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[摘 要]DCS控制系统，随着不断提高的煤化工企业生产自动化水平，应用随之变得越来越广泛。但是，我们不得不面对一个事实，那就是对于煤化工企业的经济效益和安全生产来说，DCS控制系统的电源安全性设计有着直接的影响，因此，分析仪表电源系统的安全性具有非常重要的现实意义。
[关键词]仪表电源 控制系统 安全性 故障
中图分类号：TK323 文献标识码：TK 文章编号：1009―914X（2013）34―0375―01
随着煤化工业的快速发展，其装置的规模越来越连续化、大型化，自动化控制水平也越来越高，同时，由于煤化工过程具有易爆、高温、有毒、易燃、高压、腐蚀等特点，这就导致了在生产中如果稍有失误就会酿成严重的事故，因此，对于化工企业来说，最为重要的一项工作就是保证生产装置的安全稳定运行。如果DCS系统对化工生产装置进行过程控制，装置的安全保护控制采用PLC，那么可以在很大程度上有效提高系统的安全可靠性。同时，在重视PLC、DCS本身设置可靠性，还必须要对电源系统的可靠性设计给予同样的重视，这样才能保证仪表控制系统的安全可靠运行。但是，目前仪表电源系统的设计还没有一个统一的标准，在相关的规范中规定UPS要比DCS的平均无故障工作时间大于1.25Mh低两个数量级，其平均无故障时间不小于55000h，因此，因仪表供电系统故障，在生产装置发生的事故中造成的装置停车事故占有很大的比例。因此，对于仪表电源系统的施工、维护、设计等必须给予相应的重视。
一、故障实例
（1）某企业所应用的热备式仪表供电方案，其采用一种输出电源，其输出电源需要通过静态开关。UPS1内部风扇故障是产生故障的原因，造成静态开关的温度上升，在导致输出电压长达8s的波长后，才切换到UPS2供电，这就导致了PLC和DCS系统有8s的失电时间。供电间断时间对于DCS来说不可大于2ms，供电间断时间对于控制联锁的PLC来说则不可大于11ms。8s的供电故障时间，导致了DCS操作站黑屏，联锁系统电磁阀动作，操作处于失控状态，造成了全装置停车，后果严重。
（2）由于UPS电源故障，造成8·13合成氨生产装置DCS控制系统中断供电，正常情况应该由备用电源向联锁系统和仪表控制正常供电，但是由于控制系统DCS冗余设计，造成DCS系统由于UPS内部故障全部失控断电，导致合成氨生产系统全部停车的重大问题。
二、改造电源系统的措施与特点
为了能够保证在任何情况下电源系统都能够万无一失，在设计时我们必须要遵循相应的系统安全运行原则。大型的煤化工生产装置中，UPS要配置蓄电池，仪表电源应该使用双UPS配置，电源额定容量按照两倍实际耗电量的总和计算，UPS的工作时间适合在15-30min，应环行向负载母线供电。同时，如熔断器、导线、空气开关等于电源系统配套的材料和辅助设备，其容量必须按照仪表的2-3倍实际耗电量总和来考虑，应该在选型时选择优质的产品，要满足电磁阀、行程开关、仪表回路等仪表出现接地、短路等故障时所导致的电流冲击承载力。为了防止专业分工之间出现薄弱环节，仪表专业要介入到联锁和控制电源系统的设计当中，要针对当前仪表电源由仪表和电气两个专业实现共同管理。为了防止故障进一步扩大，电源系统故障预报系统是必须要进行设计的，电源系统出现的过流、接地等故障利用报警系统及时检测出并消除。
在对仪表电源故障进行多次深入分析后，对仪表电源系统通过对多套生产装置仪表的供电系统设置进行参考，进行了改造。改造后的电源系统具有以下几方面特点：
（1）为了防止酿成重大事故，便于及时发现并对准故障点进行处理，在仪表侧分别设置了分电流表与总电流表，并对二表分别设置了报警装置，对总负载以及负载局部发生的短路、过流等准故障进行检测。
（2）坚持一月一次带电检查蓄电池，坏电池要及时查出并替换，要制定维护仪表系统的规章制度。为了保障UPS安全运行，便于及时发现UPS的任何故障并及时进行处理，要每次巡检都坚持进行记录。
电磁阀负极一侧一旦发生接地问题，在电磁阀供电回路中，不管继电器控制的接点是否动作，电磁阀发生拒动现象，对电磁阀都不会产生任何作用。因此，要坚决在联锁系统中避免进行此类设计。
（3）向仪表系统供电正常时是由220V的两路交流电源进行，分别由UPS和保安电源向仪表系统母线进行正常供电。
（4）空气开关、熔断器、电缆等附件，在选型施工时，要按照遵循保守设计原则。
总结：对于保安负荷和重要负荷的仪表供电系统，在大型煤化工生产装置仪表点电源设置中，不能够仅仅按照线路设计规范和低压配电装置的一般原则进行，必须要进行保守设计，要增大部分經济上的投入。要将保护电器设备本身安全的设计理念，转移到保护生产装置的整体安全上，也就是说，为了保证生产装置可以长周期的稳定安全运行，在事故状态下，即使是让部分电器和仪表设备受损，也不可有越限就直接断电跳闸，将生产装置置于失控状态。
参考文献
[1] 吴国良.生产装置过程控制仪表电源供电系统（UPS）管理的几点见解[J].自动化博览，2010（05）.
[2] 林兴华.石油化工大型装置仪表电源系统设计[J].自动化与信息工程，2009（06）.
