DO回路供電改進方案在催化裂化的應用

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（DCS）采用霍尼韋爾公司的PKS系統，其中電磁閥的控制命令由開關量輸出回路（DO回路）實現，回路通過繼電器觸點的吸合與斷開來控制回路供電，開關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，不當的供電接線方式會造成邏輯無法動作，對生產帶來影響。方案通過改進24VDC供電電源正、負端接線方式，構成事故安全型回路，確保DO回路故障接地時電磁閥仍能失電動作，在不引起生產波動的前提下及時發現并排除異常情況。

關鍵詞：PKS;事故安全型;供電

1 引言

隨著新型化工企業項目的建設實施，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（SIS）以外，在日常生產控制過程中所應用的集散控制系統（DCS），其回路供電的安全性與可靠性也應受到關注。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系統介紹

2.1簡介

PKS（Process Knowledge System）系統是一個將整個工廠的商業信息系統與生產過程控制系統統一在一個平臺上的自動化系統，它繼承了傳統DCS的優點，同時又融合新的技術突破，是一套比TPS及PlantScape系統更趨完善的控制系統。

PKS系統由交換機、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，確定性控制執行環境。

C系列I/O卡件：包括數字輸入、數字輸出、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協議。數字量輸入卡：32路數字量通道，24VDC輸入，可選擇冗余配置;數字量輸出卡：32路數字量通道，24VDC觸點輸出，可選擇冗余配置。

2.2數字量輸出（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、開關命令，只有通、斷兩種狀態，常用1表示接通，0表示斷開。

現場DO回路常用濕觸點，由DO卡、繼電器、24VDC電源、接線端子及現場設備（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電送不到現場，電磁閥失電閥門關閉。

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，為生產安全帶來隱患。

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

4.催化裂化裝置DO回路應用改造舉例

汽包D901B放空聯鎖邏輯（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。

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關閉處于事故安全狀態。

5.優勢及意義

DO回路供電方案的改進對于催化裂化的生產安全具有重大意義，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，有利于故障的迅速發現和解決，有效規避了風險，為打造事故安全型工廠創造必要條件。

參考文獻

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

[2]李康福. 煉油化工儀表系統供電方式改進與應用.茂名石化，2014.

[3]任泓. 提高儀表供電系統可靠性設計方法的探析. 中國石油工程設計撫順分公司，2009.