1、    淺談艾默生dcs系統ovation3.51接地    張西香摘要： dcs系統合理、準確及可靠接地，是保證電廠機組dcs安全穩定可靠運行的必要條件，是系統網絡通信暢通無阻的重要前提。根據該廠4×350mw 燃煤機組采用的dcs系統設計、現場實際經驗，對dcs系統的接地進行了探討。abstract： the dcs system with reasonable， accurate and reliable grounding， is a necessary condition to ensure the safe， stable and

2、reliable operation of the dcs in power plants， and is an important prerequisite of network communication working smoothly. according to the design of dcs system used by 4×350mw coal-fired units and the actual experience， discuss the grounding of dcs system.關鍵詞： ovation；dcs；接地；屏蔽；干擾key words： ov

3、ation；dcs；grounding；shielding；interference：n945.23 ：a ：1006-4311（2017）10-0131-030 引言該廠4×350mw超臨界燃煤機組采用的艾默生新版ovation3.51 dcs分散控制系統對接地的要求非常嚴格。接地設計及安裝的好壞直接影響到系統運行的質量，因此工程技術人員還必須重視dcs接地問題。dcs系統合理、準確及可靠接地，是保證電廠機組dcs安全穩定可靠運行的必要條件，是系統網絡通信暢通無阻的重要前提。正確的接地不僅能抑制外部來的干擾，還能減少設備對外部的干擾影響。相反錯誤的接地反而會引入干擾，情況嚴重時甚至

4、會導致dcs系統無法正常工作。因此接地問題不僅在dcs系統開始設計時要全面細致考慮，更要在工程安裝時嚴把質量關。筆者作為該在建電廠的工程技術人員，通過dcs設計、方案討論、出廠測試驗收、接地方案的變更、單體調試、整套調試方案、dcs邏輯討論、連鎖保護試驗等整個過程的參與，從中也發現了一些問題及解決的辦法。下面就從幾個方面來談談艾默生新版dcs控制系統ovation3.51接地問題。1 dcs接地分類通常dcs控制系統需要保護地和工作地兩種接地，其中工作地包括邏輯地、屏蔽地等。保護地（cg）：dcs系統所有設備都應接保護地，包括端子柜、打印機、現場控制站機柜、操作員機柜等，其目的是為了防止設備外

5、殼的靜電荷積累、避免造成人身傷害。保護地應接至廠區電氣專業接地網，接地電阻小于4。邏輯地（pg）：又稱主機電源地、機器邏輯地，需要接入公共接地極，是計算機內部的邏輯電平負端公共地，也是+5v等的電源輸出地。屏蔽地（ag）：也叫模擬地，由于它能夠有效屏蔽掉現場信號傳輸時受到的干擾，具有大大提高信號精度的作用。dcs系統中信號電纜的屏蔽層應做屏蔽接地。線纜屏蔽層必須一端接地，防止形成閉合回路干擾。鎧裝電纜的金屬鎧不應作為屏蔽保護接地，必須是銅絲網或鍍鋁屏蔽層接地。接入公共接地極。2 dcs接地方式通常dcs系統的接地方式有以下三種：設dcs專用接地網，經接地線，再接至電氣接地網；設dcs系統專用獨

6、立的接地網；利用電氣接地網作為dcs接地網，即與電氣接地網共地。該廠4×350mw機組的dcs采用愛默生公司的ovation3.51系統，為保證機組dcs的安全運行，ovation系統要求配置獨立的dcs接地地樁，不能與其它系統共用。該廠也根據電廠實際情況要求dcs應有單獨安裝的接地網，dcs接地系統應由地下主接地網及地上接地支線電纜組成，并保證接地電阻達到dcs廠家規定設計值。接地電阻測試：電氣用專用測試儀測試接地電阻。測試電阻要求不大于1？贅。目前，#1、#2機組未設計安裝專用接地網，dcs接地系統直接接入電氣全廠接地網，自2007年全國投入以來dcs系統i/o卡件已發生多起不明

7、原因的損壞事件，電源模塊更是出現大量損壞事件（損壞率50%以上），直接威脅到機組的安全運行。鑒于上述原因，需要安裝#1、#2機組dcs控制系統的單獨接地網，并將#1、#2爐主機dcs系統的接地電纜引入該單獨接地網。該廠#1、#2機組接地網的改造，既能保證控制系統設備的可靠接地，又能有效避免因接地不可靠而可能對設備造成的危害，從而保證設備和機組的安全可靠運行。目前從#1、#2機組運行將近一年的情況看，機組運行穩定，各項指標符合要求。因此，在建的#3、#4機組的dcs系統接地也采用#1、#2機組dcs系統改造過的接地方式。3 ovation系統接地原則一般接地準則：一些準則適用于所有ovation