[3] 付鹏伟，楚善良，赵念，刘兴虎.仪表电源系统的安全性探讨[J].山东煤炭科技，2007（04）.
[关键词]仪表电源 控制系统 安全性 故障
中图分类号：TK323 文献标识码：TK 文章编号：1009―914X（2013）34―0375―01
随着煤化工业的快速发展，其装置的规模越来越连续化、大型化，自动化控制水平也越来越高，同时，由于煤化工过程具有易爆、高温、有毒、易燃、高压、腐蚀等特点，这就导致了在生产中如果稍有失误就会酿成严重的事故，因此，对于化工企业来说，最为重要的一项工作就是保证生产装置的安全稳定运行。如果DCS系统对化工生产装置进行过程控制，装置的安全保护控制采用PLC，那么可以在很大程度上有效提高系统的安全可靠性。同时，在重视PLC、DCS本身设置可靠性，还必须要对电源系统的可靠性设计给予同样的重视，这样才能保证仪表控制系统的安全可靠运行。但是，目前仪表电源系统的设计还没有一个统一的标准，在相关的规范中规定UPS要比DCS的平均无故障工作时间大于1.25Mh低两个数量级，其平均无故障时间不小于55000h，因此，因仪表供电系统故障，在生产装置发生的事故中造成的装置停车事故占有很大的比例。因此，对于仪表电源系统的施工、维护、设计等必须给予相应的重视。
一、故障实例
（1）某企业所应用的热备式仪表供电方案，其采用一种输出电源，其输出电源需要通过静态开关。UPS1内部风扇故障是产生故障的原因，造成静态开关的温度上升，在导致输出电压长达8s的波长后，才切换到UPS2供电，这就导致了PLC和DCS系统有8s的失电时间。供电间断时间对于DCS来说不可大于2ms，供电间断时间对于控制联锁的PLC来说则不可大于11ms。8s的供电故障时间，导致了DCS操作站黑屏，联锁系统电磁阀动作，操作处于失控状态，造成了全装置停车，后果严重。
（2）由于UPS电源故障，造成8·13合成氨生产装置DCS控制系统中断供电，正常情况应该由备用电源向联锁系统和仪表控制正常供电，但是由于控制系统DCS冗余设计，造成DCS系统由于UPS内部故障全部失控断电，导致合成氨生产系统全部停车的重大问题。
二、改造电源系统的措施与特点
为了能够保证在任何情况下电源系统都能够万无一失，在设计时我们必须要遵循相应的系统安全运行原则。大型的煤化工生产装置中，UPS要配置蓄电池，仪表电源应该使用双UPS配置，电源额定容量按照两倍实际耗电量的总和计算，UPS的工作时间适合在15-30min，应环行向负载母线供电。同时，如熔断器、导线、空气开关等于电源系统配套的材料和辅助设备，其容量必须按照仪表的2-3倍实际耗电量总和来考虑，应该在选型时选择优质的产品，要满足电磁阀、行程开关、仪表回路等仪表出现接地、短路等故障时所导致的电流冲击承载力。为了防止专业分工之间出现薄弱环节，仪表专业要介入到联锁和控制电源系统的设计当中，要针对当前仪表电源由仪表和电气两个专业实现共同管理。为了防止故障进一步扩大，电源系统故障预报系统是必须要进行设计的，电源系统出现的过流、接地等故障利用报警系统及时检测出并消除。
在对仪表电源故障进行多次深入分析后，对仪表电源系统通过对多套生产装置仪表的供电系统设置进行参考，进行了改造。改造后的电源系统具有以下几方面特点：
（1）为了防止酿成重大事故，便于及时发现并对准故障点进行处理，在仪表侧分别设置了分电流表与总电流表，并对二表分别设置了报警装置，对总负载以及负载局部发生的短路、过流等准故障进行检测。
（2）坚持一月一次带电检查蓄电池，坏电池要及时查出并替换，要制定维护仪表系统的规章制度。为了保障UPS安全运行，便于及时发现UPS的任何故障并及时进行处理，要每次巡检都坚持进行记录。
电磁阀负极一侧一旦发生接地问题，在电磁阀供电回路中，不管继电器控制的接点是否动作，电磁阀发生拒动现象，对电磁阀都不会产生任何作用。因此，要坚决在联锁系统中避免进行此类设计。
（3）向仪表系统供电正常时是由220V的两路交流电源进行，分别由UPS和保安电源向仪表系统母线进行正常供电。
（4）空气开关、熔断器、电缆等附件，在选型施工时，要按照遵循保守设计原则。
总结：对于保安负荷和重要负荷的仪表供电系统，在大型煤化工生产装置仪表点电源设置中，不能够仅仅按照线路设计规范和低压配电装置的一般原则进行，必须要进行保守设计，要增大部分經济上的投入。要将保护电器设备本身安全的设计理念，转移到保护生产装置的整体安全上，也就是说，为了保证生产装置可以长周期的稳定安全运行，在事故状态下，即使是让部分电器和仪表设备受损，也不可有越限就直接断电跳闸，将生产装置置于失控状态。
参考文献
[1] 吴国良.生产装置过程控制仪表电源供电系统（UPS）管理的几点见解[J].自动化博览，2010（05）.
[2] 林兴华.石油化工大型装置仪表电源系统设计[J].自动化与信息工程，2009（06）.
[3] 付鹏伟，楚善良，赵念，刘兴虎.仪表电源系统的安全性探讨[J].山东煤炭科技，2007（04）.