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摘要：本文介绍了现场总线技术在华能陕西秦岭发电有限公司8号机组中的安装方法及应注意的质量问题，为后续工程的施工提供了技术参考。
关键词： 现场总线 安装质量
中图分类号：TM62文献标识码： A
正文：
华能陕西秦岭发电有限公司8号机组每个系统中都应用了现场总线技术。
1．现场总线设备数量
序号 分类 电动门 气动调节门 压力变送器 差压变送器 导波雷达液位计 超声波液位计 合计
1 锅炉系统 78 73 151
2 锅炉成套 50 50
3 汽机系统 16 2 60 10 14 1 101
4 间冷 116 4 120
5 脱硫 10 10
2.现场总线的工作顺序、方法及要求
2.1现场总线设备的接线
现场总线使用的经验表明现场总线回路故障的主要原因之一是来自网段上的干扰，而干扰的主要原因是现场总线网段和总线设备的安装不规范。
2.1.1现场总线网段对绝缘要求很高，为了防止总线回路受潮，规定用增安型(EEx e)接线箱，电缆穿入接线箱时使用防爆电缆密封接头。采用总线专用端子块与各总线设备连接,每个总线专业端子块具有短路保护作用，短路时指示灯亮，保证一个支路短路时不影响其它支路的正常工作。
2.1.2电缆屏蔽层的连接注意事项： 在现场总线设备上，支线电缆的屏蔽线要剪断，并要用绝缘带包好，不能与表壳接地螺丝连接。各段总线电缆的屏蔽线应在接线箱内通过接地端子连接起来，屏蔽线只能在机柜侧(Marshalling)的端子接地，中间任何地方对地绝缘要良好，不能有多点接地情况，这样可以起到防止静电感应和低频(50Hz)干扰的作用。 如果干线电缆是多芯电缆，则不同总线网段的分屏线不应在接线箱内被互相连接在一起，也不能与总屏蔽线连在一起。 电缆桥架要每隔一段距离接地。
2.1.3现场总线电缆和现场设备安装之后应该经过严格测试，电缆线间绝缘电阻、对地绝缘、线间和对地电容以及总线信号的波形测试等应符合总线标准的系统工程设计要求。
2.2 现场总线系统的接地
2.2.1PROFIBUS铜电缆将屏蔽与等电势连接系统相连屏蔽对于PROFIBUS铜电缆来说非常重要。它将数据电缆进行屏蔽，从而避免了干扰。为了使屏蔽有效，必须将其与等电势连接系统相连。未接地的屏蔽没有任何作用。PROFIBUS铜电缆屏蔽必须在各点与等电势连接系统相连： PROFIBUS-DP电缆屏蔽层与DP设备屏蔽夹(或端子)可靠连接，在每个站将 PROFIBUS-DP电缆屏蔽层与等电势连接系统相连。 如果使用了PROFIBUS连接器，则连接器就提供了连接屏蔽的措施。 直接接入PROFIBUS电缆的PROFIBUS站一般来说，都提供了接入等电势连接系统的手段。DP电缆屏蔽层与设备屏蔽端子或屏蔽电缆卡可靠连接，设备屏蔽地接至电气地，电缆根据长度选择4－8mm2 。
2.2.2在汽机房内，电气二次地网的扁钢，可以基本认为是等电势系统，DP设备的屏蔽接地直接可靠连接至扁钢；在锅炉区域内，电气二次地网的扁钢或锅炉钢架可以基本认为是等电势系统，二次地网优先于钢架；屏蔽电缆接至扁钢或锅炉钢架，必须保证良好接触：使用垫圈避免螺丝因振动或移动松脱；多芯电缆须采用环形压头；如果某部分有油漆，则在连接前需要将油漆去除后连接；保护连接点，避免被侵蚀，比如可以镀锌或喷涂树脂漆； 如果DP设备所在区域附近无扁钢或锅炉钢架等可靠接地点（接地电阻可能大于4欧姆）时，则另需确认，取消或另外考虑此设备的接地连接。