8、機柜配置：請勿通過非ovation設備接地；請勿將非ovation設備接地到ovation機柜；請勿將ovation電磁兼容性（emc）接地到高電壓設備使用的接地點；請勿接地到結構構件。保護接地：為持續防止電擊，ac/dc輸入電源線的保護接地導體必須連接到位于配電模塊的ac/dc輸入連接器的保護接地端子，保護接地端子可使用“圓形接地”符號標識。在任何情況下，都不得使用emg接地作為保護接地。 ovation機柜emc接地：必須將ovation系統中的ovation機柜接地，以實現適當的電磁兼容性（emc）性能和系統可靠性3.1 單機柜設置的接地準則使用最小4awg電纜（最好0000awg）將e

9、mc接地連接至接地點。使用機柜內的安裝板左下和右下部的專用螺栓進行emc連接如圖1，確保從機柜到接地點的dc電阻小于1，并最小化長度。為盡量避免接地回路，請確保ac主電源安全接地位于在電力上與emc接地點相同的位置或至少此位置的1之內，僅在配電源接地的ac安全接地，避免在中間負荷中心接地。3.2 群集機柜設置的接地準則采用群集機柜以簡化emc接地是可接受的。以下準則適用：群集機柜設置如圖2和圖3卸下ovation機柜中的短接棒所示，應指定機柜#1為焦點機柜。焦點機柜是進行emc接地連接的機柜，其他機柜應指定為相鄰機柜。在所有系統中，相鄰機柜都不得超出中心機柜10m，并且建議一個群集不超過5個機

10、柜。在ce標志認證系統中，群集機柜必須配套（卸下相鄰機柜之間的側面板，并且使用經認證可用于機組的emc襯墊栓緊相鄰機柜）?；蛘?，如果群集內機柜間的所有電氣布線（emc接地電纜除外）都在與機柜連接的接地金屬導體中進行，則可不必符合適用的機柜要求。使用最小4awg電纜（最好0000awg）將emc接地連接從群集內的焦點機柜連接到接地點。使用機柜內的安裝板左下和右下部的專用螺栓進行emc連接，確保從機柜到接地點的dc電阻小于1。此外，群集中的所有機柜都必須使用最小4awg的電纜從焦點機柜對其emc接地進行菊花鏈式接線，確保最大限度地縮短從接地點到群集中最后一個機柜的接地電纜的總長度。為盡量避免接地回

11、路，請確保保護接地位于在電力上與emc接地點相同的位置或至少此位置的1之內，僅在配電源接地保護接地導體，避免在中間負荷中心接地。數字電源接地（pgnd）使用配電盤上出廠時安裝的短路棒連接到機柜，在安裝機柜群集時，從所有機柜上（焦點機柜除外）卸下此短路棒見圖2和圖3。每個機柜在配電盤的pgnd螺栓和cbo背板或傳輸板（傳輸板包括rop、rrp、rrb和tnd）的pgnd螺栓之間都有一條出廠時安裝的扎帶，要連接群集機柜中的pgnd，請執行以下操作：使用8awg扎帶將焦點機柜配電盤上的pgnd螺栓連接到相鄰群集機柜的背板或傳輸板上的pgnd螺栓。如果群集中的某個相鄰機柜具有多個背板或面板，則僅將此扎

12、帶連接至一個背板或面板，機柜內的所有傳輸板都應連接pgnd點。如果焦點機柜的一側有多個相鄰機柜，則在每個機柜之間放一條pgnd扎帶或使用一條pgnd扎帶直接連接到焦點機柜（如適用），可以將此扎帶連接到在每個機柜的配電盤、背板或傳輸板上找到的任何可用pgnd螺栓。該廠ovation系統對于接地方式需遵守如下要求：機柜絕緣要求：在機柜與槽鋼之間，應敷設絕緣膠皮，且要求其厚度必須大于8mm；機柜需同槽鋼絕緣，絕緣電阻至少5m；為避免通過固定螺栓使機柜與槽鋼導通，機柜固定螺栓需套絕緣套管。匯流銅排要求：通過接地電纜把該匯流銅排接入dcs專用接地網中，禁止經過中間環節；所有進入該匯流銅排的都必須是ova

