本规定适用于化工装置过程参数信号报警与安全联锁系统的设计。 HG/T 20511-2000 信号报警、安全连锁系统设计规定 HG/T20511-2000 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国行业标准
信号报警、安全联锁系统设计规定Design Code for Signal Alarm and Safety Interlock SystemHG/T20511-2000
主编单位：东华工程公司
批准部门：国家石油和化学工业局实施日期：二〇〇一年六月一日全国化工工程建设标准编辑中心（原化工部工程建设标准编辑中心）2001北京
1.0.1本规定适用于化工装置过程参数信号报警与安全联锁系统的设计。1.0.2信号报警，安全联锁系统的设计，必须满足化工过程的要求：应尽量采用简明的线路，使得中间环节最少。
1.0.3信号报警、安全联锁系统的选型与安装，应根据环境条件采用合适的型式与防护措施：必须根据装置的危险区域划分要求采用合适的防爆等级。1.0.4
相关标准如下
HG/T20509
HG/T20510
HG/T20512
《仪表供电设计规定》
《仪表供气设计规定》
《仪表配管配线设计规定》
在执行本规定时，尚应符合国家现行有关标准的要求。215
2信号报警系统
2.1基本原则
信号报警系统应以声光形式表示过程参数越限和/或设备异常状态。2.1.2般信号报警系统应由发讯装置、逻辑单元、灯光显示单元、音响单元、按钮及电源装置等组成。
2.1.3般信号报警系统宜采用一体化的闪光报警器。2.1.4当过程控制系统采用分散型控制系统（DCS）或可编程序逻辑控制器（PLC)时，般信号报警系统应采用DCS/PLC实现。当过程参数接近联锁设定点，宜设置预报警；当过程参数达到联锁设定点，从2.1.5
而产生联锁动作的同时，也应进行报警。2.2逻辑单元
规模较小，逻辑关系简单的信号报警系统的逻辑单元宜采用继电器组成。2.2.1
规模较大、逻辑关系复杂的信号报警系统的逻辑单元宜采用以微处理器为基2.2.2
础的插卡式模件组成。
2.3灯光显示单元
当信号报警系统中既有首出报警点又有一般报警点时，其灯光显示单元应分开排列。
2.3.2在化工装置中，红色灯光应表示越限报警或危急状态；黄色灯光应表示预报警，或非首出报警：绿色灯光应表示运转设备或工艺参数处于正常运行状态。2.3.3
应采用闪光、平光或熄灭表示报警顺序的不同状态。灯光显示单元上应标注报警点名称和/或报警点位号。2.4音响单元
2.4.1可采用不同声音或音调的音响报警器区分不同的报警系统或区域、报警功能以及报警程度。
2.4.2音响报警器的音量应高于背景噪声，在其附近区域应能清晰地听到。2.4.3对于重要场合可采用语音报警器以提示操作人员应立即响应，并可提示相应的操作方法。
2.5按钮
2.5.1应根据报警顺序需要选择按钮，如试验按钮、消音按钮、确认按钮、复位按钮和首出复位按钮等。
2.5.2在化工装置中，确认按钮宜采用黑色，试验按钮宜采用白色，其它按钮可根据具体情况采用合适的颜色。
2.6辅助输出
2.6.1灯光报警器的辅助输出可表示个或一组报警点信息，可用于远距离报警、记录或控制。
当辅助输出接点连至顺序事件记录仪时，其从报警器接点输入到辅助接点输2.6.2
出的延迟时间，必须不改变事件的记录顺序。2.6.3
当辅助输出接点用于控制或联锁时，宜选用跟随灯光信号输出方式。2.7用DCS/PLC实现的信号报警bzxz.net
2.7.1CRT显示的报警信息应包括报警程度、报警参数当前值、报警设定值、文字描述及其它信息，并宜按此顺序排列。对于重要报警点还可设置操作指导画面，帮助操作人员及时、正确地处理问题。
除采用常规方法外（参见2.4节），可在DCS/PLC内部通过改变声音振荡频率2.7.2
或振荡幅度的方法区分不同的报警功能或报警程度。消音、确认等功能按钮可采用显示于屏幕的“软开关”，也可采用操作键盘上的2.7.3
专用按键。
2.7.4对于重要报警点除采用CRT显示外.应另外设置独立的灯光显示单元。灯光显示单元可安装在辅助操作台上。发讯装置
一般的信号报警可选用单独的报警开关，也可选用带输出接点的仪表，或DCS/PLC系统的内部接点作为发讯装置。2.8.2
对生产过程影响重大的操作监视点，应采用开关量传感器作为发讯装置。2.9
报警顺序