2.2.3现场总线机柜 现场总线电缆在机柜入口将屏蔽与等电势系统相连。连接面积应足够大，因此，机柜入口处应安装有接地条。 机柜接地，机柜铜排连接至电气二次地网的扁钢或锅炉钢架，电缆选择25mm2； DP、PA总线电缆进入机柜时将电缆保护层剥去一圈，注意不要破坏其屏蔽层（包括屏蔽网），使用专用EMC电缆卡将其固定在机柜入口，确保其屏蔽层与入口铜排可靠连接。 确保PROFIBUS电缆不会被屏蔽接夹头所挤压变形，过度挤压会影响PROFIBUS电缆的传输特性，尽量避免屏蔽连接头有大的外力负荷。
2.2.4PROFIBUS-PA现场分配盒 PA电缆在PA现场分配盒入口将屏蔽层与电磁兼容接头如图连接安装，PA现场分配盒根据KKS码按位置安装,注意PA现场分配盒进口及出口以及内部接线端子的极性。
2.3终端电阻
2.3.1在每个PROFIBUS-DP网段的两端必须有终端电阻(西门子专用的终端电阻连接器上开关拨至ON即可)，但在其他地方绝对不能设置终端电阻。 整个PROFIBUS网络的每个末端的连接器都必须使用“incoming”端。 有些终端设备（比如中继器或从站等）上面有终端电阻，这种情况下要避免在该终端同时把设备上的终端电阻和连接器上的终端电阻都接入的错误，不接终端电阻不行，重复接入也不行。
2.4 Profibus电缆/光缆布线要求
2.4.1一般来说，电厂的许多电缆都带有高压和大电流，将PROFIBUS电缆与这样的电缆放置在一起可能造成干扰，从而使数据传输产生错误。可采用以下方法减少干扰： 与可能造成干扰的电缆间隔距离尽量远，最好布置与不同桥架，与1000V以上电源电缆并行时，距离至少30厘米。无屏蔽的通讯线与电源线缠绕是不可接受的。尽量减少与可能造成干扰的电缆并行走线，必须与电源电缆交叉是尽量直角交叉。
2.4.2電缆不可与60V以上电源电缆或电信电缆共用电缆桥架、平行走线，无法避免时须用金属隔板分隔，当电缆通过复杂电磁环境（如变频器等强干扰源）或离开桥架后须用金属套管保护。
2.4.3 PROFIBUS电缆（屏蔽数据电缆）和其它电缆间的最小距离。
Category I: 低于24V通讯电缆及现场总线电缆
Category II: 直流 > 60 V 且 < 400 V 交流 > 25 V 且 < 400 V ；Category III: 直流或交流> 400 V ；Category IV: 防雷击可能的电缆
2.4.4PROFIBUS电缆/光缆的保护
这里提到的保护是指保护PROFIBUS电缆/光缆芯线不被损坏或短路，或者是保护电缆护套和屏蔽不被损坏。如果PROFIBUS电缆/光缆不在桥架内，则需要用塑料管进行保护。在可能有较大压力的区域内（比如经常性的人员踩踏或汽车经过路线），将PROFIBUS电缆放置在高强度金属管道或金属桥架内。如果压力较小，则可使用硬PVC管道。在需要90度弯曲或建筑物接头处，保护管可中断，但请确保此处不会发生将电缆损坏的情况（比如高空掉落物体）。
2.4.5电缆敷设
(a)在存储、运输和敷设过程中，PROFIBUS电缆两端应有热缩套管封闭。这可以避免线芯的 氧化以及灰尘和湿气的进入。
（b）带连接头的PROFIBUS电缆的敷设请使用保护套管将连接头进行保护以避免其损坏，PROFIBUS光缆对灰尘非常敏感，未连接的光缆插头和插座一定要用保护罩进行防护。
（c）PROFIBUS电气电缆的存储、运输和安装、运行温度为– 40 ºC … +60 ºC。PROFIBUS电气电缆允许的最大拉伸力为100N。
