(山东电力建设第三工程有限公司 山东青岛 邮编266100)
摘要：本文以我公司承建的华电莱州发电有限公司二期（2×1000MW）超超临界机组项目工程为依托，对本项目Profibus总线控制系统的盘柜安装、系统接地、总线电缆接线及调试进行研究、分析、总结，重点解决总线通讯技术信号干扰、衰减和失真问题。总线通讯技术在施工执行过程中可以使施工人员快速掌握分散控制系统的安装、调试模式，减少盘柜安装、电缆敷设、电缆接线、系统单体调试的工程量和施工工期，确保了机组分部试运及里程碑时间节点优质、高效完成，因此，总线通讯技术在后续电站机组必将广泛的应用。
关键词：解决 总线通讯技术 信号干扰
引言
随着现代工业对Profibus的大量应用，新建电厂开始接触并使用了现场总线，但由于电站控制系统的三大特殊性：对电站运行可靠性的特殊要求，对新技术、新装置既渴望又保守的矛盾态度；电站I/O特点，测点密集、现场装置密集、设备立体布置；控制功能和控制策略的复杂性，火电厂自动化监控的六大系统，机炉协调控制涉及设 备多、信息量大、控制复杂，汽机控制、SOE要求ms级响应速度要求。因而有可能导致许多项目的现场总线通讯上可能存在着一些信号干扰、衰减和失真等隐患，如果不能及时发现和处理，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，以致总线通讯技术还没能在电站机组得以广泛应用。本文以华电莱州二期（2×1000MW）超超临界机组工程为依托，对本项目Profibus总线控制系统的盘柜安装、系统接地、总线电缆接线及调试进行研究、分析、总结，重点解决总线通讯技术信号干扰、衰减和失真问题，为后续总线通信技术的广泛应用积累经验。
正文
受总线通讯技术自身的局限性，在电站施工现场会遇到因信号干扰通讯不畅、信号衰减、失真等问题，导致分散控制系统失控，影响机组安全运行，为了解决这一难题，我们结合现场实际情况，分析、总结，解决了这个难题。
现场总线控制系统的三大关键，核心是总线协议：是实现开放和互操作的必要条件；基础是智能现场装置，是现场总线控制系统的硬件支持，双向数字通信的基础载体；本质是信息处理现场化即Profibus网络通迅，可彻底的分散，信息量可大增。Profibus网络通讯是重中之重，而其本质是RS485串口通讯，华电莱州二期项目Profibus网络主要涉及到的硬件包括：Profibus接口、总线电缆、Profibus插头、中继器、光电转换器以及有源终端电阻等。通过研究、分析，最后确定总线通讯的质量从施工环节来看主要取决于，设备和电缆的安装质量，通过借鉴以往机组施工经验和查阅相关文献资料，进行了深入、细致的分析、总结，找出了有效解决总线通讯信号干扰、衰减、失真的施工方法，因此，解决问题的施工方法主要从以下两个方面进行阐述：
首先需要说明的是华电莱州二期项目总线电缆和设备分为两种，一种是PA型，另一种是DP型。PA型设备一般是变送器和调节型阀门（如气动调节阀的定位器、电动调节阀）；DP型设备一般是开关型阀门（如气动阀、电动阀、吹灰器。
1、设备安装方面的施工方法
DP型设备是双网控制，分为A网和B网，若运行过程中有一路网出现故障，另一路网能保证设备的通讯，避免威胁到机组的安全稳定运行。
因锅炉较高，设备离电子间远，DP总线信号较弱，所以根据现场设备，在就地均匀设计了总线控制柜，通过两根光缆通讯到电子间DCS控制柜。现场总线盘柜安装时考虑其易被干扰，与变频动力柜应保证至少2M以上的安装距离，并确保盘柜的可靠接地；总线电缆必须设计独立桥架，不得与其他电缆共同敷设在一个桥架内，若没有设计桥架或分支槽盒内必须与其他电缆共同敷设，总线电缆需与控制电缆或电源电缆中间加设金属隔板进行隔离，若部分现场总线电缆桥架或槽盒附近出现380V电源电缆，则采用套管将电源电缆进行隔离并保证10CM以上的安全距离，避免其他电缆造成干扰；应该对变频器进行EMC的处理，首先是变频器的安装，在电柜内，尽量用镀锌底板替代喷漆底板做为安装背板，以改善EMC特性，变频器的出线，都应该进行相应的EMC处理，比如通讯电缆采用屏蔽电缆接地，动力电缆采用屏蔽电缆接地或者采用铁氧体磁环进行滤波处理等。
2、总线电缆敷设和接线方面的施工方法
总线电缆在存储、运输和敷设过程中，电缆两端应有热缩套管封闭，可以避免线芯的氧化以及灰尘和湿气的进入；带连接头的电缆的敷设使用保护套管将连接头进行保护以避免其损坏，未连接的光缆插头和插座一定要用保护罩进行防护；竖井内总线电缆敷设时，采用金属隔板与其他电缆隔离；电缆桥架或竖井内避免不了与其他电缆交叉时，采用套管与电源电缆进行隔离；总线电缆在分支槽盒、盘柜及接线盒内布线时远离干扰源；在柜内的走线尽量避免与高电压、大电流的电缆在同一线槽内敷设；电缆敷设和整理时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；还需要注意的情况是牵引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；为避免打结严禁直接将电缆/光缆从电缆盘上手动拉出，应通过缓慢滚动电缆盘而引出电缆，不要从静止的电缆盘上盘出电缆；每个一整条总线控制回路上的DP设备都要串联起来，在总线电缆敷设和接线过程中一定要分清A、B两个网络不能混淆，接线时压接的进线端子和出线端子一定要正确；每两个站点之间的长度不要小于1m；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，敷设时由于过渡拉伸或弯曲损坏的电缆必须更换；PA型设备是单网，从电子间到就地总线盒一根PA电缆，再从就地总线盒到就地各个设备为一根PA电缆。总线盒之间电缆长度可在1200m以内，但总线盒到各设备的PA电缆要控制在30m以内；如果通讯电缆在柜内需要经过端子进行连接，则屏蔽层最好在端子排的两侧分别进行连接，而此时应当避免的做法是将屏蔽层剥开太长，拧成一根连接到端子，在现场的连接中，如果将屏蔽层剥开过长，则通讯电缆将有很长一段没有被屏蔽层“保护”，而屏蔽层拧成一根后将形成天线，更容易将干扰引入系统；PA总线要求单点接地，即所有的PA设备屏蔽需汇总到现场总线通信柜中统一进行接地。PA总线盒中原有的接地线需解除，而DP总线设备需多点接地；DP电缆为两芯专用电缆，分别为红色（正，B）、绿色（负，A），总线电缆不需预留电缆，不可在线槽、盘柜及接线盒内预留电缆形成“环”，也不能折线，接线时多余的电缆都要剪去。
结论
通过对以上措施的落实和执行，我们有效的规避了总线电缆信号干扰、衰减和失真的问题，机组在总启动试运期间，热控仪表投入率100%，热控自动投入率100%，热控保护投入率100%,168机组整套启动试运行满负荷一次通过，为后续机组总线施工积累了宝贵经验，为机组安全经济运行和达标投产、创国优金奖打下坚实基础。
参考文献：
［1］国电南京自动化股份有限公司资料（电子版）
［2］国核电力规划设计研究院设计图纸