专题03：dcs系统电源系统配置

1、发电厂 2135MW 循环流化床机组工程 DCS 投标书专题 3:DCS 系统电源系统配置技 术 部 分HOLLiAS-MACSTM和利时公司 - 1 - 1. 系统供电1.1 电源要求DCS 系统实现对现场信号的实时监测 记录并对现场进行实时控制,要求系统的电源必须保证连续不间断地供电系统对电源的基本要求如下: 电压:单相 220VAC + 10% 220VAC15% 频率:50HZ 2HZ 波形失真率:小于 3%1.2 DCS 系统交流电源输入DCS 系统一般配备有电源配电柜,现场提供的两路电源进入配电柜,一路由 UPS 来,另一路由厂区保安段来,经过分配后,分别供给操作站和 I/O 控制站等电源切换装置核心设备为进口快速动作接触器,型号为 LC1D8008M5,厂家为施耐德的产品,当 A 路有电时,A 路给设备供电,当 A 路失电即切换为 B 路供电,切换时间不大于 20ms,可以保证计算机不复位切换后的电源主要给服务器 操作站 工程师站通讯站打印机 SIS 等设备供电为了防止供电电压缓慢下降，而又没有到达 LC1D8008M5 动作阈值，系统设计了SM934： 220VAC 电

2、源自动切换控制模块，以防止电压渐将导致系统故障。切换装置原理及经过切换装置供电的图如下面所示: 219342L2NL1N注 ： 1： 切 换 装 置 中 Q型 号 为 CD4085， 都 为 带 个 常 开 主 触 头 和 个 常 闭 主 触 头 的 接 触 器 ， 其 原 理 示 意 图 为 ： S93为 双 路 VA 电 源 自 动 切 换 控 制 模 块 。 能 保 证 电 压 出 现 缓 慢 下 降 ， 而 切 换 装 置 没 有 到 达 动 作 值 时 及 时 进 行 电 源 的 切 换UPS 切 换 装 置图 1 两路电源连接方式示意图对于操作员站,电源配电柜通过专用的电源冗余切换装置为它供电如图 1 所示对于服务器,由于它在系统运行中的重要地位,所以互为冗余运行的两台服务器分别由 UPS 和厂用电供电对于 I/O 控制站,需要将 UPS 电源和厂用电分别送给互为冗余的两个电源模块,经过冗余电源输出的 24VDC/48VDC 供给主控单元或者 I/O 模块使用,继电器柜和 ETS 柜等可能使用朝阳电源为继电器发电厂 2135MW 循环流化床机组工程 DCS 投标书专题 3:

3、DCS 系统电源系统配置技 术 部 分HOLLiAS-MACSTM和利时公司 - 2 - 供电,其供电原理与 I/O 控制柜相同 如果现场系统没有配备电源配电柜或者现场不能提供双路电源,那么为了保证 DCS 系统的安全稳定运行,应至少提供一路 UPS 电源警告:为保证 DCS 系统的正常运行,DCS 系统电源应当单独由供电电源段引来,除了为 DCS 系统供电以外,不应再为其它高负载设备供电,尤其不能为大的感性负载供电,如电动门,执行器,电动机等最理想的 DCS 系统供电方式为:厂用一段来 220VAC 或 380VAC 经过 DCS 系统专用的 UPS 后送入电源配电柜,厂用二段单独引来的 220VAC 送入电源配电柜 经过电源配电柜的切换装置输出的电源应以 UPS 电源为主,因为经过逆变后 220VAC 电源质量较好,有利于操作站等的稳定运行，如图 2 所示1 0 #I / O控制站K A 1K A 2U P S 电源总开关K A 1 6K A 1 8汽机远程I / O柜K C 1K C 2 K C 3K C 6 K C 7K C 9K C 1 0 K C 1 2 K C 1 31

4、#操作员站1 #打印机2 #打印机切换装置U P S 电源 厂用电电源K B厂用电电源总开关K C 8K C 1 1K C 5K A 2 1 K A 2 2K A 2 4K A 2 3K A 2 51 #通讯站K C 1 5 K C 1 8K C 43 #打印机K C 1 41 #工程师站1 #数据库服务器2 #数据库服务器# 1交换机# 2交换机1 1 #I / O控制站1 #继电器柜备用备用4 #继电器柜1 6 #I / O控制站2 #操作员站3 #操作员站4 #操作员站5 #操作员站备用锅炉远程I / O柜2 #通讯站1 0 #I / O控制站K B 1K B 2 K B 1 6K B 1 8汽机远程I / O柜K B 2 1 K B 2 2K B 2 4K B 2 3K B 2 51 1 #I / O控制站1 #继电器柜备用备用4 #继电器柜1 6 #I / O控制站锅炉远程I / O柜公用系统配电柜AK C 1 7备用K C 1 6图 2.系统配电图2. DCS 系统供电2.1 操作员站(工程师站)服务器的供电DCS 系统专用操作台出厂时一般都配置了电源接线板和空气开关,由电

