4. 联锁逻辑需求分析与功能规格书编制

联锁逻辑需求分析是集中控制PLC联锁设计从“工艺意图”走向“可编程实现”的桥梁。选煤厂的工艺流程图（PID/工艺流程图）和操作规程描述的是“设备之间应当怎样配合、什么情况下不许动作”，而PLC程序需要的是“哪一个信号在什么条件下置位/复位哪一路输出”。需求分析的任务，就是把前者翻译成后者，并固化为可评审、可测试、可追溯的功能规格书。本节围绕三条主线展开：从流程图和规程提取联锁条件、定义设备启动/停止允许条件、编制联锁功能表与需求规格说明书。

一、从工艺流程图与操作规程提取联锁条件

提取联锁条件时，应以“物料流”和“设备保护”两个视角同时扫描流程图。物料流视角关注上下游关系：原煤经给煤机→皮带→筛分→破碎→入选→脱水→产品，任何下游设备未运行，上游设备不得单独启动或必须延时停机，否则会造成堵料、压皮带、跑冒滴漏。设备保护视角关注单机自身的安全边界：电机温度、轴承温度、油压、料位、跑偏、打滑、堵塞、急停等，这些信号往往来自现场传感器和保护装置，是联锁的“触发源”。

操作规程则提供了时序与例外信息，例如“启动顺序为逆煤流、停机顺序为顺煤流”“皮带启动前须先响铃预警10 s”“破碎机必须在给料皮带停止后才能停机”“重介系统密度未稳定前不得开启合格介质泵”等。这些条款直接决定联锁的方向、延时和允许条件。实际提取时建议逐条编号，形成“条件来源—工艺描述—信号点—逻辑动作”的对应关系，避免遗漏和歧义。

二、定义设备启动/停止允许条件

启动允许条件回答“这台设备现在能不能启动”，停止允许条件回答“这台设备现在能不能停”。二者都不是单一信号，而是若干条件的逻辑组合。以一条入选原煤皮带（编号B101）为例，其启动允许条件可定义为：下游设备B102运行反馈为1、本机无故障（跑偏、打滑、拉绳、急停均为0）、就地/集中选择在集中位、上游给煤机未运行（防止带载启动）、启动预警已发出且满10 s。这些条件全部满足时，PLC输出“B101启动允许”中间变量，操作员画面上的启动按钮才由灰变亮。

停止允许条件则要区分正常停机与联锁停机。正常停机要求上游设备已停、皮带上物料已排空（可用运行电流低于空载阈值或延时判断），避免带料停机后重载启动。联锁停机不允许设置“停止允许”，而是由保护信号直接触发，且优先级最高。工程上常把停机分为三类：故障联锁停机（立即或短延时）、工艺联锁停机（按顺煤流延时）、操作正常停机（受排空条件约束）。在规格书中必须写清每类停机的触发源、延时和是否允许旁路。

三、编制联锁功能表

联锁功能表是把提取出的条件结构化、可核对的核心交付物。每一行对应一条独立联锁，字段应能直接支撑编程和测试。以下为示例（参数为教学假设，实际以工艺设计和设备说明书为准）：

编制功能表时有几条实用规则：一是每条联锁必须有唯一编号，便于程序注释、画面报警和测试用例引用；二是触发条件要写到信号级，避免“设备故障”这类笼统描述；三是动作对象要明确到设备编号，涉及多台设备时写清联动范围；四是延时值必须标注单位并说明依据（如防止抖动、等待排空）；五是复位方式要区分自动复位、手动复位和现场复位，涉及人身安全的联锁必须现场复位。

四、需求规格说明书的组织与评审

联锁需求规格说明书是在功能表基础上的完整化文档，通常包含：适用范围与系统边界、术语与设备编号规则、I/O信号清单及信号类型（DI/DO/AI/AO）、联锁功能表、典型时序说明（启动预警、逆煤流启动、顺煤流停机）、异常与旁路管理规定、验收判据和变更记录。其中信号清单要与功能表中的触发条件一一对应，做到“表中有条件、清单有信号、程序有变量、画面有报警”的四对应关系。

评审时应重点检查三类问题：条件遗漏（如只考虑跑偏未考虑打滑）、逻辑矛盾（如某设备既被要求禁启又被联锁启动）、优先级冲突（急停与工艺停机同时触发时谁优先）。建议用“场景走查法”：选取正常启动、单机故障、下游堵塞、急停四类场景，逐条核对功能表输出是否符合操作规程。规格书经工艺、电气、控制三方会签后冻结版本，后续变更走变更记录，避免现场调试时口头修改导致程序与文档脱节。

完成上述工作后，设计人员手中应形成三份可直接使用的成果：带编号的联锁条件清单、逐行可编程的联锁功能表、以及包含信号清单和验收判据的需求规格说明书。它们共同构成PLC联锁程序设计的输入，也是后续编程、仿真测试和现场调试的对照基准。