国电智深DCS系统成套产品设计标准规范

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DCS系统成套产品设计规范

1.机柜类

机柜类成套产品包括：电源柜、网络柜、控制/扩展柜、继电器柜、跳闸柜等。

1.1DCS系统标准机柜

?尺寸：高×宽×深＝2100×800×600（mm），其中柜体高度为2000mm，底座为100mm，尺寸根据业主要求可适当调整。

?颜色：卵石灰RAL7032、浅灰RAL7035、冰灰GSB G51001-94 GY09。

?形式：德国威图PS柜样式，后附《DCS系统标准机柜的外形尺寸和安装图》。

1.2电源柜

?定义：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220V AC(-15～+10%)，电源频率为50

0.5 Hz，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、显示器及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

?具体电源柜的标准设计图纸可以参见附图。

1.3网络柜

?定义：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

?定义：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、控制器冷却风扇及其底座（扩展柜没有），下面为两列（左侧为A列，右侧为B列）I/O模块及底座；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模块及底座。

?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/O BUS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

I/O总线延长。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/O BUS转接板、主辅光纤收发器等来实现，具体接线如图2所示。

2

图2 远程I/O系统的总线连接示意图

●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。交换机及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

?定义：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。

?种类：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

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

?定义：跳闸柜是实现紧急停炉的电气设备，主要由跳闸继电器及其供电回路组成。

?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？”。

?布置：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，中间布置供电及电源监视回路，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及布置设计，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

?定义：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，具体按钮要求及

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）；如果合同及其附件中明确要求为不锈钢材质

则需采用全不锈钢的材质。

?颜色（需在设计联络会上与业主商定）：不锈钢材质为其本色，表面可以是拉丝处理或磨砂处理；冷扎钢板一般采用喷塑处

理，颜色可以为“浅灰RAL7035”或“冰灰GSB G51001-94 GY09”

等浅色调；台面防火板采用威盛亚品牌的“装饰白D354-60”。

?结构形式有三种可以选择，详见附图，如果业主有新的要求则需要业主提供相关结构图纸。一般以一台操作员站作为一

个工位，一个工位宽度为800-1000mm，一般两个工位做成一

体，然后在现场拼接在一起，之间用螺栓连接。

?整体布置：“一”字型或两侧带转角型，由业主确定。

2.2值长台

?定义：值长台主要是安放两个单元机组上层管理监控系统的计算机，属于生产管理人员的主控台。一般需要摆放计算机、调度电话、打印机和相关文件。

?材质：参照操作员台要求。

?颜色：参照操作员台要求。

?结构设计：要与业主沟通值长台需要摆放几台计算机，在保证留够计算机工位的情况下，适当增加宽度以便摆放打印机和调度电话等，另外在整体台子的两侧或中间设计存放文件带抽屉的柜子。

?参考样式：公司有两种结构样式可供用户参考，用户新的要求一定要进行图纸确认。

2.3工程师台

?定义：工程师台主要摆放热工工程师室的计算机设备，主要有工程师站、历史站、SIS接口站、打印机等设备。

?材质：桌体为冷扎钢板，桌面为防火板。

?颜色：桌体为“中灰RAL7012”，桌面为“装饰白D354-60”。?结构设计：具体可参考附件图纸。标准宽度为1600mm，常规打印机可以直接摆放在工程师桌上而不需要单独配置打印机台，这方面请硬件工程师在设计联络会上根据实际系统配置综合考虑，并需业主确认。

2.4打印机台

?定义：用于摆放打印机的设备，工程师室的打印机可以直接摆放在工程师桌上。

?材质：台体为为冷扎钢板，桌面为防火板。

?颜色：桌体为“中灰RAL7012”，桌面为“装饰白D354-60”。

?结构设计：参照标准设计结构图纸，具体尺寸可以根据实际情况进行调整。

每个工位的操作员台和值长台、工程师台、打印机台需要配置六孔电源插板（10A），插板的进线需要接入端子，接线端子要求为威德米勒EN4.0，详细见图纸要求。

3.预制电缆类

DCS系统的预制电缆主要包括：继电器预制电缆、以太网络预制电缆、I/O总线预制电缆及终端等。

3.1继电器预制电缆

?定义：继电器预制电缆主要是连接DO模块和其相应的继电器板来实现DO测点驱动中间继电器的电传输介质。

?规格：为25芯带屏蔽，线径AWG28，电缆两端DB25M，连接两端1-25针一一对应。

?标签要求：标记字符为标记1（DO模块编号）和标记2（继电器板编号）两栏字符分两行，字体为Arial，标签粘贴方向为

字符起始于电缆端部。

?长度：电缆长度根据电子间电缆桥架的走向图来估算，依据：两端机柜内部高度（一般4米）＋两端机柜底部到电缆槽盒

的高度＋走线槽的长度＋2米的裕量。

?送货说明：这部分电缆在实际现场基本上没有什么问题，所以合理掌握加工时间，尽可能在发货前两天送到公司。

3.2以太网预制电缆

?定义：以太网电缆是实现DCS系统上层以太网数据通讯的物理介质，为标准的带屏蔽的五类双绞线。

?规格：标准五类双绞线，一端为屏蔽RJ45接头，另一端为非屏蔽RJ45接头。设备到交换机的电缆为直通线，交换机的扩展级联线一般为交叉线（根据实际交换机型号确定）。

?铺设要求：在现场要求把带屏蔽层的接头接入交换机的端口，不带屏蔽层的接头接入设备端口。另外在指导现场铺设时最好从网络柜向设备端放电缆，这样长出的部分可以在每个设备的下方做整理，避免长出的电缆集中到一起不便于整理。