（d）弯曲半径 请注意允许的最小弯曲半径：单个弯曲，半径≥75mm；多个弯曲，半径≥150mm。 若弯曲半径小于此数据，则将对PROFIBUS 电缆造成损坏并改变其电气特性。电缆/光缆敷设时，由于还需要注意PROFIBUS的张力，因此在脱拽电缆时应该有一个更大的弯曲半径。还需要注意的情况是牵引PROFIBUS电缆经过有夹角的桥架时，为避免这种情况下由于额外的拉力和过小的弯曲半径对电缆造成损坏，建议使用滑轮装置。
（e）避免打结直接将电缆/光缆从电缆盘上手动拉出（电缆盘应可以自由转动）。不要从静止的电缆盘上盘出电缆，这可能造成电缆的打结或扭曲。如果电缆/光缆已经打结，请不要直接拉拽电缆，应将打结部分放松后慢慢解开。否则可能造成电缆短路（绝缘层和铜芯对拉力的响应不同，扭曲后塑料部分压缩，露出的铜芯会造成短路）。
（f）避免锋利的边缘 桥架等锋利的边缘可能损坏PROFIBUS电缆。因此请用锉刀等将边缘处理光滑,也可用护衬将锋利的边缘或转角进行封闭。
（g）安装后需要考虑的问题 如果PROFIBUS电缆敷设完毕后，同一个桥架内还要敷设其它电缆，注意不要对先前敷设的电缆造成损坏。因此如果可能，尽量最后敷设PROFIBUS电缆。 注意：敷设时由于过渡拉伸或弯曲损坏的电缆必须更换。
2.4.6电缆的连接：无论是DP或PA电缆，均为两芯专用电缆，分别为红色（正，B）、绿色（负，A），在所有连接中切勿将两芯交叉连接。
2.4.7从站连接
应尽量使用菊花型连接方法,菊花型连接在去掉一个站点设备时可以不破坏任何网络连接即可实现。菊花型线性网络连接。
2.4.8中继器划分网段
任何主站和从站之间最好不要超过4个中继器，即网段数最多有5个。网段最大长度不能超过100m。
2.4.9建议每两个站点之间的长度不要小于1m。因为距离太近会引起信号反射。
结束语：
通过对华能陕西秦岭发电有限公司8号机组现场总线技术在大型电厂安装质量预控，保证了FCS系统安装及调试的质量，确保了华能陕西秦岭发电有限公司8号机组分部试运及整套启动的一次成功。
关键词： 现场总线 安装质量
中图分类号：TM62文献标识码： A
正文：
华能陕西秦岭发电有限公司8号机组每个系统中都应用了现场总线技术。
1．现场总线设备数量
序号 分类 电动门 气动调节门 压力变送器 差压变送器 导波雷达液位计 超声波液位计 合计
1 锅炉系统 78 73 151
2 锅炉成套 50 50
3 汽机系统 16 2 60 10 14 1 101
4 间冷 116 4 120
5 脱硫 10 10
2.现场总线的工作顺序、方法及要求
2.1现场总线设备的接线
现场总线使用的经验表明现场总线回路故障的主要原因之一是来自网段上的干扰，而干扰的主要原因是现场总线网段和总线设备的安装不规范。
2.1.1现场总线网段对绝缘要求很高，为了防止总线回路受潮，规定用增安型(EEx e)接线箱，电缆穿入接线箱时使用防爆电缆密封接头。采用总线专用端子块与各总线设备连接,每个总线专业端子块具有短路保护作用，短路时指示灯亮，保证一个支路短路时不影响其它支路的正常工作。
2.1.2电缆屏蔽层的连接注意事项： 在现场总线设备上，支线电缆的屏蔽线要剪断，并要用绝缘带包好，不能与表壳接地螺丝连接。各段总线电缆的屏蔽线应在接线箱内通过接地端子连接起来，屏蔽线只能在机柜侧(Marshalling)的端子接地，中间任何地方对地绝缘要良好，不能有多点接地情况，这样可以起到防止静电感应和低频(50Hz)干扰的作用。 如果干线电缆是多芯电缆，则不同总线网段的分屏线不应在接线箱内被互相连接在一起，也不能与总屏蔽线连在一起。 电缆桥架要每隔一段距离接地。
