自动化信号报警及联 锁系统设计自动化信号报警及联锁系统设计 任务1 信号报警及联锁系统设计 6.1.1 联锁系统设计目的 设计联锁系统的目的，是及时识别事故和危险情况，判断事故的性质，在 危及人身和损坏设备之前去阻止和消除这种危险，或采取措施防止事故的进一 步扩大联锁动作时不但要发出声光报警信号，而且还要发出联锁信号去控制 工艺过程的一些泵、压缩机或阀门，以确保人身和生产设备的安全，避免或减 少经济损失 1．保证设备正常运转和事故联锁联锁系统的设计必须保证装置或设备的正常开、停、运转在工艺过程发 生异常情况时，能按规定的程序实现紧急操作、自动投入备用系统或安全停车 2．联锁报警当联锁系统动作时，能同时发出声、光信号，以引起操作人员的注意联 锁系统用的声光报警装置可以单独设置，也可以与其它工艺变量共用信号报警 系统 3．联锁动作与运行状态显示联锁系统动作时，应按工艺要求使相应的执行机构动作，或自动投入备用 系统或实现安全停车一般联锁系统的动作方式为：正常时，联锁系统不动作，报警灯不亮， 执行机构不动作事故发生时，联锁系统动作，报警灯亮，执行机构动作。
具有附加功能的联锁系统，还可具有联锁预报警、联锁延时、第一原因 事故的区别等作用，分别用相应的按钮、开关等实施联锁的分级组合、紧急 停车和复位等功能关于联锁系统的附加功能这里不再详述联锁系统的设计，首先应该了解和熟悉工艺机理，按照工艺操作条件和 要求，确定联锁的项目、内容和联锁的等级，即分别确定本机停车、工段级 停车或全厂性停车，然后列出逻辑框图，据此用继电器或各种功能的集成电 路逻辑插卡来组成启动、停车、紧在装置正常开、停、运转所必需的联锁系 统中，应该设计该系统运行状态的显示，以表示投运的步骤一般重要的联 锁系统投运时，用明显的灯光标志表明此系统已投入运行联锁系统的切除 开关一般装在盘后，有些重要系统的联锁系统的“投入一切除”转换开关设置 在仪表盘前面，与投运标志信号灯布置在一起 信号报警及联锁系统是实现对生产过程自动监测和保证生产安全运行的重 要措施之一在生产过程中某些工艺变量超限或运行状态发生异常情况时， 信号报警系统就开始动作，发出灯光及音响信号，提醒操作人员注意，督促 他们采取必要的措施，改变工况，使生产恢复到正常状态当某些关键变量超限幅度较大， 如不及时采取措施将会发生更为严 重的事故时，联锁系统则按照事先 设计好的逻辑关系动作，自动关动 备用设备或自动停车，切断与事故 设备有关的各种联系，以避免事故 的发生，或限制事故发展，防止事 故的进一步扩大，保护人身和设备 的安全。
继电器信号报警及联锁系 统示例 代号名称备备注X故障检检出元件AJ、BJ中间继电间继电 器HD信号灯红红色LD信号灯绿绿色1AN按钮钮黑色2AN按钮钮白色DD电电笛压缩机操作条件及要求信号接 点变变量指标标报报警显显示联锁联锁 保护护内容X7压缩压缩 机盘轴盘轴 油压压未达 到规规定值值红红灯亮压缩压缩 机禁止启 动动X4润润滑油压压未达到 0.18MPa红红灯亮压缩压缩 机禁止启 动动X2轴轴承温度升至65℃时时红红灯亮、电电笛响压缩压缩 机自动动停 车车X1一段入口气体压压力降 至500Pa时时红红灯亮、电电笛响压缩压缩 机自动动停 车车X5润润滑油油压压降至 0.16MPa时时红红灯亮、电电笛响压缩压缩 机自动动停 车车X3润润滑油油压压降至 0.12MPa时时红红灯亮、电电笛响压缩压缩 机自动动停 车车X6冷却水总总管压压力降至 0.2MPa时时红红灯亮、电电笛响压缩压缩 机自动动停 车车其中的信号接点分别是：X1-薄膜微压信号器常开接点；X2-带电接点的动圈 式温度计常开接点； X3、X4、X5、X6、 X7-电接点压力表常 开接点 图6-1线路的动作方 式见表6-3和表6-4。
