專題03：DCS系統(tǒng)電源系統(tǒng)配置

1、1. 系統(tǒng)供電1.1電源要求DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)記錄并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,要求系統(tǒng)的電源必須保證連續(xù)不間斷地供電系統(tǒng)對(duì)電源的基本要求如下:² 電壓:單相220VAC + 10% 220VAC15%² 頻率:50HZ ± 2HZ² 波形失真率:小于3%1.2 DCS系統(tǒng)交流電源輸入DCS系統(tǒng)一般配備有電源配電柜,現(xiàn)場(chǎng)提供的兩路電源進(jìn)入配電柜,一路由UPS來,另一路由廠區(qū)保安段來,經(jīng)過分配后,分別供給操作站和I/O控制站等電源切換裝置核心設(shè)備為進(jìn)口快速動(dòng)作接觸器,型號(hào)為L(zhǎng)C1D8008M5,廠家為施耐德的產(chǎn)品,當(dāng)A路有電時(shí),A路給設(shè)備供電,當(dāng)A

2、路失電即切換為B路供電,切換時(shí)間不大于20ms,可以保證電腦不復(fù)位切換后的電源主要給服務(wù)器操作站工程師站通訊站打印機(jī)SIS等設(shè)備供電為了防止供電電壓緩慢下降，而又沒有到達(dá)LC1D8008M5動(dòng)作閾值，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了SM934：220VAC電源自動(dòng)切換控制模塊，以防止電壓漸將導(dǎo)致系統(tǒng)故障。切換裝置原理及經(jīng)過切換裝置供電的圖如下面所示:圖1 兩路電源連接方式示意圖對(duì)于操作員站,電源配電柜通過專用的電源冗余切換裝置為它供電如圖1所示對(duì)于服務(wù)器,由于它在系統(tǒng)運(yùn)行中的重要地位,所以互為冗余運(yùn)行的兩臺(tái)服務(wù)器分別由UPS和廠用電供電對(duì)于I/O控制站,需要將UPS電源和廠用電分別送給互為冗余的兩個(gè)電源模塊,經(jīng)過冗

3、余電源輸出的24VDC/48VDC供給主控單元或者I/O模塊使用,繼電器柜和ETS柜等可能使用朝陽電源為繼電器供電,其供電原理與I/O控制柜相同如果現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)沒有配備電源配電柜或者現(xiàn)場(chǎng)不能提供雙路電源,那么為了保證DCS系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,應(yīng)至少提供一路UPS電源警告:為保證DCS系統(tǒng)的正常運(yùn)行,DCS系統(tǒng)電源應(yīng)當(dāng)單獨(dú)由供電電源段引來,除了為DCS系統(tǒng)供電以外,不應(yīng)再為其它高負(fù)載設(shè)備供電,尤其不能為大的感性負(fù)載供電,如電動(dòng)門,執(zhí)行器,電動(dòng)機(jī)等最理想的DCS系統(tǒng)供電方式為:廠用一段來220VAC或380VAC經(jīng)過DCS系統(tǒng)專用的UPS后送入電源配電柜,廠用二段單獨(dú)引來的220VAC送入電源配電柜經(jīng)

4、過電源配電柜的切換裝置輸出的電源應(yīng)以UPS電源為主,因?yàn)榻?jīng)過逆變后220VAC電源質(zhì)量較好,有利于操作站等的穩(wěn)定運(yùn)行，如圖2所示圖2.系統(tǒng)配電圖2. DCS系統(tǒng)供電2.1 操作員站(工程師站)服務(wù)器的供電DCS系統(tǒng)專用操作臺(tái)出廠時(shí)一般都配置了電源接線板和空氣開關(guān),由電源配電柜引過來的220VAC電源的直接接入空氣開關(guān)入口即可電源接線板的地線以及公共連接板來的地線都應(yīng)當(dāng)連接到操作臺(tái)柜體的螺釘上,如隔板的固定螺釘采用主機(jī)柜安裝,每臺(tái)主機(jī)的應(yīng)當(dāng)由電源配電柜單獨(dú)提供一路電源供電,電源一般通過接線端子轉(zhuǎn)接電源接線板的地線以及公共連接板來的地線都應(yīng)當(dāng)連接到操作臺(tái)柜體的螺釘上,如隔板的固定螺釘DCS系統(tǒng)的服

5、務(wù)器一般安裝在服務(wù)器柜內(nèi),兩臺(tái)互為冗余的服務(wù)器分別由UPS電源和廠用電電源來供電,電源一般通過接線端子轉(zhuǎn)接電源接線板的地線以及電源配電柜來的地線都應(yīng)當(dāng)連接到操作臺(tái)柜體的螺釘上,如隔板的固定螺釘2.2 I/O控制機(jī)柜的供電現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)柜(I/O控制站,繼電器柜,ETS柜等)需要兩路電源:UPS電源和廠用保安段電源對(duì)于I/O控制站,兩路電源分別接到機(jī)柜反面左上方的兩個(gè)空開入口即可,每個(gè)空開的兩路進(jìn)線分別對(duì)應(yīng)左(N),右(L)與電源同時(shí)送來的交流電源的保護(hù)地,應(yīng)連接在機(jī)柜的保護(hù)地螺釘上220VAC電源經(jīng)過空開后,接至主控機(jī)籠底板上的220VAC電源進(jìn)線端子上,如圖4.2-2所示,圖中,L為火線,N為零

