孫 磊，王麗紅（內(nèi)蒙古北方魏家峁煤電公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010399）

火電廠DCS現(xiàn)場總線電纜安裝技術(shù)探究

孫 磊，王麗紅
（內(nèi)蒙古北方魏家峁煤電公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010399）

對火電廠熱工DCS系統(tǒng)現(xiàn)場總線施工方法，以總線PA、DP電纜施工技術(shù)要求、總線PA、DP電纜接頭制作、總線電纜防護要求以及接地要求為依據(jù)，對總線電纜施工技術(shù)進行歸納，最終達到規(guī)范總線電纜施工方法的目的。

現(xiàn)場總線；安裝技術(shù)；工藝要求

0　引言

隨著總線技術(shù)在火力發(fā)電廠的廣泛應(yīng)用，火電廠熱控DCS不再一味增加控制功能，而是要增強總線技術(shù)的可靠性和穩(wěn)定性，減少總線系統(tǒng)故障小時數(shù)，減輕維護人員的檢修工作量，提高總線系統(tǒng)的穩(wěn)定性水平，減少總線系統(tǒng)信號傳輸部分的故障率。這樣就對總線電纜的安裝提出了更高的要求，總線安裝工藝在火電廠總線安全應(yīng)用起著關(guān)鍵性作用。

1　我廠輔控DCS系統(tǒng)總線應(yīng)用介紹

我廠輔控系統(tǒng)采用的是上海新華XDC-800B最新DCS系統(tǒng)，總線控制系統(tǒng)采用Profbus-DP和Profbus-PA兩種現(xiàn)場總線協(xié)議。輔控DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)，把就地測量儀表和執(zhí)行設(shè)備連接成一個完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，按照Profbus-DP和Profbus-PA通信協(xié)議，在就地測點和執(zhí)行設(shè)備之間，現(xiàn)場總線設(shè)備和新華XCU控制站之間，徹底實現(xiàn)各個鏈路數(shù)據(jù)交換和信號傳輸，由就地測點、執(zhí)行設(shè)備與新華XCU控制站連接在一起組成一個完整的控制回路，并且可以通過總線網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場測點和執(zhí)行單元設(shè)備進行實時監(jiān)測和報警的控制系統(tǒng)。

2　我廠輔控系統(tǒng)現(xiàn)場總線應(yīng)用狀況及存在問題

在我廠建設(shè)調(diào)試過程中，Profbus-DP和Profbus-PA現(xiàn)場總線系統(tǒng)性能良好，運行比較穩(wěn)定。Profbus-DP和Profbus-PA的通訊速度能夠很好滿足我廠輔網(wǎng)DCS系統(tǒng)的控制要求，就地總線設(shè)備工作狀態(tài)穩(wěn)定。影響Profbus現(xiàn)場總線網(wǎng)段正常工作的主要原因是干擾信號，它會引起各個網(wǎng)段通信中斷，產(chǎn)生通信報警，也會引起現(xiàn)場個別總線設(shè)備故障，從而影響系統(tǒng)個別鏈路癱瘓。從現(xiàn)場產(chǎn)生的故障情況來判斷，原因主要存在兩個方面：第一是調(diào)試過程DCS電源不穩(wěn)定，系統(tǒng)重送電后總線鏈路不能自我恢復(fù)；第二是系統(tǒng)接地存在問題，有個別干擾信號引起總線系統(tǒng)故障。經(jīng)過測試，問題集中在后一方面，這就對現(xiàn)場總線施工安裝工藝提出更高要求。

3　現(xiàn)場總線安裝工藝要求

一般要求當(dāng)使用雙絞線電纜作為DP總線的傳輸介質(zhì)時，現(xiàn)場敷設(shè)的總線電纜長度超過設(shè)計的要求時，必須加裝中間聯(lián)絡(luò)設(shè)備，而且所有鏈路網(wǎng)段應(yīng)留有一定的余量。Profbus-DP和Profbus-PA總線電纜應(yīng)該選用規(guī)范的總線電纜，不能選用普通計算機通訊電纜。

3.1Profibus-DP和Profibus-PA總線電纜的施工安裝

我廠輔網(wǎng)系統(tǒng)電纜敷設(shè)時電氣電源電纜與總線通訊電纜必須分層敷設(shè)，而且分層敷設(shè)間距不能小于200mm。同一橋架內(nèi)的熱控電源電纜與信號電纜中間要有防護隔板隔開。Profbus-DP和Profbus-PA總線電纜敷設(shè)時要有專用的電纜槽盒，尤其在電纜豎井中必須安裝總線專用的電纜槽盒。各個橋架及槽盒要有專門的接地扁鋼，使橋架總體形成接地，降低干擾信號的影響。如果計算機電纜通過電氣設(shè)備集中的區(qū)域，比如泵間、配電間等區(qū)域時，總線電纜應(yīng)用鍍鋅保護套管穿過。在集控室內(nèi)的橋架或電纜溝內(nèi)，主橋架內(nèi)要安裝獨立的總線電纜槽盒。如果在總線電纜敷設(shè)時發(fā)現(xiàn)電纜長度不夠，應(yīng)該要求施工人員重新敷設(shè)，如果發(fā)現(xiàn)施工中總線電纜有外皮破損情況，應(yīng)立即停止施工，并要求施工人員重新敷設(shè)。就地設(shè)備控制柜、變頻控制柜內(nèi)的總線電纜安裝，應(yīng)該要求總線電纜不應(yīng)預(yù)留過長，布線要合理整齊，否則會造成干擾。