5、源配电柜引过来的220VAC 电源的直接接入空气开关入口即可电源接线板的地线以及公共连接板来的地线都应当连接到操作台柜体的螺钉上,如隔板的固定螺钉采用主机柜安装,每台主机的应当由电源配电柜单独提供一路电源供电,电源一般通过接线端子转接电源接线板的地线以及公共连接板来的地线都应当连接到操作台柜体的螺钉上,如隔板的固定螺钉DCS 系统的服务器一般安装在服务器柜内,两台互为冗余的服务器分别由 UPS 电源和厂用电电源来供电,电源一般通过接线端子转接电源接线板的地线以及电源配电柜来的地线都应当连接到操作台柜体的螺钉上,如隔板的固定螺钉2.2 I/O 控制机柜的供电发电厂 2135MW 循环流化床机组工程 DCS 投标书专题 3:DCS 系统电源系统配置技 术 部 分HOLLiAS-MACSTM和利时公司 - 3 - 现场控制机柜(I/O 控制站,继电器柜,ETS 柜等)需要两路电源 :UPS 电源和厂用保安段电源对于 I/O 控制站,两路电源分别接到机柜背面左上方的两个空开入口即可,每个空开的两路进线分别对应左(N),右 (L)与电源同时送来的交流电源的保护地, 应连接在机柜的保护地螺钉上22

6、0VAC 电源经过空开后,接至主控机笼底板上的 220VAC 电源进线端子上,如图 4.2-2 所示,图中,L为火线,N 为零线,E 为保护地线 对于继电器柜和 ETS 柜等,应根据机柜的设计图将两路电源接在相应的位置图 3.2-1 主控单元机笼背面接线示意图220VAC 电源接入主控机笼后,通过机笼底板为开关电源模块供电,其中第一路 220VAC 电源为1N3N5N 电源模块供电,第二路 220VAC 电源为 2N4N6N 电源模块供电,如图 3.2-2 所示图 3.2-2 主控单元机笼正面示意图冗余电源 1N2N 的 24VDC 输出通过底板电路为主控单元 AB 供电,同时输出至机笼背部的“第一路系统电源”处的两路端子上,两路端子为并联输出这两路端子通常用于给机柜正面的 I/O 模块供电如图 3.2-3 所示冗余电源 3N4N 的 24VDC 输出至机笼背部的“第二路系统电源”处的四路端子上,四路端子为并联发电厂 2135MW 循环流化床机组工程 DCS 投标书专题 3:DCS 系统电源系统配置技 术 部 分HOLLiAS-MACSTM和利时公司 - 4 - 输出,这四路端子通常用

7、于给机柜背面的 I/O 模块供电 如图 4.3-2 所示冗余电源 5N6N 的 24VDC/48VDC 输出至机笼背部的“现场电源”处的三路端子上,三路端子为并联输出,这三路端子用于给开关量输入模块提供查询电源 由于 I/O 柜内配置的开关量输入模块通常不止一个,所以需要用查询电源分配器 FM930(8 路输出) 或 FM931(16 路输出)进行分配,将查询电源扩展给各个开关量输入模块FM930/FM931 最多可以配置三块,而 “现场电源”的三路端子分别对应三个FM930/FM931如图 3.2-3 所示电源 1N6N 可以提供开关结点来显示工作状态 ,结点分别对应输出端子“DO1+”“DO1-” “DO6+”“DO6-”,开关节点可以接至开关量输入模块作为报警信号 ,当电源正常工作时,“DOn+”“DOn-”接通;当电源发生故障时,“DOn+” “DOn-”断开注意:因电源工作状态为晶体管输出,接入开关量输入模块时应注意区分正负端,正负接反将检测不到信号图 3.2-3 主控单元机笼背面电源端子示意图安装在导轨上的 I/O 模块的底座上下端均有一电源接口 ,通过接插完成与上下 I/

8、O 模块的紧密连接从主控机笼背板的系统电源输出端子送来的电源只需连接到每列模块的第一个模块的电源输入端口,即可实现对整列模块的供电要求如图 3.2-4 所示电源接口的 24V+与 GND 通过电路板分别与底座端子排中的 3940 号端子相连,控制柜中如果有其它需要 24VDC 供电的设备 ,如 SIMENS 的 DP 重复器,可以就近由底座的 3940 端子引出电源开关量输入模块所需要的查询电源由查询电源分配器输出后,查询电源的+端接至模块所对应的底座 FM131A 的 3335 端子,查询电源的- 端接至 FM131A 的 3436 端子发电厂 2135MW 循环流化床机组工程 DCS 投标书专题 3:DCS 系统电源系统配置技 术 部 分HOLLiAS-MACSTM和利时公司 - 5 - 图 3.2-4 通用模块底板电源端子示意图( 以常用的几种为例)发电厂 2135MW 循环流化床机组工程 DCS 投标书专题 3:DCS 系统电源系统配置技 术 部 分HOLLiAS-MACSTM和利时公司 - 6 - 3.关于远程 I/O 的电源供电与接地接受两路 220AC 电源供电,一般可由现场附近的热工电源盘供给,或由布置于控制室里的 DCS 电源柜供给 为保证远程 I/O 柜内各采集模块的电源稳定,两路电源中一路要经过一 UPS 电源稳压后供给,该路电源失去时 UPS 仍可保证远程 I/O 柜能正常工作一段时间本工程为远程 I/O 柜配置的是美国是山特公司的小型 UPS 电源远程 I/O 柜布置于现场一般离控制室里的 DCS 系统接地汇流总排较远,因此远程 I/O 柜的地均就近接入现场的地网远程 I/O 内有 3 种地: 安全地 屏蔽地和逻辑地 ,将 3 种地汇流后接在柜内一点作为远程 I/O 柜的接地点,该接地点由专用的接地电缆接入现场地网,接地电阻要求不大于 4 欧姆

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