此原则同样适用于继电器电缆的铺设。

?标签要求：标记字符为标记1（控制器以太网端口编号）和标记2（交换机端口编号）两栏字符分两行，字体为Arial，标签粘贴方向为字符起始于电缆端部。

?长度：电缆长度根据电子间电缆桥架的走向图来估算，依据：两端机柜（或操作台）内部高度（一般4米）＋两端机柜底部（或操作台）到电缆槽盒的高度＋走线槽的长度＋2米的裕量。

?送货说明：这部分电缆在调试大厅集成测试时需要使用，所以在该项目的机柜在调试厅就位前送到公司。

3.3I/O总线电缆

?定义：I/O总线电缆主要是连接不同列I/O底座之间的电传输介质，实现同一控制器的I/O模块的总线连接。

?规格：为25芯带屏蔽，线径AWG28，电缆两端DB25M和DB25F。?标签要求：无标签，I/O底座配套。

?长度：根据实际使用有0.5m，1.0m，2.0m可选，特殊长度电缆需要定制，严禁将多根电缆串联起来长期使用。

?终端：实现I/O网络的阻抗匹配电阻，每对控制器的I/O总线两端各安装1个，为DB25接头形式。

?注意：电装过程中需要在与I/O总线或终端连接的I/O底座上安装固定用的小六角螺母。

3.4内部电缆清册说明：在技术协议中一般要求DCS系统内部电

缆有卖方提供等条款，有时会有争议的是：谁提供并铺设电源柜到各用电设备的电缆？要求硬件工程师在设计阶段把电缆清册编写好后由项目经理提交设计院，设计院在施工设计时把DCS内部电缆列入其施工范围，这样可以避免现场发生供货和施工方面的分歧。在电源柜到各用电设备的电缆一般要求业主方提供，具体型号为4*2.5独芯电缆，长度计算方法和其它一样，也可以由设计院定长度。

3.5其它预制电缆。根据工程实际情况有可能需要加工鼠标、键

盘和显示器的延长线，在没有中继器的情况下，长度一般不要超过15米。

4.DEH后备手操盘

DEH后备手操盘主要是我公司在与哈尔滨汽轮机控制系统公司合作时，为DEH系统配备的后备操作设备，上面主要

有汽机调节阀位反馈、工作方式的选择开关、调节按钮和状

态指示灯等，可以安装在立盘上。根据实际工程要求可以进

行具体设计，附图中列出了已有型号的手操盘相关图纸。手

操盘与机柜转接端子之间采用预制电缆连接，预制电缆有

DB25芯和DB37两种，具体根据手操盘型号确定。

5.接地要求

5.1 加工要求

?盘台柜制造单位职责：门板、侧板和顶盖预埋M6×30mm接地螺拴，控制柜安装板和机柜框架两侧各预埋M8×30mm接地螺

拴各两个，操作台参照机柜执行。控制机柜、继电器柜、跳

闸柜等需安装接地铜排4个，要求见图纸。

?电装单位职责：内部门板、顶盖和侧板与主体框架采用4 mm2多芯铜线（带绝缘层绕圈接地电缆）相互连接，每个操作台

或机柜在其后部左侧M8接地螺拴上预留一根16mm2多芯铜线

（带绝缘层接地电缆）作为同排设备互连使用，长度1m（根

据工程需求进行适当调整）。接地电缆采用铜压头连接。

5.2 接地要求

DCS系统的接地主要考虑两个方面：一是盘、台、柜的外壳保护地；二是现场信号电缆的屏蔽层接地。具体接地要求及示意图见附图。

6.设备标识

6.1机柜名称标识要求见附件图纸。

6.2模块布置图标识

?尺寸：长×宽＝14.85cm×10.5cm；

?内容：位置号、卡件型号、底座型号（两排）；

?颜色：白底黑字；

?字体：Times New Roman；

?字号：12号；

6.3粘贴位置：柜门内侧正中，据上排风窗下沿20cm（柜高是210

厘米），30cm（柜高是220厘米）。

6.4模块标识

?尺寸：长×宽＝25mm×9mm；

?颜色：黄底黑字；

?字体：Times New Roman；

?字号：11号；

?内容：I/O为“DPU号”“卡件位置号”，DPU为“DPU号”；

?位置：I/O模块面板的左下角、DPU模块标签处。

6.5模块底座标识

?尺寸：长×宽＝10mm×6mm；

?内容：位置号；

?颜色：黄底黑字；

?字体：Times New Roman；

?字号：10号；

?粘贴位置：模块底座的左上角。

6.6继电器板标识

?尺寸：长×宽＝40mm×6mm；

?颜色：黄底黑字；

?字体：Times New Roman；

?字号：10号；

?内容：RP××/DPU××－卡件位置号；

?位置：继电器转接板标签框上。

6.7继电器标识

?尺寸：参照继电器及底座标签块尺寸；

?颜色：黄底黑字；

?字体：Times New Roman；

?字号：10号；

?内容：J01～J16；

?位置：交流继电器贴在底座上，直流继电器分别粘贴在底座和继电器上。

6.8电源柜电源开关标识要求见附件图纸

6.9DO电缆插头标签见预制电缆说明。

6.10以太网电缆插头标签见预制电缆说明。

6.11其它：跳闸柜、网络柜等其它标签参照上面相关说明，标签

颜色、字号、字体与模块等一致，内容与图纸一致。

7.后附标准设计参考图纸一套，具体工程需要按实际进行修改，并

更换工程图纸图框。