应根据过程特点、操作要求及报警信号种类等选择报警顺序。一般闪光报警序见表2.9.2。
区别首出信号的闪光报警顺序见表2.9.3。区别瞬时信号的闪光报警顺序见表2.9.4。表2.9.2
过程状态
报警信号输人
按动确认按钮
报警信号消失
试验按钮动作
过程状态
首出信号输入
按动确认按钮
报警信号消失
试验按钮动作
灯光显示
首出灯光显示
一般闪光报誉顺序
区别首出信号的闪光报警顺序
其它灯光显示
运行正常
试验、检查
其它信号输入
运行正常
试验、检查
过程状态
报警信号输入
(消音)
瞬时信号
持续信号
报警信号消失
试验按钮动作
区别瞬时信号的闪光报警顺序
灯光显示
无报警信号输入
试验、检查
安全联锁系统
基本原则
3.1.1安全联锁系统包括传感器、逻辑单元和最终执行元件。当过程达到预定条件时，安全联锁系统即动作，将过程带人安全状态。3.1.2应根据对过程的危险性分析、过程与设备的保护要求与安全要求等确定安全联锁系统的主要功能。
3.1.3安全联锁系统可按照对其的安全性能要求分1、2、3级。安全等级愈高，意味着安全联锁系统的安全功能愈强。3.1.4安全联锁系统应设计成一旦将其过程带入安全状态，则该状态将一直保持室复位信号产生为止。
安全联锁系统的复位信号应采用手动方式给出。3.1.6一般情况下，应提供独立于逻辑单元的手动设施，用于直接操纵最终执行元件将过程带人或保持在安全状态。3.1.7一般情况下，安全联锁系统应设计为当能源中断又恢复后，过程不应自动再启动。
3.1.8当多个单元或装置的安全联锁功能在套安全联锁系统内完成时，其共用部分必须符合最高的安全等级要求。非安全联锁功能的动作也由安全联锁系统完成时，不得干扰或危及系统的安3.1.9
全功能。
3.1.10安全联锁系统与过程控制系统之间的联系一般包括传感器、逻辑单元、最终执行元件及二者之间的通讯等四个方面。当过程控制系统失效时，不应影响安全联锁系统的安全功能。
3.2传感器
传感器的独立性准则如下：
对于1级安全联锁系统，其传感器可与过程控制系统共用：器；
2对于2级安全联锁系统，其传感器宜与过程控制系统分开：3对于3级安全联锁系统，其传感器宜与过程控制系统分开，宜采用相异的传感4
当采用允余的传感器时，可同时用于安全联锁系统和过程控制系统。传感器的穴余准则如下：
对于1级安全联锁系统，可采用单一的传感器；对于2级安全联锁系统，宜采用允余的传感器：2
对于3级安全联锁系统，宜采用余的传感器；传感器宜采用相异形式3
4对于穴余的传感器，当重点考虑系统的安全性时，应采用二取一逻辑结构；当重点考虑系统的可应用性时，应采用二取二逻辑结构；当系统的安全性和可应用性均需保障时，一般应采用三取二逻辑结构。3.3最终执行元件
3.3.1最终执行元件可以是安全联锁系统专用的切断阀、与过程控制系统共用的控制阀或是电机启动器。气动控制阀或切断阀上均应带有接受联锁控制信号的电磁阀。3.3.2阀门的独立性准则如下：
1对于1级安全联锁系统，其阀门可与过程控制系统共用；必须确保安全联锁系统的动作优先于过程控制系统的动作：对于2级安全联锁系统，其阀门宜与过程控制系统分开；2
对于3级安全联锁系统，其阀门应与过程控制系统分开；当采用元余的阀门时，可同时用于安全联锁系统和过程控制系统。阀门的余准则如下：
对于1级安全联锁系统，可采用单一的阀门：对于2级安全联锁系统，宜采用亢余的阀门，如采用单一的阀门，则配套的电磁2
阀应穴余配置：
对于3级安全联锁系统，应采用穴余的阀门，配套的电磁阀应穴余配置：3
对于余的阅门，可优先考虑其中一个采用控制阀。电磁阀的其它配合准则如下：
应选用单电控型电磁阀；
控制阀上的电磁阀应安装在阀门定位器与执行机构之间；电磁阀放空口应有适当的防堵塞措施。221
3.3.5马达启动器的配合准则如下：马达启动器可共用于过程控制系统和安全联锁系统；1
2马达启动器可不采用余配置。必要时可采用穴余的接点接人电气控制回路中。
3.4逻辑单元
3.4.1安全联锁系统的逻辑单元可由继电器系统、可编程序电子系统构成，也可根据需要由其混合构成。
3.4.2逻辑单元的技术选择如下：1继电器系统
继电器系统可用于输人输出点数较少、逻辑功能简单的场合。2可编程序电子系统
