摘要: 进入21世纪，随着我国计算机水平高速发展，拉动了对自动化仪表与控制系统的需求，我国新上的大型项目所用自动化仪表和控制系统的先进程度已经处于世界领先水平。
关键词:石油化工；仪表控制系统
1石油化工仪表供电系统的特点
1.1供电负荷类型
在石油化工工艺中，按照其测控类型和功能，大致可以分为以下多种用电系统和仪表设备，即：
1.1.1整个生产工艺的DCS分散测控系统；
1.1.2.安全监测SIS仪表测控系统；
1.1.3现场精密的温度仪、压力表、流量仪、行程仪、在线分析测量仪、操控执行元件、电磁阀、压力变送器等；
1.1.4生产工艺中的中央集控操作站、工程师站、以及各类辅助测控的外围仪表设备等；
1.1.5现地PLC控制器、电控阀、以及其它使用220VAC交流电源供电的仪表设备等；
1.1.6各类质量监测仪、分析仪等。
1.2测控仪表系统供电特点
1.2.1生产上应用的DCS集散控制系统。作为石油化工生产中的中枢神经系统，它不仅具有很高的安全性、可靠性，而且在石油化工生产中的中枢神经系统设计研发过程中，在石油化工中的中枢神经系统设计中对单回路供电的不稳定性因素做了充分补充，石油化工中的中枢神经系统设计出了双回路供电模式。在石油化工电气仪表供电系统使用过程中，也是双回路同时供电，即使石油化工电气仪表供电系统在使用过程中发生改变，也不会对石油化工电气仪表供电系统产生影响，高效保证了石油化工机械设备的安全运行。
1.2.2负责安全的SIS检测系统。SIS监测系统与石油化工电气仪表供电系统中的DCS系统一样，同样在石油化工电气仪表供电系统中使用了双回路电源设置，即使一路断电，也不会影响石油化工电气仪表供电系统的正常运行。
1.2.3生产现场所用的各类仪表；这种石油化工电气仪表供电的抗干扰性很强，在石油化工电气仪表供电系统电压或者石油化工供电系统中电流瞬间波动的情况下，石油化工电气仪表供电系统也能安全的运行，在运行的过程中不会发生不安全的事故。但是，在石油化工电气仪表供电系统中对于一些变送器，也许会出现信号暂时中断的情况发生，会引起石油化工电气仪表供电系统中保护装置的拒动以及误动。面对这种情况，这些石油化工电气仪表同样采用了双电源供电模式，以提高石油化工电气仪表供电系统的安全性能。
1.2.4.用于集控站等辅助测控仪表；这类辅助性的石油化工电气仪表，由于考虑到石油化工电气仪表供电系统安全保护以及紧急停车的可能，也可以在石油化工电气仪表供电系统中采用了双电源设置。
2 石油化工仪表供电系统的重要性
石油化工生产当中所使用的仪器与仪表设备有压力表、分析测量仪、温度计、流量仪以及压力变送器等，而电气仪表的供电设施则主要为PLC控制器、电控阀以及220VAC交流电源。石油化工整体的自动化生产系统一般采取SIS仪表测控系统以及DCS分散测控系统。具体来讲，DCS分散控制系统是自动化生产系统的整体核心部分，其运行的安全性对自动化系统整体的正常运转有着直接的影响，DCS的装置在化工生产使用中，采取双回路电源供电的模式，其有效地解决了单回路供电的不稳定性，是生产社会稳定运行的重要保证；SIS仪表检测系统同DCS系统类似，也采取双回路电源，并且配置了双电源调整期，即时某一路发生断电，也不会对化工生产系统的正常运转产生影响；此外，生产现场中所使用的一些仪表有着较强的抗干扰性，因而其不会因系统的电流或者电压的瞬间波动而产生影响，不会产生误动的可能性，但一些变送器有出现信号暂时中断的可能性。
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石油化工工业产品在生产当中有着高温高压、易燃易爆等特征，因而对于工艺的自动化控制安全性与可靠性等都有着非常高的要求。现代石油化工装置中，需要具备许多控制系统，由于装备与工艺复杂，整个控制系统不能够存在安全与薄弱环节。一旦系统当中有成套仪表与设备工作不正常，就会造成系统故障甚至爆炸火灾等重大事故。要消除这些风险就必须要依靠安全技术，而采取不同技术的仪表安全系统则是保证系统安全的重要措施，其中供电系统的安全性则是重中之重。实际生产当中，许多石油化工设备仍然存在着供电安全的隐患，要消除这些隐患，必须要全面石油化工仪表供电系统。