13、tion設備；全部ovation設備的接地均接入該匯流銅排；由于操作員臺內并非只有ovation系統的上位機，因此要求操作員臺的接地必須直接接入集控室附近的電氣接地裝置，禁止接到ovation系統的接地銅排。ovation系統接地點要求：在ovation系統的接地點周圍15m內無防雷設備的接地；在ovation系統的接地點周圍8m無30kw以上的高低壓用電設備的接地；在ovation系統的接地點附近禁止有強電設備的接地；若無法滿足上述要求，應利用避雷器等裝置使防雷保護地和公共接地網相連；確保電焊地和公共接地極及其接地網之間的距離至少在十米之上；盡量縮短ovation設備的接地電纜。dcs接地系

14、統說明：ovation機柜至接地匯流銅排的接地電纜需接到機柜內安裝板上的專用接地柱（cg）上；接地電阻應不大于1；接地匯流銅排至全廠接地網的電纜需不小于截面積53.5mm2；ovation設備至接地匯流銅排的電纜不小于截面積21.1mm2。對于i/o點的接地，總的原則是在dcs側接地；當屏蔽電纜途徑接線盒分斷或合并時，應在接線盒內將其兩端電纜的屏蔽層連接；當信號源接地時，電纜屏蔽層在信號源側接地；當信號源浮空時，電纜屏蔽層在dcs側接地，要求具體情況具體分析，有的放矢地進行i/o點的接地，確保其真正發揮作用，保證整個控制的安全性不受影響。4 dcs系統接地的目的dcs接地有兩個目的：一是為了安

15、全；二是為了抑制干擾。安全包括人身安全和系統設備安全。抑制干擾包括兩部分：一是提高系統本身的抗干擾能力；二是減小對外界的影響。dcs的某些部分與大地相連可以起到抑制干擾的作用。5 dcs系統較易發生的接地問題根據多年來實際工作經驗和該廠在調試運行過程中出現的各種問題，現把常見故障及問題原因歸納如下：接地電阻過大，不符合廠家對接地的要求；接地極電阻增大，接地極同電網斷開；地線布線不合理；連接點因腐蝕引起接觸不良；螺栓連接點因震動而引起松動；連接頭未壓焊或者焊接不牢造成虛焊；接地線斷線；接地線與高電壓、大電流設備相接觸或安全距離不夠；把保護接地與工作接地混接在一起，會使保護接地的干擾信號串入回路，

16、威脅dcs的安全運行；屏蔽層兩點或多點接地，造成干擾信號進入回路，這對溫度測量回路的影響更為明顯；？輥？輯？訛從控制室各接地母線到各盤柜采用串接而不是放射型接線，容易導致接地系統中各器件接地點電位不同而引起相互干擾；？輥？輰？訛dcs電子間控制柜接地螺絲因機柜本體與底座間有膠皮形成絕緣，屏蔽地匯流排與底座間絕緣，因此要求施工單位必須按規定做好接地處理，i/o柜的電源地與ups的電源地必須接至同一個等電位地；？輥？輱？訛操作員站、工程師站、網絡交換機、服務器主機、系統顯示器等采用外殼接地或直接將電源地線連接至電氣接地網，不允許接入dcs專用接地網；？輥？輲？訛模擬量i/o模件的接地端即直流24v

17、的負端接至邏輯地匯流排上，邏輯地匯流排接至屏蔽地，再接入總接地匯流排；？輥？輳？訛鍋爐側金屬壁溫和汽機側氣缸壁溫及發電機線圈溫度測量用智能前端，布置在就地，通過雙網相互冗余的2根普通屏蔽雙絞線連接至通訊轉換口，再通過通訊協議上傳至dcs。該廠在調試過程中發現通過智能前端上傳的溫度多次顯示與實際溫度誤差大，更為甚者出現溫度長時間不刷新，即死機；#1機組鍋爐側壁溫100多個還出現溫度為零的現象。我們通過兩天對整個回路的排查，做試驗，最終在就地智能前端最末端一塊上加裝一個5？贅的終端電阻，并把通訊電纜dcs側接地斷開，改為在就地智能前端處接地，處理完后至目前一年的運行來看，溫度顯示正常，死機現象也不復存在。接地系統不當或接地系統出現問題時，可造成下列危害：人員的觸電傷害；設備故障（數據誤差過大、設備