3.2DP總線插頭安裝連接

總線通訊電纜進入就地總線通信箱時應(yīng)保證總線通信箱的空洞密封嚴(yán)實。DP總線連接插頭應(yīng)根據(jù)要求選擇專用的總線連接插頭，用于柜外連接的插頭應(yīng)滿足設(shè)計規(guī)范的要求，用于柜內(nèi)連接應(yīng)滿足IP20防護等級。

3.3DP、PA總線電纜的接線

在現(xiàn)場總線安裝施工中，要求將總線絕緣皮剝?nèi)ミm當(dāng)長度露出總線電纜屏蔽層，而且不能破壞電纜屏蔽層，使用DP總線電纜卡將其固定在機柜內(nèi)指定位置，使電纜屏蔽層與機柜接地銅排緊密連接。DP總線電纜在DCS機柜內(nèi)排列時，應(yīng)避免與設(shè)備電源電纜在同一線槽內(nèi)排列，新華DCS控制柜把DP總線卡件設(shè)計在了機柜背面，并且機柜背面不再設(shè)計其他非總線設(shè)備，普通電纜布置在機柜正面，總線電纜布置在機柜背面，這樣就很好的避免了這一情況的出現(xiàn)。就地PA儀表可采用總線專用的終端接線盒連接，每總線鏈路上的總線接線盒具有短路保護作用，保護電流可按照現(xiàn)場使用要求，人為設(shè)置為20mA、40mA和60mA。在就地總線設(shè)備上，如氣動、電動執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)部，DP總線電纜的屏蔽線應(yīng)剪斷，并要用絕緣帶包好，不能把屏蔽層與執(zhí)行器接地螺絲連接。

3.4現(xiàn)場總線防護和接地

Profbus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備接地和數(shù)據(jù)線屏蔽接地對于設(shè)備通信的穩(wěn)定至關(guān)重要，Profbus-DP網(wǎng)絡(luò)中采用設(shè)備多點接地方式，即每臺設(shè)備數(shù)據(jù)線的屏蔽層應(yīng)與設(shè)備的接地片連通，并且設(shè)備直接接地?？偩€設(shè)備沒有接地或接地錯誤會導(dǎo)致干擾信號串進總線網(wǎng)絡(luò)中，使得設(shè)備與主站通信不穩(wěn)。

我廠輔網(wǎng)DCS系統(tǒng)能直接接至電氣接地網(wǎng)，無須設(shè)置獨立接地網(wǎng)，接地電阻值不大于2..5Ω。DCS系統(tǒng)采用單點接地方式，通過單獨接地點接入電廠電氣接地網(wǎng)，與6kV等高壓設(shè)備的接地點間的距離應(yīng)＞10m，不能與這些設(shè)備共用接地點。系統(tǒng)內(nèi)有兩種接地點，即機箱接地點、信號地，各個站的接地并聯(lián)后接到接地點。各機柜與機房的地板必須絕緣，以確保實現(xiàn)系統(tǒng)單點接地，隔離電壓大于1000V。機柜與底座盤絕緣，其絕緣電阻＞2MΩ。所有的接地點必須接觸可靠，接地導(dǎo)線總接地板用焊接或螺釘連接，并加彈簧墊片。對于DP總線網(wǎng)段，DP總線屏蔽層應(yīng)連接到每個就地總線設(shè)備的屏蔽地，與 DP總線接觸的地方應(yīng)保證良好短接，不應(yīng)絕緣。

4　結(jié)語

我們大多遇到的現(xiàn)場總線故障都是前期設(shè)計不完善以及施工不規(guī)范造成的，所以，在總線電纜施工時應(yīng)提高總線施工工藝要求標(biāo)準(zhǔn)，本文對總線施工工藝提出明確要求，希望對火電廠總線應(yīng)用技術(shù)人員提供有效幫助。

［1］李曉麟.實用電子裝聯(lián)技術(shù)［J］.電子工業(yè)技術(shù)，2002（01）.

［2］白偉.現(xiàn)場總線PROFIBUS故障因素分析及故障診斷［J］.自動化技術(shù)與應(yīng)用，2011（01）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.134

孫磊（1979-），男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，技師，研究方向：熱工自動化。