模擬量輸入卡(SP313):
更換卡件內(nèi)SCB434(B1,B2),F(xiàn)U120N(T7,T8),MC14019BCP(U6),18V穩(wěn)壓二級管(Z1,Z2,Z3,Z4),TLP521-2(U5,U22)??斎攵擞袕娦盘柎?,導致卡件上的各通道芯片被擊穿或燒壞,造成無法正常工作,卡件上元器件特別是集成電路基本上全部損壞。
由此可以斷定DCS控制系統(tǒng)遭受雷擊的主要原因是:感應電流通過I/O信號(燒毀模擬量輸入卡(SP313)連接的信號電纜的模擬信號)進入控制系統(tǒng),造成卡件損壞。??
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圖 現(xiàn)場電纜敷設與防雷引下線距離較小
3.2 裝置周邊環(huán)境及工程環(huán)境的影響
3.2.1 本裝置的主體設備設置在一個獨立的南北方向矩形建筑物內(nèi),邊長約為20m×12m,建筑物為鋼筋混凝土框架結構,主體分為兩層半。建筑物東面為一約60m高的空分塔,塔上設置有避雷針,以空分塔建筑內(nèi)結構鋼筋為引下線。控制室位于框架二樓。該建筑物同空分塔均處于山谷內(nèi),容易遭受雷擊。
3.2.2 外部I/O電纜敷設不規(guī)范。
從防雷的角度,要求外部I/O電纜的敷設需遵循I/O電纜的走線橋架必須采用金屬材質,和I/O電纜的走線橋架必須和建筑物的防直擊雷的引下線保持大于300mm的距離,且信號線和動力線不能在同一橋架內(nèi)。
3.2.2 .1 I/O電纜的走線橋架未采用金屬材質,而是塑料橋架。
I/O電纜的敷設需遵循I/O電纜的走線橋架必須采用金屬材質,且橋架之間必須要用銅編織帶保持良好的電氣連接,金屬橋架必須每隔30m設一個接地點。而本裝置未采用金屬材質的橋架,同時有小部分I/O電纜敷設在橋架外,這部分電纜極易接收遭受雷電放電時產(chǎn)生的強大的脈沖電磁場,在信號線上感應數(shù)以千伏計的浪涌電壓,并通過卡件形成電流回路,擊壞相應的卡件通道或公共電路。
3.2.2 .2 I/O電纜的走線橋架和建筑物的防直擊雷的引下線未大于300mm的距離。
I/O電纜的走線橋架和建筑物的防直擊雷的引下線應保持大于300mm的距離。因為雷云放電時,引下線中的雷電流通過近場的電感性耦合,會在附近的金屬線纜上感應出數(shù)以千伏的浪涌電壓。
3.2.2 .3 現(xiàn)場廠房一層配電室內(nèi)部分信號電纜和動力電纜在同一橋架內(nèi)。
為確保信號電纜傳輸信號的真實性、可靠性,且不易感應電流,現(xiàn)場廠房一層配電室內(nèi)部分信號電纜和動力電纜不能在同一橋架內(nèi)。
3.3 整改與預防
3.3.1 供氣調(diào)配室至DCS的屏蔽信號電纜應與防雷引下線距離為300mm。
3.3.2 供氣調(diào)配室至DCS的屏蔽信號電纜上方1000mm處安裝避雷帶,且該避雷帶與防雷引下線連通。
3.3.3 在供氣調(diào)配室至DCS的模入信號及中壓氮壓力信號均加裝SPD電涌保護器。
3.3.4 現(xiàn)場廠房一層配電室內(nèi)部分信號電纜和動力電纜分成兩個橋架,且橋架保持一定距離。
4 結束語
JX-300X控制系統(tǒng)遭受雷擊后,在不停機的情況下能成功處理DCS雷擊故障,快速恢復正常生產(chǎn)。從自動化角度看,這是JX-300X控制系統(tǒng)大規(guī)模硬件故障自己實踐處理的一次嘗試,更是DCS控制系統(tǒng)應用的一次深入。JX-300X控制系統(tǒng)大規(guī)模硬件故障在不停機的情況下成功得以解決,充分體現(xiàn)了“服務主體,服務操作”的原則,為工藝、設備、生產(chǎn)等方面帶來了便捷,從而為實現(xiàn)制氧機的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行作出了突出貢獻,為更大程度上保障企業(yè)用氣提供了堅實的基礎。