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【摘 要】工业生产越来越自动化， DCS、ESD、和DCS在石油化工等领域也越来越广泛的被應用。为了保证安全生产，预防事故发生，信号报警和联锁保护系统是必不可少的。下面就报警和联锁保护系统做一简单介绍。
【关键词】报警；联锁；选型；维护
1.信号报警和联锁保护系统
信号报警起到自动监视的作用，当工艺参数超限或运行状态异常时，以灯光或音响的形式发出报警，提醒操作人员注意，并及时加以处理。
信号报警有五种工作状态，分别是：正常状态（此时没有灯光或音响信号）、报警状态（当被测工艺参数偏离规定值或运行状态出现异常时，发出灯光音响信号以示警报警）、确认状态（操作人员发现报警信号以后，可以按一下 “确认”按钮，从而解除音响信号保留灯光状态）、复位状态（当故障排除后，报警系统恢复到正常状态）以及试验状态（用来检查灯光和音响回路是否完好，注意只能在正常状态下才能按下“试验”按钮，在报警状态下不能进行试验，以防误判断）。
常见的信号报警系统：
一般事故不闪光报警系统，最简单，最基本的报警系统，出现故障时灯亮（不闪光）并发出音响经“确认”后音响消除，仍保持灯亮；
一般事故闪光系统，又称为非瞬时故障报警系统。出现故障时灯闪光，并发出音响经“确认”后，音响消除，灯光转平光（不闪光）只有在故障排除后，灯才熄灭。
能区别瞬时故障的报警系统，在生产过程中，有时工艺参数短时间越限后又恢复正常的情况，而这种短期越限又往往是影响质量或安全的先兆。为了引起操作人员注意，可选用能够区别瞬时故障的报警系统。该系统在出现故障后，灯闪光并发出音响。值班操作人员确认时，如果故障已消失，则灯熄灭，音响消除；如果故障仍存在，则灯光转平光（不闪光），音响消除，直至故障消除后灯才熄灭。
能区别第一故障的报警系统，在生产过程中，还会遇到几个工工艺参数同时越限而引起报警的情况。为了便于寻找产生故障的根本原因，需要把首先出现的故障信号（称第一故障）与后来相继出现的故障信号（称第二信号）区别开来。这时，可选用能区别第一故障的报警系统。在出现故障后灯亮，发出音响，并以灯闪光表示第一故障，灯平光表示第二故障。
延时报警系统，有时候，工艺上允许短时间单参数越限。为避免报警系统过于频繁地报警，可采用延时报警系统。只有故障持续时间越过规定时间范围时才发出报警。
联锁保护实际上是一种自动操作系统，能使有关设备按照规定的条件或程序完成操作任务，达到消除异常、防止事故的目的。联锁保护系统大多采用三取二、二取二的联锁保护方式。
2.信号报警和联锁保护系统的组成：
1）发信元件 包括工艺参数或设备状态检测接点、控制盘开关、按钮、选择开关，以及操作指令等，它们起到参数检测、发布指令的作用。
2）逻辑元件 又叫中间元件，它们根据输入信号进行逻辑运算，并向执行元件发出控制信号。
3）执行元件 也叫输出元件，包括报警显示元件和操纵设备的执行元件。
3.信号报警和联锁保护系统中检测元件的选型和设置：
检测元件
1）要求灵敏可靠，动作准确，不产生虚假信号；
2）故障检测元件必须单独设置，最好是安装在现场的直接检测的开关；
3）故障检测元件的接点应该是常闭型的。
检测线路
1）能区别仪表误动作和真正的工艺故障，对于重要的联锁系统，故障检测元件可双重化设置，也可选用二常开二常闭的接点开关。对于实施重大设备或整套装置停车的联锁系统，则应采用“三取二检测系统”；
2）能区别正常的参数波动和事故性质的参数越限。生成中，有时允许短时的参数波动，为此可增加延时环节，以避免报警联锁过于频繁。只有在波动持续时间超过规定延时以后，才引起报警、联锁动作。
3）能区别开停车过程中的参数越限和故障性质的参数越限。最简单的办法是设置解锁开关，在开停车过程中解除报警或联锁。
执行元件
1）电磁阀一般应选用长期带电的电池阀，重要联锁系统宜采用双三通电池阀，即俩个电池阀并行，以防止电池阀出故障。
2）气动阀一般应根据事故条件下，工艺装置尽量处于安全状态的原则，分别选用气开和气关式。
4.信号报警和联锁保护系统逻辑单元选型时应遵循的原则：
通常，根据对事故触发的条件，可以将信号报警和联锁保护系统分为A，B两类.
