火電廠DCS現場總線電纜安裝技術探究

孫 磊，王麗紅（內蒙古北方魏家峁煤電公司，內蒙古 鄂爾多斯 010399）

火電廠DCS現場總線電纜安裝技術探究

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

對火電廠熱工DCS系統現場總線施工方法，以總線PA、DP電纜施工技術要求、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，對總線電纜施工技術進行歸納，最終達到規范總線電纜施工方法的目的。

現場總線；安裝技術；工藝要求

0　引言

隨著總線技術在火力發電廠的廣泛應用，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的可靠性和穩定性，減少總線系統故障小時數，減輕維護人員的檢修工作量，提高總線系統的穩定性水平，減少總線系統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用起著關鍵性作用。

1　我廠輔控DCS系統總線應用介紹

我廠輔控系統采用的是上海新華XDC-800B最新DCS系統，總線控制系統采用Profbus-DP和Profbus-PA兩種現場總線協議。輔控DCS控制系統應用現場總線技術，把就地測量儀表和執行設備連接成一個完整的網絡系統，按照Profbus-DP和Profbus-PA通信協議，在就地測點和執行設備之間，現場總線設備和新華XCU控制站之間，徹底實現各個鏈路數據交換和信號傳輸，由就地測點、執行設備與新華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絡對現場測點和執行單元設備進行實時監測和報警的控制系統。

2　我廠輔控系統現場總線應用狀況及存在問題

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

3　現場總線安裝工藝要求

一般要求當使用雙絞線電纜作為DP總線的傳輸介質時，現場敷設的總線電纜長度超過設計的要求時，必須加裝中間聯絡設備，而且所有鏈路網段應留有一定的余量。Profbus-DP和Profbus-PA總線電纜應該選用規范的總線電纜，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

我廠輔網系統電纜敷設時電氣電源電纜與總線通訊電纜必須分層敷設，而且分層敷設間距不能小于200mm。同一橋架內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備集中的區域，比如泵間、配電間等區域時，總線電纜應用鍍鋅保護套管穿過。在集控室內的橋架或電纜溝內，主橋架內要安裝獨立的總線電纜槽盒。如果在總線電纜敷設時發現電纜長度不夠，應該要求施工人員重新敷設，如果發現施工中總線電纜有外皮破損情況，應立即停止施工，并要求施工人員重新敷設。就地設備控制柜、變頻控制柜內的總線電纜安裝，應該要求總線電纜不應預留過長，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保證總線通信箱的空洞密封嚴實。DP總線連接插頭應根據要求選擇專用的總線連接插頭，用于柜外連接的插頭應滿足設計規范的要求，用于柜內連接應滿足IP20防護等級。

3.3DP、PA總線電纜的接線

在現場總線安裝施工中，要求將總線絕緣皮剝去適當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機柜內排列時，應避免與設備電源電纜在同一線槽內排列，新華DCS控制柜把DP總線卡件設計在了機柜背面，并且機柜背面不再設計其他非總線設備，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。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，保護電流可按照現場使用要求，人為設置為20mA、40mA和60mA。在就地總線設備上，如氣動、電動執行機構內部，DP總線電纜的屏蔽線應剪斷，并要用絕緣帶包好，不能把屏蔽層與執行器接地螺絲連接。

3.4現場總線防護和接地

Profbus現場總線網絡中設備接地和數據線屏蔽接地對于設備通信的穩定至關重要，Profbus-DP網絡中采用設備多點接地方式，即每臺設備數據線的屏蔽層應與設備的接地片連通，并且設備直接接地。總線設備沒有接地或接地錯誤會導致干擾信號串進總線網絡中，使得設備與主站通信不穩。

我廠輔網DCS系統能直接接至電氣接地網，無須設置獨立接地網，接地電阻值不大于2..5Ω。DCS系統采用單點接地方式，通過單獨接地點接入電廠電氣接地網，與6kV等高壓設備的接地點間的距離應＞10m，不能與這些設備共用接地點。系統內有兩種接地點，即機箱接地點、信號地，各個站的接地并聯后接到接地點。各機柜與機房的地板必須絕緣，以確保實現系統單點接地，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總線網段，DP總線屏蔽層應連接到每個就地總線設備的屏蔽地，與 DP總線接觸的地方應保證良好短接，不應絕緣。

4　結語

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

［1］李曉麟.實用電子裝聯技術［J］.電子工業技術，2002（01）.

［2］白偉.現場總線PROFIBUS故障因素分析及故障診斷［J］.自動化技術與應用，2011（01）.

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

孫磊（1979-），男，內蒙古呼和浩特人，技師，研究方向：熱工自動化。