仪表基础培训(联锁逻辑)

仪表联锁逻辑分析仪表联锁是一项常见的自动化系统，在石化、电力、核能等行业的生产过程中广泛应用。

在实际生产过程中，仪表联锁无疑扮演了一个至关重要的角色，对生产过程的稳定性、安全性以及效率性起到了决定性的影响。

本文将对仪表联锁的逻辑分析做一个简要的介绍。

仪表联锁的原理是根据生产过程中各种物理量的变化，通过监测和控制系统的联动作用，对生产过程进行动态管理和控制。

一旦生产过程中任何一个环节出现异常，仪表联锁系统会立即发出警示信号，提醒操作人员及时处理问题。

从功能上讲，仪表联锁涉及到生产过程中的大量参数，这些参数有温度、压力、流量等多种类型，通过合理地分析这些参数的变化，我们可以做出判断，判断这些参数当前所处的状态，并根据不同的情况做出不同的处理措施。

从数量上讲，仪表联锁系统涉及到上千个接触点，在真正的运行中会扮演一个极其重要的角色。

仪表联锁的逻辑分析涉及到多方面的知识，需要对模拟信号、数字信号等多种领域具有相当的了解。

其中最重要的是，对流程控制逻辑以及信号传递逻辑有一定的掌握。

在实践中，我们需要根据不同的生产过程特点，正确地制定仪表联锁系统的算法，将监测到的实时信号进行处理，并输出最终的结果。

从实际应用情况分析，仪表联锁系统的逻辑分析有许多需要注意的问题。

首先，我们需要从整个生产过程中抽离出各个环节的关键指标，并对这些指标进行合理的逻辑分析，以此来对生产过程中的异常情况做出预警，并采取相应的措施来进行修正。

其次，仪表联锁系统必须能够和其他的控制系统进行连接，这样才能够实现不同系统之间的信息交互。

最后，我们需要对仪表联锁系统运行过程中的各种异常情况进行维护和修理。

在实际应用情况下，仪表联锁逻辑分析最大的挑战在于处理多种不同信号之间的复杂关系。

由于监测的参数涉及到多个方面，因此需要将这些不同参数组合在一起，形成相应的规则。

同时，为了保证系统的可靠性和实时性，还需要针对一些重要的环节进行打包控制，比如流程中的关键节点等。

仪表基础培训（联锁逻辑）第⼆章联锁逻辑图⼊门、概述:联锁逻辑图是以逻辑代数为基础，以图形化的结构表达出各个因果逻辑关系的图。

⼤致分为以下三部分：1.“原因”部分（输⼊部分）：由⼯艺信号、操作按钮、就地开关及⾼低报警等具有逻辑特性的物理量。

2.逻辑运算部分（功能块部分）：将各输⼊条件根据⼯艺的的安全性、时序性、备⽤性的特点将各输⼊进⾏逻辑运算的关系。

3.“结果”部分（输出部分）：将逻辑运算的结果通过输出模件到现场阀门、开关、继电器等⽅式执⾏或在操作屏幕上显⽰。

⼆、逻辑代数基础：1.逻辑变量与常量逻辑变量：采⽤逻辑变量表⽰数字逻辑的状态，逻辑变量的输⼊输出之间构成函数关系。

逻辑常量：逻辑变量只有两种可能的取值：“真”或“假”，习惯上，把“真”记为“ 1”，“假”记为“ 0”，这⾥“ 1”和“0”不表⽰数量的⼤⼩，表⽰完全对⽴的两种状态。

2.逻辑运算:2.1逻辑常量运算公式2.2逻辑变量、常量运算公式变量A的取值只能为0或为1,分别代⼊验证三、逻辑代数的基本定律3.1与普通代数相似的定律3.2吸收律3.3摩根定律：⼜称为反演律，它有下⾯两种形式AB =A + B证明:3.4逻辑函数的表⽰⽅法逻辑表达式真值表卡诺图（邻接真值表）逻辑图波形图四、常⽤的逻辑组合： 4.1 “同或”逻辑：特征：两个输⼊变量相同输出为 4.2 “异或”逻辑：L= A B + A B=A O B特征：两个输⼊变量相异输出为表⽰⽅法之间的转换真值表:逻辑图:盘BL0 0] 0 ]i 0 ° ]]]特征：三个输⼊变量⾄少有两个为 1时，输出为1 4.4 “⾃锁”逻辑:L= ABC(L+HS) 功能说明:该逻辑是将ABC 个条件锁定，如果 ABC 任⼀条件为0,则输出L 为0.且 ABC 条件复位后输出L 任为0,直⾄ HS 复位后输出L 为1.真值表:逻辑图: 4.3 “三取⼆”逻辑:AB L 0 Q 0 0 1 1 1 Q 1 1 ] QL= AB +BC+CA 逻辑图:A Bc L J 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 r i 0 0 0 r i 0 1 1 1 i 1 0 1 i 111真值表:逻辑图:HSL4.5 “延时单元”① 1—0延时：当输⼊信号由1变为0时，输出经过⼀段固定时间后变为0. 输⼊输出时序图:inout② 0—1延时：当输⼊信号由0变为1时，输出经过⼀段固定时间后变为1输⼊输出时序图:inout③脉冲单元：当输⼊信号由0变为1时，输出会产⽣⼀个固定时间1，之后为0脉冲特征：有固定的脉冲时间，触发条件为上升沿触发。

