国电智深DCS系统成套产品设计规范文档格式.docx
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电源柜是接受外部提供的电源进行分配并给DCS系统所有的受电设备进行供电的成套设备。
内部主要有入口电源电压指示表、进线断路器〔梅兰日兰系列〕、微型断路器〔梅兰日兰C65N系列〕、母线铜排等。
种类：
工程上一般根据系统特点分为“单元机组电源柜〞和“公用系统电源柜〞，“单元机组电源柜〞实现单元机组DCS设备的供电分配，“公用系统电源柜〞是实现公用系统DCS设备的供电分配。
入口电源要求电压为220VAC（-15～+10%），电源频率为50±
0.5Hz，波形畸变为小于等于5%（有效值）。
两路电源还要求是同相位的，每路电源只需接入火线和零线，地线不得引入与机柜地连接。
尽管系统内电源是冗余并带有切换的，但出于安全和可靠的要求，不允许长时间外部电源单路供电。
单元机组电源柜入口为两路220VAC电源，一路为UPS电源，另一路为保安电源。
公用系统电源柜入口为四路220VAC电源，分别为两台机组的UPS电源和保安段电源，具体做法是：
第一台机组UPS电源〔主〕和第二台机组保安电源〔备〕切换后作为第一路电源进入公用系统电源柜；
第一台机组保安电源〔备〕和第二台机组UPS电源〔主〕切换后作为第二路电源进入公用系统电源柜。
控制柜内部设备采用直流24/48V供电，外部电源在电源柜分配后直接进入控制柜的两个直流电源模块，转换成直流后并行给控制器、风扇和I/O模块供电，在每个分散设备中进行隔离，在电源柜内不进行交流电源切换。
打印机、工控机、显示器与交换器基本都是单路220VAC供电，这类设备〔打印机一般采用单路供电〕的电源一般是在电源柜内采用2组接触器实现两路电源切换后提供，其中一半的上位机采用UPS为主的切换电源，另一半的上位机采用以保安段为主的切换电源。
电源柜入口容量统计表如表1。
表1：
DCS系统各部分电源容量计算表
序号
设备名称
单位用电量
备注
1
控制柜、扩展柜
600VA
2
配LCD的上位机
300VA
3
配CRT的上位机
500VA
4
19〞网络交换机
60VA
5
HPLaserJet5100打印机
400VA
A3激光黑白
6
HPA3喷墨打印机
100VA
7
HP4650LaserJet打印机
700VA
A3激光彩色
8
大屏幕
1200VA
原则上由外部电源供电
具体电源柜的标准设计图纸可以参见附图。
1.3网络柜
整个DCS系统网络数据交换中心的成套设备。
结构：
根据《技术协议》中规定的交换机型号进行设计，一般有两种：
一是19〞安装结构，则机柜内部采用19〞英寸立柱结构；
另外一种是导轨安装的结构，则机柜可采用与控制柜一样的安装板的形式，但是安装板的开孔得根据设备安装情况设计。
供电：
网络设备是DCS系统中重要的设备，要求分别从电源柜两组切换回路的输出各引一路交流电源送入网络柜，根据网络交换机的不同采用不同电源供电方式。
如果采用双路直流电源供电的交换机，则需要在网络柜加装两个24V直流电源，型号采用明纬DR-120-24开关电源；
如果采用单路的交流供电的交换机，则直接接入两个电源分配盒。
一般来说，单元机组网络柜中需要安装路由器，路由器的供电为双路24VDC，需要在单元机组网络柜中加装两块24VDC电源，型号采用明纬DR-120-24开关电源。
如果机柜数量不够，公用系统的电源柜和网络柜可以合并，但是一定要得到用户认可。
〔不推荐〕
1.4控制/扩展柜
控制/扩展柜是DCS系统过程控制单元的集成设备，包括冗余控制器、电源模块、I/O模块和与现场信号接口设备等。
布置：
