浅析火电机组现场总线施工

浅析火电机组现场总线施工

      赵硕

身份证号码：131022198309306417

摘要：随着现场总线技术的大量应用,许多大型火力发电厂开始使用现场总线控制系统。对于新建机组施工现场情况复杂且从事一线操作的人员施工经验不足，未经过系统的技术培训和学习，专业操作技术较薄弱等因素很有可能导致现场总线因施工环节带来后续通讯上的隐患，将有可能导致系统出现通讯故障，从而影响整个系统的正常运行。总结近年来在施工中积累的些许经验，浅谈火电机组现场总线施工，希望有助于现场总线施工质量，提高现场总线系统的稳定性。

关键词：现场总线；总线设备安装；原则

引言

现场总线（Fieldbus）是以现场总线为基础贯穿于生产现场，应用在测量、执行机构(过程控制现场仪表)和控制设备(控制室操作站)之间实现双向、串行、多节点数字通信的控制系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。实质上它是将DCS、PLC控制系统的远程分散在现场的控制器(控制站)和I/O的现场总线功能延伸到现场的测量控制仪表、执行器。也是目前大型火力发电项目优先采用的数据传输方式，探讨现场总线施工，从施工全流程提高标准化和质量，从而确保现场总线施工满足设计及项目要求。

1现场总线的施工范围

现场总线电缆、通讯线的安装敷设及接线；现场总线型仪表：PA雷达液位计、PA压力/差压变送器、PA差压式液位计、PA流量计、PA密度计、PH计的安装接线。

控制器：PLC（高性能冗余CPU系统）；执行机构DP电动执行机构、DP智能电机控制和保护单元(SIMOCODE)等设备的安装接线。

2现场总线设备安装施工原则

2.1现场总线设备安装前应具备的条件

⑴设计施工图纸、有关技术文件及必要的仪表安装使用说明书已齐全。

⑵施工图纸已经过会检。

⑶施工技术措施已审批，并经过技术交底和必要的技术培训等技术准备工作。

⑷施工现场已具备仪表工程的施工条件。

⑸各种类型现场总线设备安装前应通过专业测试平台进行连接试验。

2.2现场总线设备安装通用原则

⑴现场总线设备安装前应外观完好、附件齐全，其型号、规格及材质符合设计要求。

⑵现场总线设备安装时不能撞击及振动，安装后应牢固、平整。

⑶为避免油、水及灰尘进入接线盒内，要求现场总线设备的进出线引入口不能朝上，否则，应采取密封措施。

⑷现场总线设备标志牌上的文字及线缆进出口编号等应书写正确、清晰、不得脱落，字体统一、绑扎牢固。

2.3现场总线设备接线原则

⑴接线前应确认设备总线型式及总线电缆型式。

⑵电缆剥皮时不能损伤线芯和屏蔽层。

⑶电缆屏蔽层必须全程连接，如通过中间接线盒时，其屏蔽层的断点要联接可靠并做好绝缘。

⑷电缆（线）与端子的连接处应固定牢固，并留有适当的余量；接线正确，工艺美观。

2.4现场总线仪表安装原则

⑴仪表刻度盘中心距地面高度为1.2m～1.5m，仪表读数盘的安装方向要便于读取数据。

⑵就地仪表安装在光线充足、操作维修方便和震动影响不大的地方，其环境温度符合制造厂的规定。

⑶仪表应尽量安装在离取样点近的地方避免造成较大的测量误差。

⑷现场总线仪表的安装应尽量避开静电干扰和电磁干扰，当无法避开时，应采取可靠的抗静电干扰、电磁干扰的措施。

⑸现场总线仪表电缆缆敷设时应尽量避免交叉；并留有适当余量，避免主设备沉降后拉断电缆。

2.5组合隔离电缆桥架安装

根据图纸及策划的要求，选择正确规格的桥架，工作表面不应有损伤电缆绝缘层的毛刺锐边等缺陷，螺丝、垫片要齐全。若现场条件不允许用整节桥架时，要用手锯将桥架锯开，用电钻钻眼，清除掉毛刺后，将油漆补刷好，然后用通用配件连接在一起。