2.1.3现场总线电缆和现场设备安装之后应该经过严格测试，电缆线间绝缘电阻、对地绝缘、线间和对地电容以及总线信号的波形测试等应符合总线标准的系统工程设计要求。
2.2 现场总线系统的接地
2.2.1PROFIBUS铜电缆将屏蔽与等电势连接系统相连屏蔽对于PROFIBUS铜电缆来说非常重要。它将数据电缆进行屏蔽，从而避免了干扰。为了使屏蔽有效，必须将其与等电势连接系统相连。未接地的屏蔽没有任何作用。PROFIBUS铜电缆屏蔽必须在各点与等电势连接系统相连： PROFIBUS-DP电缆屏蔽层与DP设备屏蔽夹(或端子)可靠连接，在每个站将 PROFIBUS-DP电缆屏蔽层与等电势连接系统相连。 如果使用了PROFIBUS连接器，则连接器就提供了连接屏蔽的措施。 直接接入PROFIBUS电缆的PROFIBUS站一般来说，都提供了接入等电势连接系统的手段。DP电缆屏蔽层与设备屏蔽端子或屏蔽电缆卡可靠连接，设备屏蔽地接至电气地，电缆根据长度选择4－8mm2 。
2.2.2在汽机房内，电气二次地网的扁钢，可以基本认为是等电势系统，DP设备的屏蔽接地直接可靠连接至扁钢；在锅炉区域内，电气二次地网的扁钢或锅炉钢架可以基本认为是等电势系统，二次地网优先于钢架；屏蔽电缆接至扁钢或锅炉钢架，必须保证良好接触：使用垫圈避免螺丝因振动或移动松脱；多芯电缆须采用环形压头；如果某部分有油漆，则在连接前需要将油漆去除后连接；保护连接点，避免被侵蚀，比如可以镀锌或喷涂树脂漆； 如果DP设备所在区域附近无扁钢或锅炉钢架等可靠接地点（接地电阻可能大于4欧姆）时，则另需确认，取消或另外考虑此设备的接地连接。
2.2.3现场总线机柜 现场总线电缆在机柜入口将屏蔽与等电势系统相连。连接面积应足够大，因此，机柜入口处应安装有接地条。 机柜接地，机柜铜排连接至电气二次地网的扁钢或锅炉钢架，电缆选择25mm2； DP、PA总线电缆进入机柜时将电缆保护层剥去一圈，注意不要破坏其屏蔽层（包括屏蔽网），使用专用EMC电缆卡将其固定在机柜入口，确保其屏蔽层与入口铜排可靠连接。 确保PROFIBUS电缆不会被屏蔽接夹头所挤压变形，过度挤压会影响PROFIBUS电缆的传输特性，尽量避免屏蔽连接头有大的外力负荷。
2.2.4PROFIBUS-PA现场分配盒 PA电缆在PA现场分配盒入口将屏蔽层与电磁兼容接头如图连接安装，PA现场分配盒根据KKS码按位置安装,注意PA现场分配盒进口及出口以及内部接线端子的极性。
2.3终端电阻
2.3.1在每个PROFIBUS-DP网段的两端必须有终端电阻(西门子专用的终端电阻连接器上开关拨至ON即可)，但在其他地方绝对不能设置终端电阻。 整个PROFIBUS网络的每个末端的连接器都必须使用“incoming”端。 有些终端设备（比如中继器或从站等）上面有终端电阻，这种情况下要避免在该终端同时把设备上的终端电阻和连接器上的终端电阻都接入的错误，不接终端电阻不行，重复接入也不行。
2.4 Profibus电缆/光缆布线要求
2.4.1一般来说，电厂的许多电缆都带有高压和大电流，将PROFIBUS电缆与这样的电缆放置在一起可能造成干扰，从而使数据传输产生错误。可采用以下方法减少干扰： 与可能造成干扰的电缆间隔距离尽量远，最好布置与不同桥架，与1000V以上电源电缆并行时，距离至少30厘米。无屏蔽的通讯线与电源线缠绕是不可接受的。尽量减少与可能造成干扰的电缆并行走线，必须与电源电缆交叉是尽量直角交叉。
2.4.2電缆不可与60V以上电源电缆或电信电缆共用电缆桥架、平行走线，无法避免时须用金属隔板分隔，当电缆通过复杂电磁环境（如变频器等强干扰源）或离开桥架后须用金属套管保护。
