張昕藝

摘要：遼陽石化新建220萬噸/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關(guān)量輸出回路（DO回路）實現(xiàn)，回路通過繼電器觸點的吸合與斷開來控制回路供電，開關(guān)量設備控制回路的供電接線方式對異常情況下的控制效果有很大影響，當回路有故障接地時，不當?shù)墓╇娊泳€方式會造成邏輯無法動作，對生產(chǎn)帶來影響。方案通過改進24VDC供電電源正、負端接線方式，構(gòu)成事故安全型回路，確保DO回路故障接地時電磁閥仍能失電動作，在不引起生產(chǎn)波動的前提下及時發(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)項目的建設實施，儀表自動化程度日漸提高，人為干預逐漸減少，這對儀表自動化控制的可靠性提出了更高的要求。除SIL級別較高的重大事故緊急停車安全儀表系統(tǒng)（SIS）以外，在日常生產(chǎn)控制過程中所應用的集散控制系統(tǒng)（DCS），其回路供電的安全性與可靠性也應受到關(guān)注。本文引用催化裂化裝置對電磁閥的控制方案舉例，通過改進PKS系統(tǒng)DO回路中24VDC供電的接線方式，達到故障安全的目的。

2.PKS系統(tǒng)介紹

2.1簡介

PKS（Process Knowledge System）系統(tǒng)是一個將整個工廠的商業(yè)信息系統(tǒng)與生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)統(tǒng)一在一個平臺上的自動化系統(tǒng)，它繼承了傳統(tǒng)DCS的優(yōu)點，同時又融合新的技術(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、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），具有廣播信息風暴抑制，控制器不受上層IP網(wǎng)絡通訊量的影響，也可以選擇光纖接口。

C300控制器：上位通訊，Peer to Peer點對點通訊，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觸點輸出，可選擇冗余配置。

2.2數(shù)字量輸出（Digital Output）回路

干觸點：PKS不配電;濕觸點：PKS配電或繼電器配電，需接入電源。

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

現(xiàn)場DO回路常用濕觸點，由DO卡、繼電器、24VDC電源、接線端子及現(xiàn)場設備（電磁閥或電機）組成。當DO卡有輸出時，繼電器線圈帶電，NO接點閉合，24VDC電送到現(xiàn)場，電磁閥帶電閥門打開;當DO卡無輸出時，繼電器線圈失電，NO接點斷開，24VDC電送不到現(xiàn)場，電磁閥失電閥門關(guān)閉。

3.DO回路事故安全型供電方案

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

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

4.催化裂化裝置DO回路應用改造舉例

汽包D901B放空聯(lián)鎖邏輯（如圖3）：

當 PI5102B壓力值高于4.4MPa時打開切斷閥XCV5101B（電磁閥XSV5101B帶電），低于4.22MPa時關(guān)閉切斷閥XCV5101B（電磁閥XSV5101B失電），在4.22MPa和4.4MPa之間時切斷閥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方案：24VDC電源正端與控制端繼電器相連接，負端與電磁閥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，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)勢及意義

DO回路供電方案的改進對于催化裂化的生產(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)避了風險，為打造事故安全型工廠創(chuàng)造必要條件。

參考文獻

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