DO回路供电改进方案在催化裂化的应用

张昕艺

摘要：辽阳石化新建220万吨/年重油催化裂化装置的仪表集散控制系统（DCS）采用霍尼韦尔公司的PKS系统，其中电磁阀的控制命令由开关量输出回路（DO回路）实现，回路通过继电器触点的吸合与断开来控制回路供电，开关量设备控制回路的供电接线方式对异常情况下的控制效果有很大影响，当回路有故障接地时，不当的供电接线方式会造成逻辑无法动作，对生产带来影响。方案通过改进24VDC供电电源正、负端接线方式，构成事故安全型回路，确保DO回路故障接地时电磁阀仍能失电动作，在不引起生产波动的前提下及时发现并排除异常情况。

关键词：PKS;事故安全型;供电

1 引言

随着新型化工企业项目的建设实施，仪表自动化程度日渐提高，人为干预逐渐减少，这对仪表自动化控制的可靠性提出了更高的要求。除SIL级别较高的重大事故紧急停车安全仪表系统（SIS）以外，在日常生产控制过程中所应用的集散控制系统（DCS），其回路供电的安全性与可靠性也应受到关注。本文引用催化裂化装置对电磁阀的控制方案举例，通过改进PKS系统DO回路中24VDC供电的接线方式，达到故障安全的目的。

2.PKS系统介绍

2.1简介

PKS（Process Knowledge System）系统是一个将整个工厂的商业信息系统与生产过程控制系统统一在一个平台上的自动化系统，它继承了传统DCS的优点，同时又融合新的技术突破，是一套比TPS及PlantScape系统更趋完善的控制系统。

PKS系统由交换机、防火墙、C300控制器及C系列I/O卡件组成。

防火墙：支持冗余，8+1口（FTE交换机），具有广播信息风暴抑制，控制器不受上层IP网络通讯量的影响，也可以选择光纤接口。

C300控制器：上位通讯，Peer to Peer点对点通讯，IOLINK1/2 IO通讯，确定性控制执行环境。

C系列I/O卡件：包括数字输入、数字输出、模拟量输入、模拟量输出四种，都支持冗余配置，模拟量模块支持HART协议。数字量输入卡：32路数字量通道，24VDC输入，可选择冗余配置;数字量输出卡：32路数字量通道，24VDC触点输出，可选择冗余配置。

2.2数字量输出（Digital Output）回路

干触点：PKS不配电;湿触点：PKS配电或继电器配电，需接入电源。

用于啟停命令、开关命令，只有通、断两种状态，常用1表示接通，0表示断开。

现场DO回路常用湿触点，由DO卡、继电器、24VDC电源、接线端子及现场设备（电磁阀或电机）组成。当DO卡有输出时，继电器线圈带电，NO接点闭合，24VDC电送到现场，电磁阀带电阀门打开;当DO卡无输出时，继电器线圈失电，NO接点断开，24VDC电送不到现场，电磁阀失电阀门关闭。

3.DO回路事故安全型供电方案

非事故安全型供电：24VDC电源负端与控制端继电器相连接，正端与现场端端子相连接。若继电器到端子接线突然故障接地，24VDC+始终为现场供电，电磁阀无法失电，控制端失去控制作用，阀处于失控开状态，为生产安全带来隐患。

事故安全型供电接法：24VDC电源正端与控制端继电器相连接，负端与现场端端子相连接，如图2所示。若正常电磁阀带电阀开状态时，继电器到端子接线突然故障接地，可确保24VDC电无法供给现场，电磁阀失电阀门关闭，阀处于故障安全状态。

4.催化裂化装置DO回路应用改造举例

汽包D901B放空联锁逻辑（如图3）：

当 PI5102B压力值高于4.4MPa时打开切断阀XCV5101B（电磁阀XSV5101B带电），低于4.22MPa时关闭切断阀XCV5101B（电磁阀XSV5101B失电），在4.22MPa和4.4MPa之间时切断阀XCV5101B和电磁阀XSV5101B保持前一状态。

原DO回路（切断阀XCV5101B控制回路）供电方案：24VDC电源负端与控制端继电器相连接，正端与电磁阀XSV5101B端子相连接。事故安全型供电改进方案：24VDC电源正端与控制端继电器相连接，负端与电磁阀XSV5101B端子相连接，如图4、5所示。确保继电器到端子接线故障接地时，电磁阀XSV5101B失电、切断阀XCV5101B关闭处于事故安全状态。

5.优势及意义

DO回路供电方案的改进对于催化裂化的生产安全具有重大意义，这种供电方式避免了因线路故障而造成的两位式切断阀不可控状态，有利于故障的迅速发现和解决，有效规避了风险，为打造事故安全型工厂创造必要条件。

参考文献

[1]杨东方，程建华.浅谈DCS系统的供电. 郑煤集团龙力水泥有限责任公司，2014（19）

[2]李康福. 炼油化工仪表系统供电方式改进与应用.茂名石化，2014.

[3]任泓. 提高仪表供电系统可靠性设计方法的探析. 中国石油工程设计抚顺分公司，2009.