接点X2、X3、X5、 X6的动作原理与X1 类似，此处不再讨论 信号联锁系统动作方式动动作意义义接通电电源LD亮线线路电电源已接通1HD亮润润滑油压压未达到0.18MPa7HD亮盘轴盘轴油压压未达到规规定值值开车车条件X4闭闭合、4HD灭灭、DD响润润滑油压压已达到0.18MPaX7闭闭合、7HD、DD、响盘轴盘轴油压压已达到规规定值值动作表状态态X11AJ1BJ1HDDD压缩压缩 机正常断开无电电有电电灭灭不响其它条件满满足时时开车车运转转不正常闭闭合有电电有电电亮响停车车消声闭闭合有电电无电电亮不响停车车恢复断开无电电有电电灭灭不响其它条件满满足时时开车车运转转试试灯断开无电电有电电全亮不响其它条件满满是足时时开车车运 转转要使压缩机开车启动，必须同时满足“润滑油压达到0．18MPa和盘轴油 压达到规定值”这两个条件所以接点X4和X7是串联到压缩机电动机启动的 控制回路中的，只要有一对接点不通，电机就不能起动在压缩机运行中， 只要X1、X2、X3、X5、X6中的一个变量发生超限，即可引起跳闸，使压缩 机停车，并发出报警信号所以这些接点都是并联到压缩机电动机停车控制 回路中的信号报警及联锁系统的设计，从设计图纸角度来说，主要包括两个方面 ，即原理图设计和安装图设计。
原理图表示了信号报警及联锁线路的基本结 构和工作原理安装图则为电器设备、元件、电线电缆、材料的选用，安装 、接线及使用提供方便在进行毕业设计时，限于时间和精力，为了保证毕 业设计重点工作的完成，只要求做原理图设计有条件时，也可以根据实际 情况进行安装图设计6.1.2 信号报警及联锁系统设计要点 1．信号报警点、联锁点的设置，动作设定值及可调范围必须符合工艺过程 的要求合理地设计联锁系统，在一定程度上提高了生产的自动化水平，确 保了产品质量和生产安全但是，过多地设置联锁点，联锁系统动作过于频 繁，将会造成生产过多地停顿，影响产量，造成很大的经济损失，而重新启 动又增加了许多麻烦因此，必须综合考虑，使之真正必要又合理可靠，在 生产中发挥应有的作用2. 在满足生产需要的前提下，信号报警及联锁系统应尽量采用简易的线路， 减少中间环节 3. 原则上，有触点电磁继电器式和无触点晶体管逻辑插卡式信号报警及联锁 系统均可使用，但联锁系统宜采用电磁继电器线路有触点的继电器线路简单 、可靠、直观且价廉无触点的晶体管逻辑插卡系统功能多、灵活、可实现多 种逻辑功能 4. 信号报警及联锁系统的元件应安装在震动小，灰尘少、无明显腐蚀、无电 磁干扰的场所。
或应采取措施，防止和克服这些因素的影响 5. 在现场安装的故障检出元件和执行机构，应符合所在场所的防爆防火要求 安装于易燃易爆危险场所的信号灯及按钮等电气元件应符合有关防爆规定 6. 信号报警系统电源和一般仪表供电等级相同，有一个独立的电源回路和保 护装置带有联锁的信号报警系统的电源等级应根据工艺装置的要求而定重 要的联锁系统为确保稳定的供电，应配用不间断供电装置，供电时间视生产要 求确定，一般为30分钟电源质量要求为交流：220V±10％，50±1Hz，直流： 24V±10％，48V±10％ 7. 信号报警及联锁系统各元件间用铜芯塑料线相互连接，线芯截面积一般为 1.0～1.5mm2根据用途，电线可采用不同的颜色，例如：信号报警系统电线 用黄色（注意），联锁系统电线用红色（危险），接地线用绿色（大地），交 流电源相线用黑色，交流电源零线用白色6.1.3 信号报警系统设计 1.信号报警系统的组成信号报警系统一般由故障检出元件、信号报警器、信号灯、音响器及按 钮等组成故障检出元件是信号报警系统的输入元件当变量超限时，它的接点就 会闭合或断开，于是，信号报警系统就开始动作一般报警宜设专用故障检出元件或报警设定仪，但也可以用带电接点的 盘装仪表。