（1）可编程序电子系统可以是可编程序逻辑控制器（PLC）、分散型控制系统（DCS）或其它以微处理器为基础的专用系统，不得采用个人计算机用于安全联锁系统。（2）在下列情况下，可采用可编程序电子系统：有大量的输入/输出信号，或有许多模拟量信号；一逻辑需求复杂，或逻辑中含有运算：一需要与过程控制系统进行大量的数据通讯；不同的操作状况需要有不同的联锁设定点。3.4.3逻辑单元的独立性准则如下1对于1级安全联锁系统，其逻辑单元宜与过程控制系统分开，可采用相同或相异形式：
2对于2级安全联锁系统，其逻辑单元宜与过程控制系统分开，宜采用相异形式。过程控制系统与安全联锁系统应慎重采用相同形式；3对于3级安全联锁系统，其逻辑单元应与过程控制系统分开，应采用相异形式：4如某专用的控制系统（如透平控制系统）中含有安全联锁功能和过程控制功能，则该控制系统应符合安全等级要求。3.4.4逻辑单元的穴余准则如下：1对于1级安全联锁系统，可采用单一的逻辑单元；2对于2级安全联锁系统，宜采用穴余的逻辑单元。如采用可编程序电子系统，其中央处理单元、电源模块宜余设置；222
3对于3级安全联锁系统，宜采用允余的逻辑单元。如采用可编程序电子系统，其中央处理单元、电源模块、输入/输出模块及通讯网络与接口等应亢余设置。3.4.5安全联锁系统应具有符合安全等级要求的故障诊断措施。故障诊断应包括系统的所有单元，如传感器逻辑单元与最终执行单元。3.4.6安全联锁系统的软件应符合安全等级的要求。3.5通讯与接口
安全联锁系统与过程控制系统之间的通讯不得影响安全联锁系统将过程带人安全状态的能力。可采用下列通讯方式：1
硬接线通讯；
网络通讯。
3.5.2操作员接口的设计应确保在其失效时，操作员仍有适当的备用措施将过程带入安全状态，且安全联锁系统的自动功能不会受到影响。操作员接口的设计一般应遵循下列原则：
安全联锁系统中与安全等级有关的状态信息应作为操作员接口的组成部分；1
安全联锁系统的应用软件应不能通过操作员接口进行修改：2
安全联锁系统可与过程控制系统共用CRT等显示设备3
4与过程控制系统相连时可使用其有关设备（如打印机）完成顺序事件记录(SOE）、报警登录及报告等功能；5与安全联锁系统相连的打印机在其故障、关闭、缺纸等异常情况下不应影响安全联锁系统的安全功能。
维护/工程师接口的设计应确保在其失效时仍不会影响安全联锁系统将过程3.5.3
带人安全状态。维护/工程师接口应具有下列功能：对安全联锁系统的操作模式、程序、数据、测试、旁路及维护等进行访问的安全1
保护；
对安全联锁系统的诊断、表决及差错处理等功能的访问；3
对应用软件的访问：
对用于安全联锁系统故障诊断数据的访问。223
本规定用词说明
本规定条文中要求执行严格程度不同的用词，说明如下：1表示很严格、非这样做不可的用词正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。2表示严格，在正常情况下均应这样做的用词正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”。3表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”。表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”224
信号报警、安全联锁系统设计规定HG/T20511-2000
条文说明
1.0.2大多数化工过程均要求信号报警、安全联锁系统采用失效安全（fail safe）的原则。所谓的失效安全是指系统或设备在特定的故障发生时转人预定义的安全状态的能力。原则上，一个系统的失效率是组成系统的各环节（如传感器、逻辑单元与最终执行元件）的失效率之和。组成系统的环节愈少，系统的失效率愈低，也即系统的可靠度愈高。因此，在信号报警、安全联锁系统中应慎重采用诸如信号隔离器、转换器、安全栅以及中间继电器等中间环节。
化工生产装置中的仪表与设备经常会有防腐、防尘、防水、防震、防电磁干扰以1.0.3
及防爆等要求。
2信号报警系统
2.1.3体化的闪光报警器可以是灯光显示单元与逻辑单元安装在一个壳体内、逻辑单元通常采用CMOS电路组成的单回路或多回路闪光报警器：也可以是以微处理器为基础的积本式信号报警系统。2.1.4即使过程控制系统采用了DCS/PLC，在下列情况下，一般仍需采用独立的信号报警系统：
(1）对于关键的过程参数需要经常监视其状态，或某些能够引起其它参数报警的225
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