信号报警与联锁保护系统课件

1烽火台以光速报警的先例第九章信号报警与联锁保护系统第1页/共47页2系统作用

信号报警及联锁系统是现代化生产过程中非常重要的组成部分，是保证安全生产的重要措施之一。其作用是对生产过程状况进行自动监视，当某些工艺变量达到或超过某一规定数值时，或者生产运行状态发生异常变化时，采用灯光和声音的方式提醒操作人员注意，此时生产过程已处于临界状态或危险状态，必须采取相应措施以恢复生产正常。

第2页/共47页3防护系统工厂单位军事基地民用住宅第3页/共47页4一、信号报警和联锁保护系统组成

（1）检测元件主要包括工艺变量、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。它们主要起到变量检测和发布指令的作用。（2）执行元件主要包括报警显示元件(灯、笛等)和操纵设备的执行元件(电磁阀、电动机、启动器等)。这些元件由系统的输出信号驱动。（3）逻辑元件根据输入信号进行逻辑运算，并向执行元件发出控制信号。第4页/共47页5电子报警有害气体报警器带锁报警器报警一体机第5页/共47页6ESD是什么？ESD是英文EmergencyShutdownDevice紧急停车系统的缩写。这种专用的安全保护系统是20世纪90年代发展起来的，以它的高可靠性和灵活性而受到一致好评。ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求，独立于DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS。第6页/共47页7（1）降低控制功能和安全功能同时失效的概率，当维护DCS部分故障时也不会危及安全保护系统;（2）对于大型装置或旋转机械设备而言，紧急停车系统响应速度越快越好。这有利于保护设备，避免事故扩大；并有利于分辨事故原因记录。而DCS处理大量过程监测信息，因此其响应速度难以作得很快；（3）DCS系统是过程控制系统，是动态的，需要人工频繁的干预，这有可能引起人为误动作；而ESD是静态的，不需要人为干预，这样设置ESD可以避免人为误动作。第7页/共47页8二、自动信号的类型

1.位置信号一般用以表示被监督对象的工作状态，如阀门的开关；接触器的断开。2.指令信号把预先确定的指令从一个车间、控制室传递到其他的车间或控制室。3.保护作用信号用以表示某自动保护或联锁的工作状况的信息。当工艺变量不等于规定数值时进行报警。第8页/共47页9声光报警器0901第9页/共47页10三、联锁保护的内容1.工艺联锁由于工艺系统某变量超限,而引起联锁动作，称为工艺联锁。如合成氨装置中，锅炉给水流量越过下限时，自动开启备用透平给水，实现工艺联锁。

2.机组联锁运转设备本身或机组之间的联锁，称为机组联锁。例如合成氨装置中合成气压缩机停车系统，有冰机停、压缩机轴位移等22个因素与压缩机联锁，都会停压缩机。

3.程序联锁确保按规定程序或时间次序对工艺设备进行自动操纵。例如锅炉引火烧嘴检查与回火脱火时中断燃料气的联锁。第10页/共47页11第一节继电保护基础知识声光信号：蜂鸣器、电动喇叭；信号灯、闪光灯。以继电器信号为主的报警系统1.组成发讯元件、执行元件、逻辑元件。2.功能一般报警;第一类原因报警;

瞬时报警三大类。第11页/共47页1212、16、20位自动报警器第12页/共47页13一般(不)闪光报警系统的工作表状态报警灯音响器正常灭不响异常闪光响确认平光不响恢复正常灭不响试验全亮响第13页/共47页14工作状态显示灯音响器正常

灭

不响报警信号输入闪光响

确认消音瞬时故障

灭

非瞬时故障

平光不响

报警信号消失灭

不响按实验按钮全亮

响能区分瞬时原因的报警系统第14页/共47页15工作状态第一故障显示器/灯其他显示器/灯音响器备注正常

灭

灭

不响

第一报警信号输入

闪光红、黄亮

平光红灭黄亮

响有第二报警信号输入按确认按钮

闪光红、黄亮

平光红灭黄亮响

用

红、黄信号灯的不闪光系统报警信号消失

灭

灭

不响

按实验按钮

全亮

全亮响

能区分第一原因的闪光（不闪光）报警系统第15页/共47页16梯形图：~220V50HHz1ZJ2ZJ01ZJX11BDX22BD1ZJ-22ZJ-21ZJ-12ZJ-1LBXA第16页/共47页17第二节自动信号报警及电路联锁保护功能1.工艺联锁工艺变量越限而引起的联锁。2.机组联锁机器启动与机组的运行的联锁。3.程序联锁确保程序及时间顺序对工艺设备的自动操纵。4.各种泵机的开停单机受联锁触点的控制。第17页/共47页18燃气加热炉的分析1.当被加热工质流量过小或中断时，会引起炉管烧毁、烧裂，造成重大事故。2.当火焰熄灭时，会形成爆炸性混合气体。3.当燃料气压力过低即流量过小时，会造成回火现象。4.当燃料气压力过高时，喷嘴口出现脱火现象，以造成灭火。易造成爆炸事故。第18页/共47页19网络安全卡网络安全卡联锁柜报警器第19页/共47页20铁路调度中心数字监视网第20页/共47页21第三节自动联锁保护及电路正常时：