正面上部为冗余控制器、控制器冷却风扇与其底座〔扩展柜没有〕，下面为两列〔左侧为A列，右侧为B列〕I/O模块与底座；
后面上部为DPU电源模块，下部为两列〔左侧为C列，右侧为D列〕I/O模块与底座。
每套DPU电源模块〔EDPF-PWR〕包括2块供电模块（EDPF-PS）和1块配电模块（EDPF-PD）。
其中供电模块内部集成24V直流电源和48V直流电源各一块，两个供电模块的24/48VDC输出采用预制电缆的形式接入中间的配电模块，在配电模块上进行隔离后输出，CPU底座和I/O模块底座的电源为两路独立电源，在外部没有任何联系；
机柜风扇和控制器冷却风扇的电源采用双路24VDC隔离后并在一起冗余供电。
每个总直流电源有监视继电器，电源监视继电器有一对常开/常闭接点。
直流电源监视：
在项目设计阶段要求设计部指定每一个控制/扩展柜的直流电源监视用的DI测点通道，具体方案为：
24VDC电源监视采用2个24VDC监视继电器的常开点串联后接入相应的DI测点，这样有任何一个24VDC电源模块失电即可产生24VDC故障信号〔1－正常，0－故障〕；
48VDC电源监视采用2个48VDC电源监视继电器的常开点串联后接入相应的DI测点，这样有任何一个48VDC电源模块失电即可产生48VDC电源故障信号〔1－正常，0－故障〕。
注明：
原则上不需把24/48VDC电源的监视端子引入到电源安装板的接线端子上。
机柜风扇安装要求：
控制器冷却风扇风向为自上向下，机柜前后门风扇风向为自里向外。
某些控制柜后部卡件少，也可以布置适量的继电器板。
远程布置的控制柜有两种做法：
一是把控制器布置在主控室电子间的某个机柜内，I/O模块布置在就地的机柜内，这样需要把I/O总线延长；
二是控制器和I/O模块均布置在就地的机柜内，这样需要把就地与电子间采用以太网连接。
如果就地与控制室电子间电缆铺设距离大于100m的，则其之间的连接电缆要求采用多模光纤，具体说明：
●I/O总线延长。
如果控制器在主控电子间而I/O模块全部在就地，则需要从控制器底座上的两组冗余485通讯端子〔MASTER：
D1+，D1-，C1+，C1-；
SLAVE：
D2+，D2-，C2+，C2-。
〕接入专用的光纤转换器〔新航智生产，型号为“EDPF-TRANS〞。
〕的相应端子上，光纤收发器分为“MASTER〞和“SLAVE〞两种，需在就地和主控室电子间机柜上各装一对，光纤收发器上的24DCV供电可以由从控制柜电源分配盘〔EDP-PD〕的备用24VDC电源提供，就地控制柜中需要加装一块I/OBUS转接板来实现光纤转换器到I/O底座之间的连接，具体接线如图1所示。
图1远程I/O系统的总线连接示意图1
如果控制器和部分I/O模块在主控电子间而其余I/O模块在就地，则可以在主控电子间和就地机柜内加装同样的I/OBUS转接板、主辅光纤收发器等来实现，具体接线如图2所示。
图2远程I/O系统的总线连接示意图2
●以太网连接。
如果控制器和I/O均在就地，则需要在就地控制柜加装2个8口交换机，控制器的网线连接在这两个交换机上，每个交换机通过商业以太网光纤转换器与主控室交换机级联。
交换机与光纤转换器的供电一般为交流220V，采用两个控制柜供电模块〔EDPF-PS〕的交流电输出做切换后提供，具体布线见图3。
图3远程控制柜的以太网连接示意图
注意：
一条网络用两芯光纤，一端为发送和接受，对应的另一端应为接受和发送，即交叉连接。
1.5继电器柜
继电器柜是DCS系统中DO模块所对应的中间继电器的集成设备。
根据现场控制回路的电源电压等级不同，中间继电器分为“交流继电器〞和“直流继电器〞两种，交流继电器是指其触点应用于现场控制电源电压为220VAC或24VDC的继电器，直流继电器是指其触点应用于现场控制电源电压为110VDC或220VDC的继电器。