仪表联锁逻辑分析 The manuscript was revised on the evening of 2021第二章联锁逻辑图入门一、概述：联锁逻辑图是以逻辑代数为基础，以图形化的结构表达出各个因果逻辑关系的图。

大致分为以下三部分：1.“原因”部分（输入部分）：由工艺信号、操作按钮、就地开关及高低报警等具有逻辑特性的物理量。

2.逻辑运算部分（功能块部分）：将各输入条件根据工艺的的安全性、时序性、备用性的特点将各输入进行逻辑运算的关系。

3.“结果”部分（输出部分）：将逻辑运算的结果通过输出模件到现场阀门、开关、继电器等方式执行或在操作屏幕上显示。

二、逻辑代数基础：1. 逻辑变量与常量逻辑变量：采用逻辑变量表示数字逻辑的状态，逻辑变量的输入输出之间构成函数关系。

逻辑常量：逻辑变量只有两种可能的取值：“真”或“假”，习惯上，把“真”记为“1”，“假”记为“0”，这里“1”和“0”不表示数量的大小，表示完全对立的两种状态。

2. 逻辑运算：逻辑常量运算公式逻辑变量、常量运算公式变量A的取值只能为0或为1，分别代入验证。

三、逻辑代数的基本定律与普通代数相似的定律吸收律吸收律可以利用基本公式推导出来，是逻辑函数化简中常用的基本定律。

摩根定律：又称为反演律，它有下面两种形式AB =A +B B A +=A ·B 证明：逻辑函数的表示方法 ✧ 逻辑表达式 ✧ 真值表✧ 卡诺图（邻接真值表） ✧ 逻辑图 ✧ 波形图* 表示方法之间的转换逻辑表达式真值表将输入变量的所有取值组合（可按自然二进制编码）逐一代入逻辑表达式，列成表找到使逻辑函数Y=1的变量取值组合所对应的“乘积项”——取值“1”对应原变量，取值“0”对应反变量；将乘积项相或，构成“与或”表达式。

逻辑图转化为图形符号从输入端到输出端逐级写出图形符号对应的逻辑式四、常用的逻辑组合：“同或”逻辑：L= AB +A B=A B逻辑图：真值表：特征：两个输入变量相同输出为1“异或”逻辑：L= A B+A B=A⊙B特征：两个输入变量相异输出为1逻辑图：真值表：“三取二”逻辑：L= AB +BC+CA逻辑图：真值表：特征：三个输入变量至少有两个为1时，输出为1“自锁”逻辑：L= ABC(L+HS)逻辑图：功能说明：该逻辑是将ABC个条件锁定，如果ABC任一条件为0，则输出L为0.且ABC条件复位后输出L任为0，直至HS复位后输出L 为1. “延时单元”①1—0延时：当输入信号由1变为0时，输出经过一段固定时间后变为0.逻辑图：输入输出时序图：②0—1延时：当输入信号由0变为1时，输出经过一段固定时间后变为1逻辑图：输入输出时序图：③脉冲单元：当输入信号由0变为1时，输出会产生一个固定时间1，之后为0逻辑图：输入输出时序图：脉冲特征：有固定的脉冲时间，触发条件为上升沿触发。