X闭合，YFJ得电，YFJ-1常开闭合。当按下QA后ZJ得电，一方面ZJ-1常开触头闭合形成自锁，另一方面ZJ-2常开触头闭合，使电磁阀DCF的线圈得电，以致A、C通；B、C断，实现正常操作。塔压越限时：则相反，B、C通，A、C断。气信号放空，气开阀关闭，停止加热，塔压下降。第21页/共47页22塔压联锁保护电路(正常时)~100VYFJX

LKZJSYFJ-1QAZJ-2A

B

C

ZJ-1DCFA-C导通正常操作第22页/共47页23塔压联锁保护电路~100VYFJX

LKZJSYFJ-1QAZJ-2A

B

C

ZJ-1DCF塔压过高时：B、C通，A、C断气信号放空气开阀关闭停止加热塔压下降第23页/共47页24三取二联锁的梯形图事故接点X1，X2，X3其表达式：Y=（X1+X2

）•（X1+X3

）•（X2+X1

）YX1X1X1X2X2X3X3第24页/共47页25PLC安全系统的梯形图第25页/共47页26压缩机联锁保护系统第26页/共47页27压缩机启动联锁电路CR1PB1CR1-1CR2XCR3CRoPB2CR2-1CR1-2CR3-1LSS第27页/共47页28压缩机启动联锁电路解释“3”，“4”线是旁路自消电路，启动后失去作用。常状时：速度继电器SS断开，CR1-1常闭触点闭合，按下PB2，CR2得电，信号灯L发亮，CR2-1自保。

CR2-2闭合，CR3得电，使CR3-1闭合，电机启动。当转速高于低速值时，CR1得电，CR1-2闭合，继续运行；CR1-1断开，信号灯熄灭，旁路自消。当转速低于规定值，CR1失电，压缩机停车。第28页/共47页29第29页/共47页30燃气安全系统装置第30页/共47页31第31页/共47页32系统的故障分析、判断与处理

最好的自动控制系统，经过一段时间的运行后，会逐渐出现一些问题。一个系统是由多个环节组成的，一个环节不正常，会带来系统的故障。认识、分析、处理故障是一种熟悉、认识与处理能力的表现，是一个工艺人员与自动控制人员共同任务。第32页/共47页33

一.过程控制系统常见故障

1.控制过程质量变坏。

2.检测信号不准确或仪表失灵。

3.控制阀不灵敏。

4.压缩机、大风机出现喘振。

5.反应釜在设定的温度下操作，产品质量不合格。

6.DCS现场控制站FCS工作不正常。

7.压缩机、大风机出现喘振。

8.反应釜在设定的温度下操作，产品质量不合格

DCS现场现场控制站FCS工作不正常。显示画面各检测点显示参数无规则乱跳。

第33页/共47页34故障原因排除方法

控制质量变坏对象变化、设备结垢调整PID参数不正确、失灵元件损坏、管道堵塞、信号线断分段排查、更换元件阀控制不灵阀芯卡堵、腐蚀更换压缩机喘振控制阀全开、全关不允许全开、全关设定值下质量不合格测量信号超调量太大调整PID参数FCS不正常FCS接地失常接地电阻小于4ΩOPS找不到网卡地址不对、中断设施有问题重新设置红色通讯故障通讯线有问题或中断按运行状态设置政党通讯红色模板故障模板配置、插接不当重插模板、检查跳线、配置画面无规则跳动输出、入线屏蔽故障屏蔽接地，信-源分开。第34页/共47页35

二、故障简单判别及处理方法1.记录曲线突变工艺过程一般是比较缓慢有规律的，如果曲线突变到两个极限位置上，记录曲线中个别明显大幅度变化,相关量不变,常态平滑,突然变直,人为改变也无反应。2.控制室仪表与现场仪表比较有较大的差值,则仪表有故障。3.仪表间相互比较重要参数往往有二台仪表同时显示或一显一记录。若明显有差值时,仪表中至少有一不正确。第35页/共47页36红外吸顶灯、传感器、报警器第36页/共47页37半导体气敏传感器

半导体气敏传感器是利用气体在半导体表面的氧化-还原反应，导致元件的阻值变化而制成的电鼻类传感器。氧化型气体吸附在N型（SnO2）半导体上、还原性气体吸附在P型（MoO）半导体上时，载流子减少电阻增大。反之则电阻减小。第37页/共47页38红释红外传感器第38页/