对应DO测点的中间继电器的线圈电压一般均为24VDC，线圈励磁电源由DO测点本通道提供。
一套继电器一般由继电器座、继电器、固定卡子〔图尔克的继电器卡子集成在座上〕等组成，根据使用环境不同，底座又分为安装座和焊接座两种，目前一般采用安装座。
在DCS系统中常用的中间继电器如表2所列。
表2常用中间继电器型号清单
种类
继电器型号
底座型号
触点说明
安装〔卡子〕
焊接〔卡子〕
交流
C10-A10（X）/24VDC
S-10〔自带〕
S10-P〔自带〕
NO：
1/2；
NC：
2/3
MY2（N）J/24VDC
PYF08A-E〔PYC-A1〕
PY08〔PYC-P〕
NO1：
5/9；
NC1：
1/9
NO2：
8/12；
NC2：
4/12
直流
C5-M10（X）/24VDC
S5-S〔自带〕
S5-P
（SR3B-02F1PN10）
或〔20C254〕
4/6
C5-RF5610（X）
1/3
KUEP-11D15-24
4/7；
6/9；
3/9
注：
继电器型号带括号的表示带灯。
继电器板原理：
每块继电器板对应一块DO模块，集成有一个继电器转接板〔左侧〕和16套中间继电器，继电器转接板上是把DB25接头转成18个端子，#1-#16端子分别接入中间继电器的线圈正端，#17端子接第1个继电器线圈负端，#18端子接第16个继电器线圈负端，然后每块继电器板上的16个继电器的负端相互并接在一起，C10-A10（X）系列继电器可以采用其提供的专用连接片S10－BB来短接。
每块继电器板的上部安装50*50mm走线槽一根，长度640mm，用于现场电缆走线。
继电器柜布置：
继电器柜采用前后面布置方式，每面共布置8块继电器板，前面从上到下编号分别为RP01-RP08，后面从上到下编号为RP09-RP16。
继电器柜的前后左右侧安装80〔宽〕*50〔高〕走线槽4根，高度为1800mm～2000mm。
1.6跳闸柜
跳闸柜是实现紧急停炉的电气设备，主要由跳闸继电器与其供电回路组成。
设计原理：
跳闸柜接受外部两路直流电源〔110VDV或220VDC〕作为跳闸继电器的激励电源，触发接点一般有两类，即：
操作台的MFT按钮和DO的跳闸输出接点。
具体设计由设计部在设计联络会上与业主方进行协商确定，可参见设计部编写的《MFT跳闸柜设计要点》。
设计要点补充：
在设计联络会上需与业主明确的是“中间继电器的控制输出指令和跳闸继电器输出的控制指令是否需要在跳闸柜内进行合并还是均送到现场合并？
〞。
跳闸柜的结构上可以采用与控制柜一样的结构，即中间有一个整体的安装板，安装板安装在机柜偏后侧，安装板的开孔需要根据具体的布置进行开孔。
跳闸继电器一般布置在上部，中间布置供电与电源监视回路，下部布置接线端子，如果布置不下的话可以布置在两侧。
具体可以参考附图。
根据设计部提供的《跳闸柜设计原理图》，硬件工程师进行接线端子的分配与布置设计，并根据要求出《跳闸柜布置图》和《跳闸柜端子表》等资料。
2.操作台类
操作台类设备主要安装DCS系统中人机接口类设备，包括：
操作员台、值长台、工程师台和打印机台。
此类设备分述如下。
2.1操作员台
操作员台主要安装放置操作员站便于操作员监控使用的设备，某些台面留有少量后备手操按钮，具体按钮要求与数量需要在第一次或第二次设计联络会上确定。
标准操作员台材质要求：
台体为冷扎钢板，台面为防火板〔也可为冷扎钢板〕；
如果合同与其附件中明确要求为
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