继电隔离在ESD系统对现场控制盘逻辑控制中的应用

蔡永桥 郭学良 （中海油油田建设工程分公司海管技术服务中心 天津 300452)

0 引言

在目前石油化工企业中，工艺控制系统（PCS）、应急关断系统（ESD）、火气监测系统（F&G）已得到广泛应用，但在ESD系统实际应用过程中出现了很多问题。本文以某平台工程项目中ESD系统出现的实际问题为例，针对性地探讨ESD系统在对现场控制盘控制过程中出现的问题及解决方案，同时进一步引申出ESD系统Do点对设备逻辑控制需确定的几个问题。

1 继电隔离方案

在某平台工程项目施工过程中，由于现场控制盘控制元件的故障造成平台中控系统ESD系统数字量输出卡件Do点熔断器烧毁（熔断器为2A），其控制原理及卡件示意图如图1、2所示。

图1 控制原理图

图2 ESD卡件示意图

经过对电路进行检查，确认卡件提供的点为无源开关量，和图纸要求相符。核算电气控制线路负荷为1.2A，检查发现ESD卡件Do点熔断器烧毁系接触器KM1短路造成，由于设备现场盘控制电路熔断器是5A，ESD卡件Do点熔断器为2A，当线路发生故障时，ESD卡件Do点熔断器优先动作，造成了检修范围的扩大。针对该故障情况，采取了把电路的ESD卡件Do点和设备现场控制盘进行继电器隔离的措施，经试验效果良好，修改后的电气原理图如图3所示。

图3 修改后的电气原理图

分析总结出ESD系统Do点对设备逻辑控制需确定的几个问题：

1.1 有源卡件和无源卡件的区分

1.1.1 有源卡件的定义及应用 有源卡件是卡件为外设元件提供电源，具体见图4。

图4 有源卡件简图

在实际工作中的应用如图5。

图5 有源卡件实际应用简图

1.1.2 无源卡件定义和应用 无源卡件是卡件为外设元件提供开关量，外设元件电源由外部电源提供，具体见图6。

图6 无源卡件简图

在实际工作中的应用如图7。

图7 无源卡件实际应用简图

1.2 设备控制盘控制回路的负荷计算和ESD系统Do点的类型

1.2.1 检查复核ESD系统Do点容量类型和电压等级，在设计ESD系统对设备逻辑控制时，必须复核Do点的容量类型及电压等级，ESD系统卡件Do点有有源和无源之分，确定有源和无源是保证设备逻辑控制正常和元件安全的关键，若ESD系统对设备逻辑控制需无源点错误接到卡件有源Do点上，将造成设备控制电路元件和中控ESD系统卡件损坏。

1.2.2 在设计ESD系统Do点对设备电气控制系统逻辑控制时，需计算设备电气控制系统的负荷，需核对负荷计算结果和ESD系统Do点的容量相匹配，若ESD点的容量小于计算负荷，需加继电隔离，以适应设备电气系统的负荷要求。

1.2.3 在设计ESD系统Do点对设备电气控制系统逻辑控制时，需考虑元件质量可靠性，若设备控制系统元件可靠性差，故障率高，为了ESD系统卡件的安全，需加继电隔离，当设备控制系统元件故障指示其系统熔断器熔断，保证中控ESD系统卡件运行安全。

1.3 ESD系统Do点对设备电气控制系统逻辑控制时采用继电隔离的方法

1.3.1 有源卡件Do点加继电隔离方法 有源卡件Do点加继电隔离需注意3个问题：一是卡件输出电压等级和所加继电器等级匹配；二是继电器功率小于有源卡件的输出功率，有一定冗余；三是所加继电器可靠性高，故障率小。具体见图8。

图8 有源卡件Do点加继电隔离简图

图9 无源卡件Do点加继电隔离简图

1.3.2 无源卡件Do点加继电隔离方法 无源卡件Do点加继电隔离需注意3个问题：一是卡件输出电压等级和所加继电器等级匹配；二是无源卡件Do点的开关容量有一定冗余；三是所加继电器可靠性高，故障率小。具体见图9。

2 结论

通过加继电隔离的方法，有效解决了某平台ESD系统控制设备现场控制盘出现的因控制盘元件故障造成ESD系统Do点熔断器烧毁的问题。通过该方法，较大程度地减小了故障点范围，降低了故障排除和维修难度。该工程实例证明，可以在以后类似的ESD系统Do点控制设备现场控制盘工程项目中推广应用此方法。■

[1]李辛，薛钦林.电气设计禁忌500例[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]阎士奇.常用电气设备故障诊断技术手册[M].北京：中国电力出版社，2002.

[3]许立梓.实用电气工程师手册[M].广州：广东科技出版社，2002.