重要的信号报警点，如锅炉汽包液位、转化炉炉温等，应设置专 用的故障检出元件或报警设定仪在继电器式信号报警系统中，对于重要的 信号报警系统，故障检出元件的接点一般在工艺正常条件时断开，超限时闭 合，但在继电器长期带电仍能可靠工作时，也可采用工艺正常条件时接点闭 合的形式信号报警器包括有触点的继电器箱和无触点的盘装闪光报警器，以及晶 体管插卡型式的逻辑监控系统，它们均有定型产品可供工程设计选用信号 报警器及其附件，均装在仪表盘后或单独的信号报警器箱中信号灯、音响 器和按钮可以根据系统要求和仪表盘的布置而选用合适的产品一般报警灯 设置于仪表盘的上段，而按钮则设置于仪表盘的下段，以便监视和操作通常确认（消声）按钮为黑色，试验按钮为白色2.信号报警系统的功能及动作要求 （1）一般信号报警系统的功能及动作具有闪光信号的报警系统的动作方式见表当变量超限时，故障检出元件 发出信号，信号报警系统动作，发出声音和闪光信号当操作人员得知报警内 容后，按动确认（消声）按钮，消除音响，闪光转为平光直至采取消除事故 的措施，变量回到正常范围后，灯光熄灭，信号报警系统自动恢复正常状态， 以便可以再次接受故障检出元件送来的超限信号。
具有不闪光信号的一般报警系统的动作方式见表当变量超限时，信号报警 系统动作，发出声、光报警信号，此时灯光不是闪光而是平光操作人员得知 报警内容后，按下消声按钮，音响停止而灯光仍亮着只有当采取措施消除事 故，变量回到正常值范围后，灯光才熄灭按试验按钮时，灯亮且有声响 闪光信号一般报警系统动作方式 不闪光信号一股报警系统动作方式 状态态报报警灯音响器正常灭灭不响不正常闪闪光响确认认（消声 ）平光不响恢复正常灭灭不响试验试验全亮响状态态 报报警灯 音响器正常 灭灭 不响不正常亮 响确认认（消声） 亮 不响恢复正常 灭灭不响试验试验 全亮响（2）能区别第一原因的信号报警系统 有的工艺过程或生产设备上同时设置有几个不同变量的信号报警点当生 产发生事故时，为了便于分析事故原因并进行及时处理，往往需要找出原发性 的故障，即第一原因事故，而用人工来查找第一肇事原因的根源是十分费事的 ，所以，有必要设计能鉴别第一原因事故的信号报警系统 能区别第一原因事故的闪光信号报警系统的动作方式见表在这种系统中 ，当有数个事故相继出现时，几个信号灯差不多同时亮或闪光。
为了找出首先 超限的变量，可以利用灯光的显示来鉴别闪光所表示的就是第一原因事故变 量，平光的则是后继原因事故按确认按钮后声音即消除，但仍有闪光和平光 之分 能区别第一原因事故的闪光信号报警系统状 态态第一原因信号报报警灯其余信号报报警灯音响器正 常灭灭灭灭不响不正常闪闪光平光响确认认（消声 ）闪闪光平光不响恢复正常灭灭灭灭不响试试 验验全亮全亮响能区别第一原因事故的不闪光报警系统的动作方式见表6-8这种系统为 了区别第一原因事故，使用了红色和黄色一组灯当数点事故几乎同时发生时，有数个灯都亮，但是，只有红灯和黄灯一 起亮的才表示是第一原因事故，仅有黄灯亮则表示其余依次出现的后续事故 按确认（消声）按钮后，红灯、黄灯同时亮表示第一原因事故，只有黄灯 亮而红灯灭则表示后续事故这样，红、黄双灯齐亮就清楚地表示了第一原 因事故 能区别第一原因的不闪光报警系统动作方式状 态态第一原因 信号报报警灯其余信号 报报 警 灯音响器 红红灯黄灯红红灯黄灯正 常灭灭灭灭灭灭灭灭不响不正常亮亮灭灭亮响确认认（消声 ）亮亮灭灭亮不响恢复正常灭灭全亮灭灭灭灭灭灭不响试验试验 全亮全亮全亮全亮响能区别瞬时原因的闪光信号报警系统 能区别瞬时原因的不闪光信号报警系统状态态报报警灯音响器正常灭灭不响不正常闪闪光响确认认 (消声)瞬时时事故灭灭不响持续续事故平光不响恢复正常灭灭不响试验试验全亮响状态态报报警灯音响器正常灭灭不响不正常亮响确认认 (消声)瞬时时事故灭灭不响持续续事故亮不响恢复正常灭灭不响试验试验全亮响（3）能区别瞬时原。