第二章联锁逻辑图入门一、概述：联锁逻辑图是以逻辑代数为基础，以图形化的结构表达出各个因果逻辑关系的图。

大致分为以下三部分：1.“原因”部分（输入部分）：由工艺信号、操作按钮、就地开关及高低报警等具有逻辑特性的物理量。

2.逻辑运算部分（功能块部分）：将各输入条件根据工艺的的安全性、时序性、备用性的特点将各输入进行逻辑运算的关系。

3.“结果”部分（输出部分）：将逻辑运算的结果通过输出模件到现场阀门、开关、继电器等方式执行或在操作屏幕上显示。

二、逻辑代数基础：1. 逻辑变量与常量逻辑变量：采用逻辑变量表示数字逻辑的状态，逻辑变量的输入输出之间构成函数关系。

逻辑常量：逻辑变量只有两种可能的取值：“真”或“假”，习惯上，把“真”记为“1”，“假”记为“0”，这里“1”和“0”不表示数量的大小，表示完全对立的两种状态。

2. 逻辑运算：页脚内容12.1逻辑常量运算公式2.2逻辑变量、常量运算公式页脚内容2变量A的取值只能为0或为1，分别代入验证。

三、逻辑代数的基本定律3.1与普通代数相似的定律3.2吸收律吸收律可以利用基本公式推导出来，是逻辑函数化简中常用的基本定律。

页脚内容33.3 摩根定律：又称为反演律，它有下面两种形式AB=A+BBA+=A·B证明：页脚内容4页脚内容53.4逻辑函数的表示方法逻辑表达式 真值表卡诺图（邻接真值表） 逻辑图 波形图*表示方法之间的转换11 0 1 10 0ABAB A +B0 011 0 1 11 1 1 01 1 1 0逻辑表达式真值表将输入变量的所有取值组合（可按自然二进制编码）逐一代入逻辑表达式，列成表找到使逻辑函数Y=1的变量取值组合所对应的“乘积项”——取值“1”对应原变量，取值“0”对应反变量；将乘积项相或，构成“与或”表达式。

逻辑图转化为图形符号从输入端到输出端逐级写出图形符号对应的逻辑式四、常用的逻辑组合：4.1 “同或”逻辑：L= AB +A B=A B逻辑图：真值表：特征：两个输入变量相同输出为1页脚内容64.2 “异或”逻辑：L= A B+A B=A⊙B特征：两个输入变量相异输出为1逻辑图：真值表：4.3 “三取二”逻辑：L= AB +BC+CA逻辑图：真值表：特征：三个输入变量至少有两个为1时，输出为1页脚内容74.4“自锁”逻辑：L= ABC(L+HS)逻辑图：功能说明：该逻辑是将ABC个条件锁定，如果ABC任一条件为0，则输出L为0.且ABC条件复位后输出L任为0，直至HS复位后输出L 为1.4.5 “延时单元”①1—0延时：当输入信号由1变为0时，输出经过一段固定时间后变为0.逻辑图：输入输出时序图：②0—1延时：当输入信号由0变为1时，输出经过一段固定时间后变为1逻辑图：输入输出时序图：③脉冲单元：当输入信号由0变为1时，输出会产生一个固定时间1，之后为0逻辑图：输入输出时序图：页脚内容8脉冲特征：有固定的脉冲时间，触发条件为上升沿触发。

SIS联锁逻辑几取几的配置方案安全仪表系统（Safety Instrumented System，SIS）也称为安全联锁系统（Safety Interlocks）、紧急停车系统（Emergency Shutdown System，ESS）等，它是能实现一个或多个安全仪表功能的系统。

它是由国际电工委员会（IEC）标准IEC 61508及IEC 61511定义的专门用于工业过程的安全控制系统，用于对设备可能出现的故障进行动作，使生产装置按照规定的条件或者程序退出运行，从而使危险降低到最低程度，以保证人员、设备的安全或避免工厂周边环境的污染。

1、安全度等级（SIL）安全度等级是指在一定的时间和条件安全系统能成功执行其安全功能的概率，它是对风险降低能力和期望故障率的度量，是对系统可靠程度的一种衡量。

国际电工委员会C61508将过程安全度等级定义为4级（SILl～SIL4，其中SIL4用于核工业）。

SILl级：装置可能很少发生事故。

如发生事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。

SIL2级：装置可能偶尔发生事故。

如发生事对装置和产品有较大的影响，并有可能造成环境污染和人员伤亡，经济损失较大。

SIL3级：装置可能经常发生事故。

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。

石油和化工生产装置的安全度等级一般都低于SIL3级，采用SIL2级安全仪表系统基本上都能满足多数生产装置的安全需求。

在SIS联锁逻辑中，经常出现一取一、二取二、二取一、三取二等不同的配置方案。

那么这些不同的配置方案有什么不同了？2、SIS联锁逻辑几取几方案的不同点？在一般情况下，选择方案是根据SIL等级、工艺过程的特点、安全要求、可用性要求及合规性要求来确定的。

常见的测量仪表几取几方案包括：一取一：只要输入信号满足触发条件，就会触发联锁。

仪表有故障将可能触发联锁。

二取二：两个输入信号同时满足触发条件才会触发联锁。