DO回路供電改進(jìn)方案在催化裂化的應(yīng)用

張昕藝

摘要：遼陽(yáng)石化新建220萬(wàn)噸/年重油催化裂化裝置的儀表集散控制系統(tǒng)（DCS）采用霍尼韋爾公司的PKS系統(tǒng)，其中電磁閥的控制命令由開(kāi)關(guān)量輸出回路（DO回路）實(shí)現(xiàn)，回路通過(guò)繼電器觸點(diǎn)的吸合與斷開(kāi)來(lái)控制回路供電，開(kāi)關(guān)量設(shè)備控制回路的供電接線方式對(duì)異常情況下的控制效果有很大影響，當(dāng)回路有故障接地時(shí)，不當(dāng)?shù)墓╇娊泳€方式會(huì)造成邏輯無(wú)法動(dòng)作，對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)影響。方案通過(guò)改進(jìn)24VDC供電電源正、負(fù)端接線方式，構(gòu)成事故安全型回路，確保DO回路故障接地時(shí)電磁閥仍能失電動(dòng)作，在不引起生產(chǎn)波動(dòng)的前提下及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除異常情況。

關(guān)鍵詞：PKS;事故安全型;供電

1 引言

隨著新型化工企業(yè)項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施，儀表自動(dòng)化程度日漸提高，人為干預(yù)逐漸減少，這對(duì)儀表自動(dòng)化控制的可靠性提出了更高的要求。除SIL級(jí)別較高的重大事故緊急停車(chē)安全儀表系統(tǒng)（SIS）以外，在日常生產(chǎn)控制過(guò)程中所應(yīng)用的集散控制系統(tǒng)（DCS），其回路供電的安全性與可靠性也應(yīng)受到關(guān)注。本文引用催化裂化裝置對(duì)電磁閥的控制方案舉例，通過(guò)改進(jìn)PKS系統(tǒng)DO回路中24VDC供電的接線方式，達(dá)到故障安全的目的。

2.PKS系統(tǒng)介紹

2.1簡(jiǎn)介

PKS（Process Knowledge System）系統(tǒng)是一個(gè)將整個(gè)工廠的商業(yè)信息系統(tǒng)與生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)統(tǒng)一在一個(gè)平臺(tái)上的自動(dòng)化系統(tǒng)，它繼承了傳統(tǒng)DCS的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又融合新的技術(shù)突破，是一套比TPS及PlantScape系統(tǒng)更趨完善的控制系統(tǒng)。

PKS系統(tǒng)由交換機(jī)、防火墻、C300控制器及C系列I/O卡件組成。

防火墻：支持冗余，8+1口（FTE交換機(jī)），具有廣播信息風(fēng)暴抑制，控制器不受上層IP網(wǎng)絡(luò)通訊量的影響，也可以選擇光纖接口。

C300控制器：上位通訊，Peer to Peer點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，IOLINK1/2 IO通訊，確定性控制執(zhí)行環(huán)境。

C系列I/O卡件：包括數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、模擬量輸入、模擬量輸出四種，都支持冗余配置，模擬量模塊支持HART協(xié)議。數(shù)字量輸入卡：32路數(shù)字量通道，24VDC輸入，可選擇冗余配置;數(shù)字量輸出卡：32路數(shù)字量通道，24VDC觸點(diǎn)輸出，可選擇冗余配置。

2.2數(shù)字量輸出（Digital Output）回路

干觸點(diǎn)：PKS不配電;濕觸點(diǎn)：PKS配電或繼電器配電，需接入電源。

用于啟停命令、開(kāi)關(guān)命令，只有通、斷兩種狀態(tài)，常用1表示接通，0表示斷開(kāi)。

現(xiàn)場(chǎng)DO回路常用濕觸點(diǎn)，由DO卡、繼電器、24VDC電源、接線端子及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（電磁閥或電機(jī)）組成。當(dāng)DO卡有輸出時(shí)，繼電器線圈帶電，NO接點(diǎn)閉合，24VDC電送到現(xiàn)場(chǎng)，電磁閥帶電閥門(mén)打開(kāi);當(dāng)DO卡無(wú)輸出時(shí)，繼電器線圈失電，NO接點(diǎn)斷開(kāi)，24VDC電送不到現(xiàn)場(chǎng)，電磁閥失電閥門(mén)關(guān)閉。

3.DO回路事故安全型供電方案

非事故安全型供電：24VDC電源負(fù)端與控制端繼電器相連接，正端與現(xiàn)場(chǎng)端端子相連接。若繼電器到端子接線突然故障接地，24VDC+始終為現(xiàn)場(chǎng)供電，電磁閥無(wú)法失電，控制端失去控制作用，閥處于失控開(kāi)狀態(tài)，為生產(chǎn)安全帶來(lái)隱患。

事故安全型供電接法：24VDC電源正端與控制端繼電器相連接，負(fù)端與現(xiàn)場(chǎng)端端子相連接，如圖2所示。若正常電磁閥帶電閥開(kāi)狀態(tài)時(shí)，繼電器到端子接線突然故障接地，可確保24VDC電無(wú)法供給現(xiàn)場(chǎng)，電磁閥失電閥門(mén)關(guān)閉，閥處于故障安全狀態(tài)。

4.催化裂化裝置DO回路應(yīng)用改造舉例

汽包D901B放空聯(lián)鎖邏輯（如圖3）：

當(dāng) PI5102B壓力值高于4.4MPa時(shí)打開(kāi)切斷閥XCV5101B（電磁閥XSV5101B帶電），低于4.22MPa時(shí)關(guān)閉切斷閥XCV5101B（電磁閥XSV5101B失電），在4.22MPa和4.4MPa之間時(shí)切斷閥XCV5101B和電磁閥XSV5101B保持前一狀態(tài)。

原DO回路（切斷閥XCV5101B控制回路）供電方案：24VDC電源負(fù)端與控制端繼電器相連接，正端與電磁閥XSV5101B端子相連接。事故安全型供電改進(jìn)方案：24VDC電源正端與控制端繼電器相連接，負(fù)端與電磁閥XSV5101B端子相連接，如圖4、5所示。確保繼電器到端子接線故障接地時(shí)，電磁閥XSV5101B失電、切斷閥XCV5101B關(guān)閉處于事故安全狀態(tài)。

5.優(yōu)勢(shì)及意義

DO回路供電方案的改進(jìn)對(duì)于催化裂化的生產(chǎn)安全具有重大意義，這種供電方式避免了因線路故障而造成的兩位式切斷閥不可控狀態(tài)，有利于故障的迅速發(fā)現(xiàn)和解決，有效規(guī)避了風(fēng)險(xiǎn)，為打造事故安全型工廠創(chuàng)造必要條件。

參考文獻(xiàn)

[1]楊東方，程建華.淺談DCS系統(tǒng)的供電. 鄭煤集團(tuán)龍力水泥有限責(zé)任公司，2014（19）

[2]李康福. 煉油化工儀表系統(tǒng)供電方式改進(jìn)與應(yīng)用.茂名石化，2014.

[3]任泓. 提高儀表供電系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法的探析. 中國(guó)石油工程設(shè)計(jì)撫順?lè)止荆?009.