A类的触发条件包括可能导致危及生命安全的事故；可能产生引起严重伤害的事故；对环境有明显危害的事故；国家法律及工业标准要求加以防止的事故等.对这类信号联锁保护系统，宜采用独立设置的高可靠性的紧急联锁保护系统，即ESD系统.
B类的触发条件包括可能导致生产损失的事故；可能引发设备损坏的事故；可能产生影响产品质量的事故等，对这类信号联锁保护系统，可采用PLC或DCS中实现。
5.在设计一套信号报警和联锁保护系统的基本要求：
1）报警点、联锁点的数量适宜，设置报警点、联锁点即要满足工艺要求同时，又必须少而精。过多地设置报警和联锁点，粗看起来似乎更安全，但往往地造成报警过于频繁，甚至动不动就停车，反而影响生产。
2）报警联锁内容符合工艺要求，信号报警系统应尽可能为寻找事故提供方便，使其有助于判断故事的性质、程度和范围，例如：是一般性故障还是瞬时故障？是第一故障还是第二故障？联锁保护系统既要保证安全，又要尽可能缩小联锁停车对生产的影响。当参数越限只是有选择地切除那些继续运行会引发事故的设备，而与故事无关的设备仍保护继续运转转。
3）整套装置高度可靠，信号联锁保护系统必须具有高度的可靠性，既不会拒动作（该动作时不动作），也不会误动作（不该动作时动作）。一般来说，装置中选用的元器件质量越高，线路越简明，中间环节越少，其可靠性越高。
4）电源稳定可靠，报警联锁系统的电源应配用不中断电源，即产UPS电源。当外部电源发生故障时通常要求该电源供电时间为30分。
5）便于安装、维修和操作，在联锁系统中，安排手操解锁环节，以便在开车、运行中、检修时解除联锁。
6）符合使用环境的要求，在易燃易爆危险场所，使用的电气元件应符合相应的防爆要求。在高温、低温、潮湿、有腐蚀性气体的环境中，应采取相应防护措施。如降温、保温、通风、干燥等。
6.对运行中的联锁保护系统进行维护时需注意：
1）检查、维修联锁系统的元件和主机时，应有两人以上参加；
2）维修前必须征得该岗位操作人员的同意，并填写联锁作业许可和相关的作业手续；
3）必须在解除联锁后再进行维修操作；
4）维修结束后应及时通知操作人员，经操作人员确认和复原后方可结束工作。
结束语
越重要的装置就越需要一套完整的报警和联锁保护系统，至于如何选型及如何设计还要根据生产的实际需要来制定。
参考文献：
仪表工试题集化学工业出版社
【关键词】报警；联锁；选型；维护
1.信号报警和联锁保护系统
信号报警起到自动监视的作用，当工艺参数超限或运行状态异常时，以灯光或音响的形式发出报警，提醒操作人员注意，并及时加以处理。
信号报警有五种工作状态，分别是：正常状态（此时没有灯光或音响信号）、报警状态（当被测工艺参数偏离规定值或运行状态出现异常时，发出灯光音响信号以示警报警）、确认状态（操作人员发现报警信号以后，可以按一下 “确认”按钮，从而解除音响信号保留灯光状态）、复位状态（当故障排除后，报警系统恢复到正常状态）以及试验状态（用来检查灯光和音响回路是否完好，注意只能在正常状态下才能按下“试验”按钮，在报警状态下不能进行试验，以防误判断）。
常见的信号报警系统：
一般事故不闪光报警系统，最简单，最基本的报警系统，出现故障时灯亮（不闪光）并发出音响经“确认”后音响消除，仍保持灯亮；
一般事故闪光系统，又称为非瞬时故障报警系统。出现故障时灯闪光，并发出音响经“确认”后，音响消除，灯光转平光（不闪光）只有在故障排除后，灯才熄灭。
能区别瞬时故障的报警系统，在生产过程中，有时工艺参数短时间越限后又恢复正常的情况，而这种短期越限又往往是影响质量或安全的先兆。为了引起操作人员注意，可选用能够区别瞬时故障的报警系统。该系统在出现故障后，灯闪光并发出音响。值班操作人员确认时，如果故障已消失，则灯熄灭，音响消除；如果故障仍存在，则灯光转平光（不闪光），音响消除，直至故障消除后灯才熄灭。
能区别第一故障的报警系统，在生产过程中，还会遇到几个工工艺参数同时越限而引起报警的情况。为了便于寻找产生故障的根本原因，需要把首先出现的故障信号（称第一故障）与后来相继出现的故障信号（称第二信号）区别开来。这时，可选用能区别第一故障的报警系统。在出现故障后灯亮，发出音响，并以灯闪光表示第一故障，灯平光表示第二故障。
