提高控制系统电源的可靠性 保证装置安全长周期运行

1、摘要：本文以联合装置为例，分析了控制系统电 源存在的问题，并给出解决的详细方案，论述了如何提高控制系统电源的可靠性。关键字：控制系统 单回路供电 冗余电源 UPS 提高控制系统电源的可靠性提高控制系统电源的可靠性 保证装置安全长周期运行保证装置安全长周期运行 石油化工装置具有易燃易爆有毒的特殊性，为了保证装置的安全平稳和长周期运行，现在的装置均采用先进的DCS和SIS系统，控制系统供电的可靠性对DCS和SIS系统的安全运行显得十分的关键，控制系统电源一旦发生失电故障，将会造成生产装置停车的风险。下面以西安石化分公司联合装置为例，探讨如何来提高控制系统的可靠性。一、装置简介 西安石化分公司联合装

2、置始建于2004年，由80104t/a常压装置、50104t/a催化裂化装置、4000nm3/h制氢装置、30104t/a柴油加氢装置、硫磺回收装置和水、汽、风等公用工程组成。近年来，新增了12104t/a气体分馏装置、4104t/aMTBE装置。整个装置运用1套横河CS3000DCS和由两台PLC搭建的1套ESD进行控制。 二、控制系统电源存在的问题 1、联合装置的DCS、ESD系统交流供电均为单回路供电，一旦交流电源出现故障，将使DCS、ESD无法工作，操作人员无法对装置控制，会直接造成整个装置的停工。 2、直流电源箱的交流供电为单回路供电，其为联锁仪表及现场仪表供电，一旦交流供电出现故障

3、，将对现场仪表造成影响，特别是联锁仪表失电后，联锁动作，将造成装置的停工。 3、装置用的直流电源箱，是按照N：1的冗余并联运行方式，虽然直流稳压电源内有运行保护电路，但直流稳压电源没有负载平衡功能，该功能可使所并联运行的直流稳压电源输出完全相同，保证所有电源能够安全、平稳、可靠地运行。所以不是真正的冗余电源。不符合SH/T3082-2003石油化工仪表供电系统设计规范要求。三、解决的方案1、联合装置中央控制室仪表电源主接线形式： 电源1 电源3 电源2 输出1 输出2 UPS1 UPS2 UPS的输入电源由三路提供，电源1、2作为UPS1、UPS2的一路输入，电源3通过隔离变压器作为UPS1、

4、UPS2的第二路交流输入。当电源1、2出现一路电源失电时，另外一路能够保证正常输出；由于合理的分配了仪表电源部分，不会造成对控制系统造成影响；从而提高了电源的可靠性。2、仪表电源部分配置图： 交流输入1 交流输入2 普通电源 将操作站分别接在两路电源上 24VDCDCSESDAC220/DC24V操作站工程师站机柜照明AC220/DC24V 1）交流输入1、2为经过UPS的输出1、2，普通电源为市电主要供给机柜的照明和风扇以及维修工作用电。 2）DCS、ESD电源由两路既交流输入1、2提供，当任意一路出现问题时，另外一路可保证系统正常运行，从而提高了系统供电的可靠性。将操作站按装置分接在两路电

5、源上。 3）直流电源箱的供电也由两路交流输入1、2提供，当任意一路出现问题时，另外一路可保证系统正常运行，保证为现场仪表和联锁仪表提供24VDC不中断，保障装置的安全运行。3、改造的具体内容： 1）交流部分：改变UPS接线方式。新增1面交流电源柜PCB3，作为交流输入2，安装总开开关，并通过分开关为各用电点提供交流输入2电源；原交流电源柜作PCB1作为交流输入1。2）直流部分：新增1面直流电源柜安装新购5台和原5台电源箱组成的2路交流输入的冗余AC220/DC24V电源箱，一路电源由PCB1备用回路供给（交流输入1），另一路电源由PCB3供给（交流输入2）；各操作站电源，按装置操作站的数量分开

6、接入交流输入1、2。 3）DCS部分：DCS增加四块冗余电源卡（FCS0101FCS0104；从交流电源柜PCB1来电源为交流输入1，从新增交流电源柜PCB3引出4路电源 （交流输入2）分别供给DCS控制站（FCS0101FCS0104）。各操作站电源，按装置操作站的数量分开接入交流输入1、2上。 4）ESD部分：从原交流电源柜PCB1来电源为交流输入1，从新增交流电源柜PCB3引出3路电源（交流输入2）通过开关分别供给ESD1#-3#站PLC；新增一面面直流电源柜PCB5，用于安装新增2路交流输入的18 台冗余AC220/DC24V电源箱。电源柜的供电一路电源由PCB1备用回路供给（交流输入

7、1），另一路电源由PCB3供给（交流输入2）；输出24VDC给ESD的卡件及现场电磁阀供电。ESD操作站电源分别接在交流输入1、2上。 5）气分、MTBE装置DCS控制站电源、AC220/DC24V电源箱电源一路由PCB1备用回路供给（交流输入1），一路由PCB3供给（交流输入2），4台AC220/DC24V电源箱安装在PCB3内；操作站电源分开接入交流输入1、2。四、改造后的效果 改造后的DCS、ESD控制系统电源，当电源1、电源2、电源3任何一路或两路及UPS1、UPS2任意一台出现故障时，DCS系统、ESD系统及室内、现场仪表将不受影响；加之冗余直流AC220/DC24V电源的采用，从而能大大提高DCS、ESD控制系统电源的可靠性，减少由于DCS、ESD控制系统电源造成的事故停工，保障生产装置的长周期运行。五、结论 控制系统是石油化工装置的控制的大