技术总结-石油化工仪表系统SPD

石油化工系统电涌保护器

技术总结报告

一、项目基本情况

石油化工仪表系统电涌保护器系列产品的研发项目始于2007年8月，经过一年半的时间，完成了产品从研究、开发、生产以及投入到现场实际使用的过程，截止到目前已经完成项目的策划、设计、生产、销售的全部阶段，将进入扩大化生产销售阶段。

整个项目的研发主要在公司技术部技术人员承接完成，项目涉及的材料、半成品、成品试验由技术部试验室完成。2007年9月，技术部召开策划阶段的项目评审会议，会议通过了电路及外观结构的设计预案并成立了正式的项目研发小组。

石油化工仪表系统电涌保护器系列产品中的防爆型电涌保护器，是从2007年下半年开始，经过公司技术部以及市场部的调查发现，国内目前在设计石油化工仪表系统时，基本上没有考虑防雷问题，国内一些石油化工厂常常因为遭受雷击，使控制系统瘫痪，造成装置停车，经济损失巨大。于是，必须采取了一些补救的防雷措施，主要是采取分流法，就是在仪表系统的信号或通讯回路以及系统的供电电源部分采用浪涌保护器SPD，用以限制瞬态过电压和分走浪涌电流。但由于在室外的SPD必须具备与仪器仪表具有相同防爆等级的功能，在一个信号传输回路中实现两级（外部、内部）设备的雷电防护，才可以在真正意义上实现仪表系统的整体防雷。项目开展初期，我们收集调查了国内外同行同类产品的大量信息，做了市场调查、分析比较及策划立项工作。

另一款石油化工仪表系统电涌保护器系列的产品——模块（热插拔）产品经过设计方案的筛选确定，模具协作商的开发、样品试装及反复的试验、结构修改，于2008年4月完成了通过各项实验的标准样品，随后开始进行市场推广。制定项目技术文件，设

计流水线，2008年6月,实施了第一次小批量试产。到目前为止生产运行正常。目前模块（热插拔）产品已通过北京雷电防护装置测试中心的各项实验，并于2009年1月20日取得检测报告。

项目的研发经费由公司财务部负责统一管理，由技术部经理负责使用经费的预算策划，项目负责人制定具体实施方案，主管副总负责审核，物流部负责试验材料、设备的询价选择和采购工作，对材料和设备的经费负责。

二、项目实施的工作内容和技术路线

（一）、项目实施的工作内容

1、策划阶段工作内容：

1）、石油化工仪表系统防雷保护现状调查

由于国内目前在设计石油化工仪表系统时基本上没有考虑防雷问题，但国外在这方面已经有了近20年的研究和使用经验。国内一些石油化工厂常常因为遭受雷击，使控制系统瘫痪，造成装置停车，经济损失巨大。于是，采取了一些补救的防雷措施，主要是采取分流法，就是在仪表系统的信号或通讯回路以及系统的供电电源部分采用浪涌保护器SPD （SurgeProtectiveDevice ），见图1。

图1 石油化工仪表SPD 安装示意图

仪表中央

控制机房

爆炸性气体区域

一般情况下，设备的雷电防护以限制瞬态过电压和分走浪涌电流两种方式来确保仪表设备的雷电防护效果。因为雷电感应一般都沿线路传输，雷电防护必须在线路通道两端有效的抑制雷电流造成的过电压，过电流对仪器仪表造成的损害。由于现市面上大部分浪涌保护器不具备防暴功能，即在爆炸性气体区域使用的条件，国内某些石油化工厂也只能在一些相对重要的场合部分地使用SPD，保护也只局限于控制室DCS、PLC等，没有真正实现仪表系统的整体防雷。

2）、项目策划方案

2007年9月，有技术部向公司领导提交《石油化工系统产品策划说明书》，组织由总工（王东生总经理）参与的小组讨论会，对策划方案进行评审。产品策划说明书从技术说明、基本电气原理图、外形图、技术参数、技术关键及创新点、应用前景等几个方面阐述了防爆型电涌保护器项目研发的可行性、重要性以及必要性。经过评议，决定通过防爆型电涌保护器项目立项的决定。并规定了：以张毅为主要设计人员的研发小组；编制《组织与技术接口》的备忘录，初步规定了相关部门、相关小组成员的工作职责内容；编制了《设计开发计划进程表》，初步计划了研发各阶段起始时间等工作内容。

2、设计阶段工作内容：

防爆型产品设计阶段主要包括电路设计、外壳设计、元件选购、材料加工、样品试制及试验。设计初期，建议防爆型产品的防爆外壳委托专业防爆外壳厂家设计研发，当时委托广州市恒涌防爆电气仪表灯具有限公司设计，经过沟通后，发现委外加工外壳的成本很高，一个外壳收费在100元以上。且委外设计的技术方案不能为我公司独有，有技术流失的可能。鉴于此，公司决定从现有的技术力

量入手，边培养现有人员边设计开发产品。2007年10月，防爆型电涌保护器项目设计的关键——外壳设计完成，并在南宁本地选厂加工，加工成本比原来节省了一半。2007年11月，样品制作完成，检测数据符合《计划任务书》中的要求。

模块（热插拔）产品在《组织与技术接口》中已将项目组分成两个小组，外观结构组和电子组，并指定一名项目负责人负责组织协调参与开发过程中的各种协作关系及时间的跟进。设计阶段结构组需利用3D软件完成产品外形及内部结构的设计、模拟装配、开发筛选合格的模具加工厂商、选定产品使用的材料、跟踪结构零件加工、样品试制、对样品试制中出现的装配结构问题进行分析处理等工作。电子组完成产品电气结构及电气元件连接设计、样品试制、电子元器件、半成品、成品试验方案以及相关试验数据的归纳分析等工作内容。设计阶段工作的目的：以最少的开发成本，完成项目开发的预期目标。

3、验证阶段工作内容：

项目验证阶段主要包括产品检测和小批量试产。且系列产品的电涌防护试验、环境试验、安全可靠性试验等结果符合指标要求。此项目在小批量试产前还有一个重要环节，即由项目负责人迁头，组织质量检验负责人、生产部经理及小组长、工艺人员、主要设计人员成立了小组进行了试生产装配，目的在于对新产品生产装配及质量检验知识的培训和收集各部门的不同意见。经整理分析，针对可行的有建设性的建议，设计人员进行再修改，力求精益求精。

2008年6月, 热拔插信号避雷器项目实施了第一次小批量试产。项目负责人及主要设计人员全程跟踪指导，即时处理突发问题，生产及质检部门高度配合，使得此项目的小批量试产工作顺利完成。