需要的安全度等 级划分为4级（SIL1-SIL4，)。ISA-S84.01根据 系统不响应安全联锁要求的概率将安全度等级 划分为3级（SIL1-SIL3）。 鉴于我国目前的实际情况，一般通过对所有 事件发生的可能性与后果的严重程度及其他安 全措施的有效性进行定
6、性的评估，从而确定适 当的安全度等级。 13第三节 安全联锁系统（SIS、ESD） 的设计1级用于事故很少发生。如发生事故，对装置和产 品有轻微的影响，不会立即造成环境污染和人员伤亡 ，经济损失不大； 2级用于事故偶尔发生。如发生事故，对装置和产 品有较大影响，并有可能造成环境污染和人员伤亡， 经济损失较大。 3级用于事故经常发生。如发生事故，对装置和产 品将造成严重的影响，并造成严重的环境污染和人员 伤亡，经济损失严重。 14第三节 安全联锁系统（SIS、ESD） 的设计安全联锁系统的性能安全度等级SIL 1SIL 2SIL 3安全联锁 系 统性能要求平均失效率10-110-210-210-
7、310-310-4可用度0.90.990.990.9990.9990.999915实施信号报警及联锁系统的方案：采用继电器构成系统利用计算机控制系统中相应功能构成系统采用可编程控制器（PLC）第四节 信号报警及安全联锁系统 的工程表达 16采用继电器构成系统特点：经典的系统，悠久的历史，开关量是用机 械开关表达。缺点：容易产生接触不良，继电器接点数目有限，逻辑关系复杂时容易出现故障。第四节 信号报警及安全联锁系统 的工程表达17利用计算机控制系统中相应功能构成系统计算机控制系统包括分散式计算机控制系统（DCS）现场总线控制系统（FCS）特点：（DCS）和（FCS）软件中带有信号报警及联锁功能，
8、通过组态就可以实现信号报警和联锁。第四节 信号报警及安全联锁系统 的工程表达18采用可编程控制器（PLC）特点：目前使用最多，处理开关（逻辑）量，一种微处理器化的（Micro-Processor Based），成熟的控制装置。工具软件成熟，常见的有梯形图（Ladder Chart）顺控流程图（SFC: Sequence Flow Chart）编程语言第四节 信号报警及安全联锁系统 的工程表达19 联锁系统的执行机构： 电磁阀，气缸阀，牵引电磁铁。 其工作原理是根据联锁系统装置的信号来改 变自己的状态，进而对生产装置的某些量进行控 制。 信号报警及联锁系统的信号形式： 干接点开关信号 半导体开关
9、信号电位信号等第四节 信号报警及安全联锁系统 的工程表达20第四节 信号报警及安全联锁系统的 工程表达 一、信号报警及安全联锁系统的逻辑表达 见图31中的af。图中N oo M，是N out of M的缩写，中文的含义是M取N。字母D表示带 自诊断功能 。 各种结构适用不同的安全要求。设计过程中 需要先进行安全度分析，然后根据分析结果选 择不同逻辑结构。21第四节 信号报警及安全联锁系统的 工程表达表38 安全仪表系统的逻辑结 构选择表逻辑单 元结构IEC61508 SIL基本安全联锁系统逻辑结 构1带自诊断基本安全联锁系统逻辑结 构22取1安全联所系统逻辑结 构2带自诊断的2取1安全联锁系统逻辑结 构33取2带安全联所系统逻辑结 构3双重化2取1带自诊断安全联锁系统逻辑结 构322第四节 信号报警及安全联锁系统的 工程表达二、信号报警及联锁系统逻辑功能的表达符 号联锁系统逻辑图是具体的信号报警及联 锁系统逻辑关系的表达，表明工程当中各个逻 辑量之间的运算关系，各个执行机构的动作的 逻辑依据。联锁系统逻辑图各个逻辑符号的含义见 表3-9，例图见图3-223vCO2灭火系统演示v火灾报警系统演示24
