淺談DCS控制系統的供電技術

劉曉川

摘 要：主要對自動控制系統中采用的電源供電方式進行了簡單闡述，并分析了電源系統的隔離技術和冗余電源設計技術的應用，從而達到抗干擾的目的。

關鍵詞：DCS控制系統；抗干擾；隔離技術；冗余供電

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0034-02

工業現場的用電范圍較廣，影響面較大，因此，必須保證電源的質量。如果工業現場被嚴重干擾，那么整個自動化控制系統也會受到嚴重的損壞，因此，供電系統的設計會在很大程度上對控制系統的安全性造成直接影響。DCS控制系統的設計會受以下幾個因素的影響：電源系統的抗干擾性；DCS 的供電應不受外部設備失電的影響；控制系統要求斷電場合的供電電源沒有重復配置等。

1 電源的供電方式

1.1 分相供電

電源線的應用會在很大程度上對干擾系統造成影響，所以在配置供電線路時，那些會引起較大干擾的設備和測控裝置建議由配電室用屏蔽電纜分不同的線路進行供電，如圖1所示。

摘 要：主要對自動控制系統中采用的電源供電方式進行了簡單闡述，并分析了電源系統的隔離技術和冗余電源設計技術的應用，從而達到抗干擾的目的。

關鍵詞：DCS控制系統；抗干擾；隔離技術；冗余供電

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0034-02

工業現場的用電范圍較廣，影響面較大，因此，必須保證電源的質量。如果工業現場被嚴重干擾，那么整個自動化控制系統也會受到嚴重的損壞，因此，供電系統的設計會在很大程度上對控制系統的安全性造成直接影響。DCS控制系統的設計會受以下幾個因素的影響：電源系統的抗干擾性；DCS 的供電應不受外部設備失電的影響；控制系統要求斷電場合的供電電源沒有重復配置等。

1 電源的供電方式

1.1 分相供電

電源線的應用會在很大程度上對干擾系統造成影響，所以在配置供電線路時，那些會引起較大干擾的設備和測控裝置建議由配電室用屏蔽電纜分不同的線路進行供電，如圖1所示。

1.2.2 動力設備分開供電

變壓器的使用因電子控制裝置的需求不同而有所不同，使用高壓母線能夠解決上述問題。低壓動力負載作業間隔時間較短所帶來的干擾會較大，而電網的使用可以起到抑制干擾的作用，并使之衰減，所以，相對于低壓動力電網來說，高電壓母線所產生的噪聲要小。

2 對電源系統的隔離

2.1 對交流供電系統的隔離

交流供電系統能夠產生諧波，在遇到雷雨天氣時會受到影響，或頻率較高時都會產生干擾，為了避免這種情況的發生，需要對控制交流電源的相應裝置和其他相關電氣設備進行改進。以前，為了減少交流供電系統在不同情況下產生的干擾，通常采取1∶1隔離變壓器提供電源的措施。采用該措施能夠有效減少由電網尖峰脈沖造成的干擾及其帶來的影響。但是，一般的變壓器無法達到這樣的效果，雖然在兩個繞組之間加入了絕緣裝置，對一側產生的噪聲電壓和電流具有抑制和隔離作用，但分布電容的存在會使交流電網中的噪聲耦合到二次側。

2.2 對直流供電系統的隔離

采用DC-DC變換器可以起到完全脫離直流電源的效果。這種變換器的使用使得之前被分開進行供電作業的裝置也能夠滿足供電需求，原因是用于供電作業的電源的輸入回路和輸出回路被分開了，DC-DC變換器的使用有效降低了電磁干擾對系統的影響。如果需要將相應的控制裝置與其他用電裝置的核心系統分開控制，那么就需要為它們配備不同的直流供電系統，以滿足需求。

3 電源系統的冗余技術

3.1 雙交流電源的冗余技術

在對控制系統進行供電時，選擇雙交流電源冗余的交流供電方式可以提高供電系統的可靠性。由不同的變電站引出兩路電源，當一路出現故障時，兩路電源間能進行自動切換。雙交流電源冗余技術能夠在低壓時對系統進行保護，并實現兩路電源的自動切換。

3.2 UPS電源的冗余設計

UPS電源的使用能夠對計算機起到很好的保護作用。雖然UPS具有很好的安全性，但在供電條件發生變化時，某些因素也會使其發生故障，包括本身電器裝置的老化、某個元件提前失效等。采用雙機熱備（冗余技術）可以使DCS控制系統的穩定性和可靠性得到保證，而且DCS控制系統是整個設備系統的核心裝置。兩臺UPS交流電源分別是主機（1#UPS）和備用機（2#UPS），后者的輸出端可接至前者的旁路電源輸入端，兩個主機的電源輸入可以采用一個市電電源。一開始，由主機為控制系統供電。如果主機遇到問題無法正常供電，就會自動切換至備用機，由備用機繼續為控制系統供電。當主機能夠再次作業時，相應的開關就會自動由備用機轉到主機上，這樣，主機又能夠繼續為控制系統供電了。為了保證切換中供電的持續性，需要利用嚴密的電路對靜態開關的切換進行控制。