3石油化工仪表供电系统的安全隐患
石油化工生产中所用的供电电源主要为24V、110V AC与220V AC三个等级，220V AC交流电源由不间断电源（单UPS）直接供电，利用电压断路器进行控制，并通过变压器与支路转化器产生等级不同的电压类型，提供给不同的仪表电器使用。一些较为常见的石油化工电气仪表供电安全隐患主要表现在以下几个方面：一些需要经过24VDC直流电源供电的仪表系统，具体的电源系统尚未按照要求采取冗余配置；PLC、DCS系统等需采取双回路电源的仪表，没有进行采取不同的双电源回路供电，而是从分路上直接并联两个电源进行供电，利用这种方式来维护仪表系统工作。这种模式下，无法体现出PLC系统、DCS系统电源冗余电源配置不能同时中断的根本要求。并且频繁的断电与启动虽然不会影响系统的运转，但对设备的使用寿命也有着一定的不良影响。因而对于石油化工系统而言，需要从运行维护、安装调试等多方面进行对供电安全可靠性的完善，从而全面避免石油化工电气仪表的供电安全事故。
4优化石油化工电气仪表供电系统安全性的方案
4.1双回路供电仪表系统优化。SIS仪表测控系统、DCS分散控制系统、PLC系统是石油化工自动化生产系统中的核心部分，对于供电安全与可靠性有着非常高的需求，因此对于这些仪表系统的供电安全要保持足够重视。正常情况下，只要保证控制站供电电源的正常运行，就不会给生产仪表装置带来较大影响。因而控制站在整个测试仪表系统当中极为重要，对其的优化改进需要将其所有关键部位的供电都采取冗余+容错的形式，其冗余电源系统依据两个独立且来源不同的电源供电，因而只要其中一个供电回路正常供电，就能够保证系统可以继续正常运转，从而提升系统整体的稳定性。
4.2直流供电仪表电源冗余配置优化。直流电源在石油化工生产工艺当中主要为24V DC直流仪表设备供电。要保证直流仪表的安全供电，需采取不同电源供电的24V DC直流稳压电源，利用并联的形式进行供电，并且在不同的电源输出端正极外加上大功率解耦二极管，对两个不同电源进行隔离。两个稳压电源一路来自于不间断的UPS稳压电源，另一路来自于市电，因而实现了冗余配置。这种优化配置的方案设计较为简便，并且安装方便简单，考虑了经济性的同时也实现了供电的安全性与可靠性。
4.3单路220 V交流供电仪表电源配置优化。石油化工企业生产中所使用的各类在线仪表、分析仪器、位移仪、小型独立PLC控制系统等对于用电可靠性的要求相对较低，即时短时停电也不会对整个化工系统产生较大的影响，其供电的可靠性的重要程度同PLC系统、DCS系统等相比较低，因此结合企业经济性的角度，可以对这些设备系统可以采取市电单路电源供电，降低线路复杂性，满足设备基本运行的需求。而供电方案当中对STS静态开关的应用则提升了整个供电系统的供电安全可靠性，这种配置的性能也要好于UPS不间断电源系统。STS转换开关能够自动将电源切换为市电，利用市电进行隔离，保证系统不停电的同时提升仪表供电的可靠性。
5结束语
总而言之，随着石油化工生产控制系统规模的不断提升，测控电子仪器系统逐渐变得更为复杂。要保证企业石油化工产品的安全稳定生产，必须要综合各种电气设备的作用与特征，提升电气仪表的供电系统安全。石油化工电气仪表安全供电系统的优化，需按照具体的生产要求，以及供电设备特征，采取合理的配置方案，合理进行供电系统设计与实施，从而确保生产系统稳定运行。
参考文献
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[3]王绍则.石油化工电气仪表安全供电系统探讨[J].中国高新技术企业，2013（07）.
论文作者:刘磊
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/15
标签：仪表论文; 石油化工论文; 供电系统论文; 系统论文; 电气论文; 电源论文; 控制系统论文; 《工程管理前沿》2019年第9期论文;