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1、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。
2、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,6,ESD是什么？,ESD是英文Emergency Shutdown Device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DC
3、S。,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
4、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
5、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,12,12、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,第13页/共47页,14,能区分瞬时原因的报警系统,第14页/共47页,15,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：,X1,1BD,X2,2BD,1ZJ-2,2ZJ-2,1
6、ZJ-1,2ZJ-1,LB,XA,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
7、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),100V,YFJ,X,LK,ZJ,S,YFJ-1,QA,ZJ-2,A,B,C,ZJ-1,DCF,A-C导通正常操作,第22页/
8、共47页,23,塔压联锁保护电路,DCF,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 ）,Y,X1,X1,X1,X2,X2,X3,X3,第24页/共47页,25,PLC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,CR1,PB1,CR1-1,CR2,X,CR3,CR o,PB2,CR2-1,CR1-2,CR3-1,L,SS,第27页/共47页,28,
9、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
10、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,第34页/共47页,35
11、,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/共47页,39,安全控制柜,第39页/共47页,40,报警点显示图,第40页/共47页,41,报警系统组成,第41页/共47页,42,报警系统与显示器,第42页/共47页,43,报警系统与显示器,第43页/共47页,44,甲醛气体检测、报警器,有毒气体检测器,第44页/共47页,45,隔爆灯、接线盒,第45页/共47页,46,防爆按钮,防爆开关,第46页/共47页,47,报警器,第47页/共47页,