6、線,E為保護(hù)地線對(duì)于繼電器柜和ETS柜等,應(yīng)根據(jù)機(jī)柜的設(shè)計(jì)圖將兩路電源接在相應(yīng)的位置圖3.2-1 主控單元機(jī)籠反面接線示意圖220VAC電源接入主控機(jī)籠后,通過機(jī)籠底板為開關(guān)電源模塊供電,其中第一路220VAC電源為1N3N5N電源模塊供電,第二路220VAC電源為2N4N6N電源模塊供電,如圖3.2-2所示圖3.2-2 主控單元機(jī)籠正面示意圖冗余電源1N2N的24VDC輸出通過底板電路為主控單元AB供電,同時(shí)輸出至機(jī)籠背部的“第一路系統(tǒng)電源”處的兩路端子上,兩路端子為并聯(lián)輸出這兩路端子通常用于給機(jī)柜正面的I/O模塊供電如圖3.2-3所示冗余電源3N4N的24VDC輸出至機(jī)籠背部的“第二路系統(tǒng)

7、電源”處的四路端子上,四路端子為并聯(lián)輸出,這四路端子通常用于給機(jī)柜反面的I/O模塊供電如圖4.3-2所示冗余電源5N6N的24VDC/48VDC輸出至機(jī)籠背部的“現(xiàn)場(chǎng)電源”處的三路端子上,三路端子為并聯(lián)輸出,這三路端子用于給開關(guān)量輸入模塊提供查詢電源由于I/O柜內(nèi)配置的開關(guān)量輸入模塊通常不止一個(gè),所以需要用查詢電源分配器FM930(8路輸出)或FM931(16路輸出)進(jìn)行分配,將查詢電源擴(kuò)展給各個(gè)開關(guān)量輸入模塊FM930/FM931最多可以配置三塊,而“現(xiàn)場(chǎng)電源”的三路端子分別對(duì)應(yīng)三個(gè)FM930/FM931如圖3.2-3所示電源1N6N可以提供開關(guān)結(jié)點(diǎn)來顯示工作狀態(tài),結(jié)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)輸出端子“DO

8、1+”“DO1-” “DO6+”“DO6-”,開關(guān)節(jié)點(diǎn)可以接至開關(guān)量輸入模塊作為報(bào)警信號(hào),當(dāng)電源正常工作時(shí),“DOn+”“DOn-”接通;當(dāng)電源發(fā)生故障時(shí),“DOn+”“DOn-”斷開注意:因電源工作狀態(tài)為晶體管輸出,接入開關(guān)量輸入模塊時(shí)應(yīng)注意區(qū)分正負(fù)端,正負(fù)接反將檢測(cè)不到信號(hào)圖3.2-3 主控單元機(jī)籠反面電源端子示意圖安裝在導(dǎo)軌上的I/O模塊的底座上下端均有一電源接口,通過接插完成與上下I/O模塊的緊密連接從主控機(jī)籠背板的系統(tǒng)電源輸出端子送來的電源只需連接到每列模塊的第一個(gè)模塊的電源輸入端口,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整列模塊的供電要求如圖3.2-4所示電源接口的24V+與GND通過電路板分別與底座端子排中

9、的3940號(hào)端子相連,控制柜中如果有其它需要24VDC供電的設(shè)備,如SIMENS的DP重復(fù)器,可以就近由底座的3940端子引出電源開關(guān)量輸入模塊所需要的查詢電源由查詢電源分配器輸出后,查詢電源的+端接至模塊所對(duì)應(yīng)的底座FM131A的3335端子,查詢電源的-端接至FM131A的3436端子圖3.2-4 通用模塊底板電源端子示意圖(以常用的幾種為例)3. 關(guān)于遠(yuǎn)程I/O的電源供電與接地接受兩路220AC電源供電,一般可由現(xiàn)場(chǎng)附近的熱工電源盤供給,或由布置于控制室里的DCS電源柜供給為保證遠(yuǎn)程I/O柜內(nèi)各采集模塊的電源穩(wěn)定,兩路電源中一路要經(jīng)過一UPS電源穩(wěn)壓后供給,該路電源失去時(shí)UPS仍可保證遠(yuǎn)程I/O柜能正常工作一段時(shí)間本工程為遠(yuǎn)程I/O柜配置的是美國(guó)是山特公司的小型UPS電源遠(yuǎn)程I/O柜布置于現(xiàn)場(chǎng)一般離控制室里的DCS系統(tǒng)接