摘 要：主要對自動控制系統中采用的電源供電方式進行了簡單闡述，并分析了電源系統的隔離技術和冗余電源設計技術的應用，從而達到抗干擾的目的。

關鍵詞：DCS控制系統；抗干擾；隔離技術；冗余供電

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0034-02

工業現場的用電范圍較廣，影響面較大，因此，必須保證電源的質量。如果工業現場被嚴重干擾，那么整個自動化控制系統也會受到嚴重的損壞，因此，供電系統的設計會在很大程度上對控制系統的安全性造成直接影響。DCS控制系統的設計會受以下幾個因素的影響：電源系統的抗干擾性；DCS 的供電應不受外部設備失電的影響；控制系統要求斷電場合的供電電源沒有重復配置等。

1 電源的供電方式

1.1 分相供電

電源線的應用會在很大程度上對干擾系統造成影響，所以在配置供電線路時，那些會引起較大干擾的設備和測控裝置建議由配電室用屏蔽電纜分不同的線路進行供電，如圖1所示。

摘 要：主要對自動控制系統中采用的電源供電方式進行了簡單闡述，并分析了電源系統的隔離技術和冗余電源設計技術的應用，從而達到抗干擾的目的。

關鍵詞：DCS控制系統；抗干擾；隔離技術；冗余供電

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0034-02

工業現場的用電范圍較廣，影響面較大，因此，必須保證電源的質量。如果工業現場被嚴重干擾，那么整個自動化控制系統也會受到嚴重的損壞，因此，供電系統的設計會在很大程度上對控制系統的安全性造成直接影響。DCS控制系統的設計會受以下幾個因素的影響：電源系統的抗干擾性；DCS 的供電應不受外部設備失電的影響；控制系統要求斷電場合的供電電源沒有重復配置等。

1 電源的供電方式

1.1 分相供電

電源線的應用會在很大程度上對干擾系統造成影響，所以在配置供電線路時，那些會引起較大干擾的設備和測控裝置建議由配電室用屏蔽電纜分不同的線路進行供電，如圖1所示。

1.2.2 動力設備分開供電

變壓器的使用因電子控制裝置的需求不同而有所不同，使用高壓母線能夠解決上述問題。低壓動力負載作業間隔時間較短所帶來的干擾會較大，而電網的使用可以起到抑制干擾的作用，并使之衰減，所以，相對于低壓動力電網來說，高電壓母線所產生的噪聲要小。

2 對電源系統的隔離

2.1 對交流供電系統的隔離

交流供電系統能夠產生諧波，在遇到雷雨天氣時會受到影響，或頻率較高時都會產生干擾，為了避免這種情況的發生，需要對控制交流電源的相應裝置和其他相關電氣設備進行改進。以前，為了減少交流供電系統在不同情況下產生的干擾，通常采取1∶1隔離變壓器提供電源的措施。采用該措施能夠有效減少由電網尖峰脈沖造成的干擾及其帶來的影響。但是，一般的變壓器無法達到這樣的效果，雖然在兩個繞組之間加入了絕緣裝置，對一側產生的噪聲電壓和電流具有抑制和隔離作用，但分布電容的存在會使交流電網中的噪聲耦合到二次側。

2.2 對直流供電系統的隔離

采用DC-DC變換器可以起到完全脫離直流電源的效果。這種變換器的使用使得之前被分開進行供電作業的裝置也能夠滿足供電需求，原因是用于供電作業的電源的輸入回路和輸出回路被分開了，DC-DC變換器的使用有效降低了電磁干擾對系統的影響。如果需要將相應的控制裝置與其他用電裝置的核心系統分開控制，那么就需要為它們配備不同的直流供電系統，以滿足需求。

3 電源系統的冗余技術

3.1 雙交流電源的冗余技術

在對控制系統進行供電時，選擇雙交流電源冗余的交流供電方式可以提高供電系統的可靠性。由不同的變電站引出兩路電源，當一路出現故障時，兩路電源間能進行自動切換。雙交流電源冗余技術能夠在低壓時對系統進行保護，并實現兩路電源的自動切換。

3.2 UPS電源的冗余設計

UPS電源的使用能夠對計算機起到很好的保護作用。雖然UPS具有很好的安全性，但在供電條件發生變化時，某些因素也會使其發生故障，包括本身電器裝置的老化、某個元件提前失效等。采用雙機熱備（冗余技術）可以使DCS控制系統的穩定性和可靠性得到保證，而且DCS控制系統是整個設備系統的核心裝置。兩臺UPS交流電源分別是主機（1#UPS）和備用機（2#UPS），后者的輸出端可接至前者的旁路電源輸入端，兩個主機的電源輸入可以采用一個市電電源。一開始，由主機為控制系統供電。如果主機遇到問題無法正常供電，就會自動切換至備用機，由備用機繼續為控制系統供電。當主機能夠再次作業時，相應的開關就會自動由備用機轉到主機上，這樣，主機又能夠繼續為控制系統供電了。為了保證切換中供電的持續性，需要利用嚴密的電路對靜態開關的切換進行控制。