2.6现场总线电缆/光纤安装原则

⑴根据电缆的信号类别，电缆采取分类、分层敷设，DCS的信号电缆必须与动力电缆分开分层敷设，以免造成干扰。

⑵DCS系统的专用电缆、预制电缆在机柜、CRT安装完成后敷设，应单独敷设在专

用线槽内，并做好插头插座的防水防潮、防尘措施。

⑶当通信电缆通过复杂电磁环境（如变频器等强干扰源）或离开桥架后应用金属套管保护。

⑷光缆及带端头的微机电缆敷设时端头用塑料布包好，用胶布粘牢。

⑸光缆敷设按设计要求敷设于专用槽盒内，单独敷设。

⑹对于跨建筑的通信介质必须使用铠装光缆；光缆敷设的弯曲半径为光缆外径的15倍（静态）或20倍（动态）。

⑺站与站之间通信电缆不能出现中间断点。如果电缆长度不够，则应重新敷设；如果是该设备暂时未安装而无法接线，则应使用专用连接器临时接通，而不能简单地扭接。也可不截断通信电缆，留有余量后直接连接下一总线设备。

⑻通信电缆在机柜内布线时，应远离干扰源，避免与高电压、大电流的电缆在同一线槽内走线，不能在柜内形成“环”，应避免将变频器等干扰源包围在“环”内。

2.7现场总线的防护和接地

⑴带有屏蔽的电缆除了整根电缆有屏蔽层外，每对双绞线还有分屏蔽层。这种电缆在接线时，应将总屏蔽线和分屏蔽线分别按要求接地。

⑵电缆屏蔽层必须一端接地，防止形成闭合回路干扰。铠装电缆的金属铠不应作为屏蔽保护接地，必须是铜丝网或镀铝屏蔽层接地，接入公共接地极。

⑶仪表安全接地，应采用独立的导线。

⑷所有电缆的屏蔽线必须有可靠的连续性，中间不能出现中断现象。这样才能把现场信号传输时所受到的干扰屏蔽掉，以提高信号精度。

⑸屏蔽电缆在剥开电缆外皮对信号线芯进行调整时要防止屏蔽线芯被折断。

⑹电缆在做热缩头之前先要把屏蔽线芯用蓝色软套管套好，最后从热缩头的下部引出。当电缆有铠装铜皮时要确保屏蔽线芯与铠装铜皮之间的绝缘性能良好。

⑺屏蔽线预留长度不够时，补充部分与原屏蔽线必须用电烙铁加焊锡丝焊接牢固，不允许采用直接绞接方式连接。

⑻金属电缆支架的各个部分彼此连接并尽量多的与等电位连接系统相连。

⑼等电位连接的电缆或接地条本身应采取防腐蚀措施（可以镀锌，在连接处应使用防腐蚀漆），但它DP总线接触的地方应保证良好短接，不能绝缘。

⑽系统各部件之间的等电位连接应使用铜质电缆或镀锌接地条。

3结语

目前大型火力发电厂以基于现场总线技术的分散控制系统实现全厂机组机、炉、电、辅的监控功能已得到广泛应用，现场总线安装质量，决定了整个控制系统及机组的稳定运行，决定是否产生良好的经济效益，充分发挥现场总线技术优势。因此做好现场总线系统的施工是提高机组自动化水平，确保工程质量的重要环节。不断地提高现场总线施工管理水平，推动现场总线施工不断标准化。相信随着现场总线的不断推广应用和专业施工人员持续的总结改进，现场总线施工水平会更加规范。

参考文献：

[1]贾鸿莉、吴玲. 现场总线技术及其应用2016

[2]吉玲. 现场总线技术第三版. 2022

[3]《火力发电厂现场总线设备安装技术导则》DLT1212-2013

作者简介：

赵硕，男，汉族，1983年生，2003年毕业于保定电力职业技术学院工业仪表及自动化专业，毕业至今在中国能源建设集团北京电力建设有限公司从事技术及生产管理工作。在此期间曾参战过多台火电机组的安装、检修及机组试运工作，积累了许多实战经验，并提出了许多合理化建议应用到实际工作中。