2.4.3 PROFIBUS电缆（屏蔽数据电缆）和其它电缆间的最小距离。
Category I: 低于24V通讯电缆及现场总线电缆
Category II: 直流 > 60 V 且 < 400 V 交流 > 25 V 且 < 400 V ；Category III: 直流或交流> 400 V ；Category IV: 防雷击可能的电缆
2.4.4PROFIBUS电缆/光缆的保护
这里提到的保护是指保护PROFIBUS电缆/光缆芯线不被损坏或短路，或者是保护电缆护套和屏蔽不被损坏。如果PROFIBUS电缆/光缆不在桥架内，则需要用塑料管进行保护。在可能有较大压力的区域内（比如经常性的人员踩踏或汽车经过路线），将PROFIBUS电缆放置在高强度金属管道或金属桥架内。如果压力较小，则可使用硬PVC管道。在需要90度弯曲或建筑物接头处，保护管可中断，但请确保此处不会发生将电缆损坏的情况（比如高空掉落物体）。
2.4.5电缆敷设
(a)在存储、运输和敷设过程中，PROFIBUS电缆两端应有热缩套管封闭。这可以避免线芯的 氧化以及灰尘和湿气的进入。
（b）带连接头的PROFIBUS电缆的敷设请使用保护套管将连接头进行保护以避免其损坏，PROFIBUS光缆对灰尘非常敏感，未连接的光缆插头和插座一定要用保护罩进行防护。
（c）PROFIBUS电气电缆的存储、运输和安装、运行温度为– 40 ºC … +60 ºC。PROFIBUS电气电缆允许的最大拉伸力为100N。
（d）弯曲半径 请注意允许的最小弯曲半径：单个弯曲，半径≥75mm；多个弯曲，半径≥150mm。 若弯曲半径小于此数据，则将对PROFIBUS 电缆造成损坏并改变其电气特性。电缆/光缆敷设时，由于还需要注意PROFIBUS的张力，因此在脱拽电缆时应该有一个更大的弯曲半径。还需要注意的情况是牵引PROFIBUS电缆经过有夹角的桥架时，为避免这种情况下由于额外的拉力和过小的弯曲半径对电缆造成损坏，建议使用滑轮装置。
（e）避免打结直接将电缆/光缆从电缆盘上手动拉出（电缆盘应可以自由转动）。不要从静止的电缆盘上盘出电缆，这可能造成电缆的打结或扭曲。如果电缆/光缆已经打结，请不要直接拉拽电缆，应将打结部分放松后慢慢解开。否则可能造成电缆短路（绝缘层和铜芯对拉力的响应不同，扭曲后塑料部分压缩，露出的铜芯会造成短路）。
（f）避免锋利的边缘 桥架等锋利的边缘可能损坏PROFIBUS电缆。因此请用锉刀等将边缘处理光滑,也可用护衬将锋利的边缘或转角进行封闭。
（g）安装后需要考虑的问题 如果PROFIBUS电缆敷设完毕后，同一个桥架内还要敷设其它电缆，注意不要对先前敷设的电缆造成损坏。因此如果可能，尽量最后敷设PROFIBUS电缆。 注意：敷设时由于过渡拉伸或弯曲损坏的电缆必须更换。
2.4.6电缆的连接：无论是DP或PA电缆，均为两芯专用电缆，分别为红色（正，B）、绿色（负，A），在所有连接中切勿将两芯交叉连接。
2.4.7从站连接
应尽量使用菊花型连接方法,菊花型连接在去掉一个站点设备时可以不破坏任何网络连接即可实现。菊花型线性网络连接。
2.4.8中继器划分网段
任何主站和从站之间最好不要超过4个中继器，即网段数最多有5个。网段最大长度不能超过100m。
2.4.9建议每两个站点之间的长度不要小于1m。因为距离太近会引起信号反射。
结束语：
通过对华能陕西秦岭发电有限公司8号机组现场总线技术在大型电厂安装质量预控，保证了FCS系统安装及调试的质量，确保了华能陕西秦岭发电有限公司8号机组分部试运及整套启动的一次成功。