摘 要：主要對自動控制系統中采用的電源供電方式進行了簡單闡述，并分析了電源系統的隔離技術和冗余電源設計技術的應用，從而達到抗干擾的目的。

關鍵詞：DCS控制系統；抗干擾；隔離技術；冗余供電

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0034-02

工業現場的用電范圍較廣，影響面較大，因此，必須保證電源的質量。如果工業現場被嚴重干擾，那么整個自動化控制系統也會受到嚴重的損壞，因此，供電系統的設計會在很大程度上對控制系統的安全性造成直接影響。DCS控制系統的設計會受以下幾個因素的影響：電源系統的抗干擾性；DCS 的供電應不受外部設備失電的影響；控制系統要求斷電場合的供電電源沒有重復配置等。

1 電源的供電方式

1.1 分相供電

電源線的應用會在很大程度上對干擾系統造成影響，所以在配置供電線路時，那些會引起較大干擾的設備和測控裝置建議由配電室用屏蔽電纜分不同的線路進行供電，如圖1所示。

摘 要：主要對自動控制系統中采用的電源供電方式進行了簡單闡述，并分析了電源系統的隔離技術和冗余電源設計技術的應用，從而達到抗干擾的目的。

關鍵詞：DCS控制系統；抗干擾；隔離技術；冗余供電

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0034-02

工業現場的用電范圍較廣，影響面較大，因此，必須保證電源的質量。如果工業現場被嚴重干擾，那么整個自動化控制系統也會受到嚴重的損壞，因此，供電系統的設計會在很大程度上對控制系統的安全性造成直接影響。DCS控制系統的設計會受以下幾個因素的影響：電源系統的抗干擾性；DCS 的供電應不受外部設備失電的影響；控制系統要求斷電場合的供電電源沒有重復配置等。

1 電源的供電方式

1.1 分相供電

電源線的應用會在很大程度上對干擾系統造成影響，所以在配置供電線路時，那些會引起較大干擾的設備和測控裝置建議由配電室用屏蔽電纜分不同的線路進行供電，如圖1所示。

1.2.2 動力設備分開供電

變壓器的使用因電子控制裝置的需求不同而有所不同，使用高壓母線能夠解決上述問題。低壓動力負載作業間隔時間較短所帶來的干擾會較大，而電網的使用可以起到抑制干擾的作用，并使之衰減，所以，相對于低壓動力電網來說，高電壓母線所產生的噪聲要小。

2 對電源系統的隔離

2.1 對交流供電系統的隔離

交流供電系統能夠產生諧波，在遇到雷雨天氣時會受到影響，或頻率較高時都會產生干擾，為了避免這種情況的發生，需要對控制交流電源的相應裝置和其他相關電氣設備進行改進。以前，為了減少交流供電系統在不同情況下產生的干擾，通常采取1∶1隔離變壓器提供電源的措施。采用該措施能夠有效減少由電網尖峰脈沖造成的干擾及其帶來的影響。但是，一般的變壓器無法達到這樣的效果，雖然在兩個繞組之間加入了絕緣裝置，對一側產生的噪聲電壓和電流具有抑制和隔離作用，但分布電容的存在會使交流電網中的噪聲耦合到二次側。

2.2 對直流供電系統的隔離

采用DC-DC變換器可以起到完全脫離直流電源的效果。這種變換器的使用使得之前被分開進行供電作業的裝置也能夠滿足供電需求，原因是用于供電作業的電源的輸入回路和輸出回路被分開了，DC-DC變換器的使用有效降低了電磁干擾對系統的影響。如果需要將相應的控制裝置與其他用電裝置的核心系統分開控制，那么就需要為它們配備不同的直流供電系統，以滿足需求。

3 電源系統的冗余技術

3.1 雙交流電源的冗余技術

在對控制系統進行供電時，選擇雙交流電源冗余的交流供電方式可以提高供電系統的可靠性。由不同的變電站引出兩路電源，當一路出現故障時，兩路電源間能進行自動切換。雙交流電源冗余技術能夠在低壓時對系統進行保護，并實現兩路電源的自動切換。

3.2 UPS電源的冗余設計

UPS電源的使用能夠對計算機起到很好的保護作用。雖然UPS具有很好的安全性，但在供電條件發生變化時，某些因素也會使其發生故障，包括本身電器裝置的老化、某個元件提前失效等。采用雙機熱備（冗余技術）可以使DCS控制系統的穩定性和可靠性得到保證，而且DCS控制系統是整個設備系統的核心裝置。兩臺UPS交流電源分別是主機（1#UPS）和備用機（2#UPS），后者的輸出端可接至前者的旁路電源輸入端，兩個主機的電源輸入可以采用一個市電電源。一開始，由主機為控制系統供電。如果主機遇到問題無法正常供電，就會自動切換至備用機，由備用機繼續為控制系統供電。當主機能夠再次作業時，相應的開關就會自動由備用機轉到主機上，這樣，主機又能夠繼續為控制系統供電了。為了保證切換中供電的持續性，需要利用嚴密的電路對靜態開關的切換進行控制。