延时报警系统，有时候，工艺上允许短时间单参数越限。为避免报警系统过于频繁地报警，可采用延时报警系统。只有故障持续时间越过规定时间范围时才发出报警。
联锁保护实际上是一种自动操作系统，能使有关设备按照规定的条件或程序完成操作任务，达到消除异常、防止事故的目的。联锁保护系统大多采用三取二、二取二的联锁保护方式。
2.信号报警和联锁保护系统的组成：
1）发信元件 包括工艺参数或设备状态检测接点、控制盘开关、按钮、选择开关，以及操作指令等，它们起到参数检测、发布指令的作用。
2）逻辑元件 又叫中间元件，它们根据输入信号进行逻辑运算，并向执行元件发出控制信号。
3）执行元件 也叫输出元件，包括报警显示元件和操纵设备的执行元件。
3.信号报警和联锁保护系统中检测元件的选型和设置：
检测元件
1）要求灵敏可靠，动作准确，不产生虚假信号；
2）故障检测元件必须单独设置，最好是安装在现场的直接检测的开关；
3）故障检测元件的接点应该是常闭型的。
检测线路
1）能区别仪表误动作和真正的工艺故障，对于重要的联锁系统，故障检测元件可双重化设置，也可选用二常开二常闭的接点开关。对于实施重大设备或整套装置停车的联锁系统，则应采用“三取二检测系统”；
2）能区别正常的参数波动和事故性质的参数越限。生成中，有时允许短时的参数波动，为此可增加延时环节，以避免报警联锁过于频繁。只有在波动持续时间超过规定延时以后，才引起报警、联锁动作。
3）能区别开停车过程中的参数越限和故障性质的参数越限。最简单的办法是设置解锁开关，在开停车过程中解除报警或联锁。
执行元件
1）电磁阀一般应选用长期带电的电池阀，重要联锁系统宜采用双三通电池阀，即俩个电池阀并行，以防止电池阀出故障。
2）气动阀一般应根据事故条件下，工艺装置尽量处于安全状态的原则，分别选用气开和气关式。
4.信号报警和联锁保护系统逻辑单元选型时应遵循的原则：
通常，根据对事故触发的条件，可以将信号报警和联锁保护系统分为A，B两类.
A类的触发条件包括可能导致危及生命安全的事故；可能产生引起严重伤害的事故；对环境有明显危害的事故；国家法律及工业标准要求加以防止的事故等.对这类信号联锁保护系统，宜采用独立设置的高可靠性的紧急联锁保护系统，即ESD系统.
B类的触发条件包括可能导致生产损失的事故；可能引发设备损坏的事故；可能产生影响产品质量的事故等，对这类信号联锁保护系统，可采用PLC或DCS中实现。
5.在设计一套信号报警和联锁保护系统的基本要求：
1）报警点、联锁点的数量适宜，设置报警点、联锁点即要满足工艺要求同时，又必须少而精。过多地设置报警和联锁点，粗看起来似乎更安全，但往往地造成报警过于频繁，甚至动不动就停车，反而影响生产。
2）报警联锁内容符合工艺要求，信号报警系统应尽可能为寻找事故提供方便，使其有助于判断故事的性质、程度和范围，例如：是一般性故障还是瞬时故障？是第一故障还是第二故障？联锁保护系统既要保证安全，又要尽可能缩小联锁停车对生产的影响。当参数越限只是有选择地切除那些继续运行会引发事故的设备，而与故事无关的设备仍保护继续运转转。
3）整套装置高度可靠，信号联锁保护系统必须具有高度的可靠性，既不会拒动作（该动作时不动作），也不会误动作（不该动作时动作）。一般来说，装置中选用的元器件质量越高，线路越简明，中间环节越少，其可靠性越高。
4）电源稳定可靠，报警联锁系统的电源应配用不中断电源，即产UPS电源。当外部电源发生故障时通常要求该电源供电时间为30分。
5）便于安装、维修和操作，在联锁系统中，安排手操解锁环节，以便在开车、运行中、检修时解除联锁。
6）符合使用环境的要求，在易燃易爆危险场所，使用的电气元件应符合相应的防爆要求。在高温、低温、潮湿、有腐蚀性气体的环境中，应采取相应防护措施。如降温、保温、通风、干燥等。
6.对运行中的联锁保护系统进行维护时需注意：
1）检查、维修联锁系统的元件和主机时，应有两人以上参加；
2）维修前必须征得该岗位操作人员的同意，并填写联锁作业许可和相关的作业手续；
3）必须在解除联锁后再进行维修操作；
4）维修结束后应及时通知操作人员，经操作人员确认和复原后方可结束工作。
结束语
越重要的装置就越需要一套完整的报警和联锁保护系统，至于如何选型及如何设计还要根据生产的实际需要来制定。
参考文献：
仪表工试题集化学工业出版社