蔡永橋 郭學(xué)良 （中海油油田建設(shè)工程分公司海管技術(shù)服務(wù)中心 天津 300452)

0 引言

在目前石油化工企業(yè)中，工藝控制系統(tǒng)（PCS）、應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)（ESD）、火氣監(jiān)測系統(tǒng)（F&G）已得到廣泛應(yīng)用，但在ESD系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用過程中出現(xiàn)了很多問題。本文以某平臺工程項(xiàng)目中ESD系統(tǒng)出現(xiàn)的實(shí)際問題為例，針對性地探討ESD系統(tǒng)在對現(xiàn)場控制盤控制過程中出現(xiàn)的問題及解決方案，同時進(jìn)一步引申出ESD系統(tǒng)Do點(diǎn)對設(shè)備邏輯控制需確定的幾個問題。

1 繼電隔離方案

在某平臺工程項(xiàng)目施工過程中，由于現(xiàn)場控制盤控制元件的故障造成平臺中控系統(tǒng)ESD系統(tǒng)數(shù)字量輸出卡件Do點(diǎn)熔斷器燒毀（熔斷器為2A），其控制原理及卡件示意圖如圖1、2所示。

圖1 控制原理圖

圖2 ESD卡件示意圖

經(jīng)過對電路進(jìn)行檢查，確認(rèn)卡件提供的點(diǎn)為無源開關(guān)量，和圖紙要求相符。核算電氣控制線路負(fù)荷為1.2A，檢查發(fā)現(xiàn)ESD卡件Do點(diǎn)熔斷器燒毀系接觸器KM1短路造成，由于設(shè)備現(xiàn)場盤控制電路熔斷器是5A，ESD卡件Do點(diǎn)熔斷器為2A，當(dāng)線路發(fā)生故障時，ESD卡件Do點(diǎn)熔斷器優(yōu)先動作，造成了檢修范圍的擴(kuò)大。針對該故障情況，采取了把電路的ESD卡件Do點(diǎn)和設(shè)備現(xiàn)場控制盤進(jìn)行繼電器隔離的措施，經(jīng)試驗(yàn)效果良好，修改后的電氣原理圖如圖3所示。

圖3 修改后的電氣原理圖

分析總結(jié)出ESD系統(tǒng)Do點(diǎn)對設(shè)備邏輯控制需確定的幾個問題：

1.1 有源卡件和無源卡件的區(qū)分

1.1.1 有源卡件的定義及應(yīng)用 有源卡件是卡件為外設(shè)元件提供電源，具體見圖4。

圖4 有源卡件簡圖

在實(shí)際工作中的應(yīng)用如圖5。

圖5 有源卡件實(shí)際應(yīng)用簡圖

1.1.2 無源卡件定義和應(yīng)用 無源卡件是卡件為外設(shè)元件提供開關(guān)量，外設(shè)元件電源由外部電源提供，具體見圖6。

圖6 無源卡件簡圖

在實(shí)際工作中的應(yīng)用如圖7。

圖7 無源卡件實(shí)際應(yīng)用簡圖

1.2 設(shè)備控制盤控制回路的負(fù)荷計算和ESD系統(tǒng)Do點(diǎn)的類型

1.2.1 檢查復(fù)核ESD系統(tǒng)Do點(diǎn)容量類型和電壓等級，在設(shè)計ESD系統(tǒng)對設(shè)備邏輯控制時，必須復(fù)核Do點(diǎn)的容量類型及電壓等級，ESD系統(tǒng)卡件Do點(diǎn)有有源和無源之分，確定有源和無源是保證設(shè)備邏輯控制正常和元件安全的關(guān)鍵，若ESD系統(tǒng)對設(shè)備邏輯控制需無源點(diǎn)錯誤接到卡件有源Do點(diǎn)上，將造成設(shè)備控制電路元件和中控ESD系統(tǒng)卡件損壞。

1.2.2 在設(shè)計ESD系統(tǒng)Do點(diǎn)對設(shè)備電氣控制系統(tǒng)邏輯控制時，需計算設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的負(fù)荷，需核對負(fù)荷計算結(jié)果和ESD系統(tǒng)Do點(diǎn)的容量相匹配，若ESD點(diǎn)的容量小于計算負(fù)荷，需加繼電隔離，以適應(yīng)設(shè)備電氣系統(tǒng)的負(fù)荷要求。

1.2.3 在設(shè)計ESD系統(tǒng)Do點(diǎn)對設(shè)備電氣控制系統(tǒng)邏輯控制時，需考慮元件質(zhì)量可靠性，若設(shè)備控制系統(tǒng)元件可靠性差，故障率高，為了ESD系統(tǒng)卡件的安全，需加繼電隔離，當(dāng)設(shè)備控制系統(tǒng)元件故障指示其系統(tǒng)熔斷器熔斷，保證中控ESD系統(tǒng)卡件運(yùn)行安全。

1.3 ESD系統(tǒng)Do點(diǎn)對設(shè)備電氣控制系統(tǒng)邏輯控制時采用繼電隔離的方法

1.3.1 有源卡件Do點(diǎn)加繼電隔離方法 有源卡件Do點(diǎn)加繼電隔離需注意3個問題：一是卡件輸出電壓等級和所加繼電器等級匹配；二是繼電器功率小于有源卡件的輸出功率，有一定冗余；三是所加繼電器可靠性高，故障率小。具體見圖8。

圖8 有源卡件Do點(diǎn)加繼電隔離簡圖

圖9 無源卡件Do點(diǎn)加繼電隔離簡圖

1.3.2 無源卡件Do點(diǎn)加繼電隔離方法 無源卡件Do點(diǎn)加繼電隔離需注意3個問題：一是卡件輸出電壓等級和所加繼電器等級匹配；二是無源卡件Do點(diǎn)的開關(guān)容量有一定冗余；三是所加繼電器可靠性高，故障率小。具體見圖9。

2 結(jié)論

通過加繼電隔離的方法，有效解決了某平臺ESD系統(tǒng)控制設(shè)備現(xiàn)場控制盤出現(xiàn)的因控制盤元件故障造成ESD系統(tǒng)Do點(diǎn)熔斷器燒毀的問題。通過該方法，較大程度地減小了故障點(diǎn)范圍，降低了故障排除和維修難度。該工程實(shí)例證明，可以在以后類似的ESD系統(tǒng)Do點(diǎn)控制設(shè)備現(xiàn)場控制盤工程項(xiàng)目中推廣應(yīng)用此方法?！?/p>

[1]李辛，薛欽林.電氣設(shè)計禁忌500例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2]閻士奇.常用電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)手冊[M].北京：中國電力出版社，2002.

[3]許立梓.實(shí)用電氣工程師手冊[M].廣州：廣東科技出版社，2002.