提高控制系統(tǒng)電源的可靠性保證裝置安全長周期運行_第1頁
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1、摘要:本文以聯(lián)合裝置為例,分析了控制系統(tǒng)電 源存在的問題,并給出解決的詳細方案,論述了如何提高控制系統(tǒng)電源的可靠性。關鍵字:控制系統(tǒng) 單回路供電 冗余電源 UPS 提高控制系統(tǒng)電源的可靠性提高控制系統(tǒng)電源的可靠性 保證裝置安全長周期運行保證裝置安全長周期運行 石油化工裝置具有易燃易爆有毒的特殊性,為了保證裝置的安全平穩(wěn)和長周期運行,現(xiàn)在的裝置均采用先進的DCS和SIS系統(tǒng),控制系統(tǒng)供電的可靠性對DCS和SIS系統(tǒng)的安全運行顯得十分的關鍵,控制系統(tǒng)電源一旦發(fā)生失電故障,將會造成生產(chǎn)裝置停車的風險。下面以西安石化分公司聯(lián)合裝置為例,探討如何來提高控制系統(tǒng)的可靠性。一、裝置簡介 西安石化分公司聯(lián)合裝

2、置始建于2004年,由80104t/a常壓裝置、50104t/a催化裂化裝置、4000nm3/h制氫裝置、30104t/a柴油加氫裝置、硫磺回收裝置和水、汽、風等公用工程組成。近年來,新增了12104t/a氣體分餾裝置、4104t/aMTBE裝置。整個裝置運用1套橫河CS3000DCS和由兩臺PLC搭建的1套ESD進行控制。 二、控制系統(tǒng)電源存在的問題 1、聯(lián)合裝置的DCS、ESD系統(tǒng)交流供電均為單回路供電,一旦交流電源出現(xiàn)故障,將使DCS、ESD無法工作,操作人員無法對裝置控制,會直接造成整個裝置的停工。 2、直流電源箱的交流供電為單回路供電,其為聯(lián)鎖儀表及現(xiàn)場儀表供電,一旦交流供電出現(xiàn)故障

3、,將對現(xiàn)場儀表造成影響,特別是聯(lián)鎖儀表失電后,聯(lián)鎖動作,將造成裝置的停工。 3、裝置用的直流電源箱,是按照N:1的冗余并聯(lián)運行方式,雖然直流穩(wěn)壓電源內(nèi)有運行保護電路,但直流穩(wěn)壓電源沒有負載平衡功能,該功能可使所并聯(lián)運行的直流穩(wěn)壓電源輸出完全相同,保證所有電源能夠安全、平穩(wěn)、可靠地運行。所以不是真正的冗余電源。不符合SH/T3082-2003石油化工儀表供電系統(tǒng)設計規(guī)范要求。三、解決的方案1、聯(lián)合裝置中央控制室儀表電源主接線形式: 電源1 電源3 電源2 輸出1 輸出2 UPS1 UPS2 UPS的輸入電源由三路提供,電源1、2作為UPS1、UPS2的一路輸入,電源3通過隔離變壓器作為UPS1、

4、UPS2的第二路交流輸入。當電源1、2出現(xiàn)一路電源失電時,另外一路能夠保證正常輸出;由于合理的分配了儀表電源部分,不會造成對控制系統(tǒng)造成影響;從而提高了電源的可靠性。2、儀表電源部分配置圖: 交流輸入1 交流輸入2 普通電源 將操作站分別接在兩路電源上 24VDCDCSESDAC220/DC24V操作站工程師站機柜照明AC220/DC24V 1)交流輸入1、2為經(jīng)過UPS的輸出1、2,普通電源為市電主要供給機柜的照明和風扇以及維修工作用電。 2)DCS、ESD電源由兩路既交流輸入1、2提供,當任意一路出現(xiàn)問題時,另外一路可保證系統(tǒng)正常運行,從而提高了系統(tǒng)供電的可靠性。將操作站按裝置分接在兩路電

5、源上。 3)直流電源箱的供電也由兩路交流輸入1、2提供,當任意一路出現(xiàn)問題時,另外一路可保證系統(tǒng)正常運行,保證為現(xiàn)場儀表和聯(lián)鎖儀表提供24VDC不中斷,保障裝置的安全運行。3、改造的具體內(nèi)容: 1)交流部分:改變UPS接線方式。新增1面交流電源柜PCB3,作為交流輸入2,安裝總開開關,并通過分開關為各用電點提供交流輸入2電源;原交流電源柜作PCB1作為交流輸入1。2)直流部分:新增1面直流電源柜安裝新購5臺和原5臺電源箱組成的2路交流輸入的冗余AC220/DC24V電源箱,一路電源由PCB1備用回路供給(交流輸入1),另一路電源由PCB3供給(交流輸入2);各操作站電源,按裝置操作站的數(shù)量分開

6、接入交流輸入1、2。 3)DCS部分:DCS增加四塊冗余電源卡(FCS0101FCS0104;從交流電源柜PCB1來電源為交流輸入1,從新增交流電源柜PCB3引出4路電源 (交流輸入2)分別供給DCS控制站(FCS0101FCS0104)。各操作站電源,按裝置操作站的數(shù)量分開接入交流輸入1、2上。 4)ESD部分:從原交流電源柜PCB1來電源為交流輸入1,從新增交流電源柜PCB3引出3路電源(交流輸入2)通過開關分別供給ESD1#-3#站PLC;新增一面面直流電源柜PCB5,用于安裝新增2路交流輸入的18 臺冗余AC220/DC24V電源箱。電源柜的供電一路電源由PCB1備用回路供給(交流輸入

7、1),另一路電源由PCB3供給(交流輸入2);輸出24VDC給ESD的卡件及現(xiàn)場電磁閥供電。ESD操作站電源分別接在交流輸入1、2上。 5)氣分、MTBE裝置DCS控制站電源、AC220/DC24V電源箱電源一路由PCB1備用回路供給(交流輸入1),一路由PCB3供給(交流輸入2),4臺AC220/DC24V電源箱安裝在PCB3內(nèi);操作站電源分開接入交流輸入1、2。四、改造后的效果 改造后的DCS、ESD控制系統(tǒng)電源,當電源1、電源2、電源3任何一路或兩路及UPS1、UPS2任意一臺出現(xiàn)故障時,DCS系統(tǒng)、ESD系統(tǒng)及室內(nèi)、現(xiàn)場儀表將不受影響;加之冗余直流AC220/DC24V電源的采用,從而能大大提高DCS、ESD控制系統(tǒng)電源的可靠性,減少由于DCS、ESD控制系統(tǒng)電源造成的事故停工,保障生產(chǎn)裝置的長周期運行。五、結(jié)論 控制系統(tǒng)是石油化工裝置的控制的大

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