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1、第九章系统连接第1页，本讲稿共27页第九章第九章 系统连接系统连接v系统连接是指控制系统各个单元之间的间接。既包括通过电线、电缆各个实体单元之间的连接，也包括控制系统中虚拟单元（如DCS中控制器、转换单元、运算单元等）的连接。第2页，本讲稿共27页第一节第一节 控制系统的整体连接控制系统的整体连接 v控制系统中各个单元大体上可分为：安装在现场的单元F测量变送单元F和执行单元；安装在中央控制室内的单元FDCS：控制站、工程师站、操作员站F常规仪表：控制器、计算、记录、报警等第3页，本讲稿共27页第一节第一节 控制系统的整体连接控制系统的整体连接vDCS系统整体连接示意第4页，本讲稿共27页第一节
2、第一节 控制系统的整体连接控制系统的整体连接图中表示出工程上系统的整体连接包括：v现场仪表安装位置、信号线的集中与分接；v控制室端子柜接线，各个单元之间的连接；v现场与控制室之间的电缆连接与敷设；v整体连接的考虑，包括信号连接、供电、接地连接。第5页，本讲稿共27页第一节第一节 系统的整体连接系统的整体连接v回路图 该表达方式中仪表回路接线图给出了一个系统(包括控制室内仪表和现场仪表)整体清晰的连接关系，所以有时也称之为系统连接图。自控专业工程设计文件深度规定(HG/T 20638-1998)规定，“仪表回路图”应用仪表回路图图形符号，表示一个检测或控制回路的构成，并标注该回路的全部仪表设备及
3、其端子号和接线。对于复杂的检测、控制系统，必要时另附原理图或系统图、运算式、动作原理等加以说明。第6页，本讲稿共27页采用采用DCS的回路图的回路图 采用DCS的回路图第7页，本讲稿共27页第一节第一节 控制系统的整体连接控制系统的整体连接图中将现场部分分为工艺区和接线箱区两部分，由于采用DCS，控制室内没有仪表盘，根据DCS的组成，将控制室内分为端子柜、控制站和操作员站三部分。各区内的仪表按过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号(HG/T 20505-2000)规定绘制出相应的符号与位号，同时在该仪表附近标示出其型号。为了表达出仪表之间的相互连接，应绘制出该仪表相应的接线端子，不用的端子可不
4、绘出。第8页，本讲稿共27页采用常规仪表的回路图采用常规仪表的自控工程中，控制室内采用的是安装在仪表盘上的常规仪表。回路图所表达的这一部分有所区别。回路图其他部分与与采用DCS时是一样的。第9页，本讲稿共27页第一节第一节 控制系统的整体连接控制系统的整体连接v端子柜与端子配线图采用DCS的端子柜与端子配线图 采用DCS的自控工程，常常在DCS机柜前设置一个端子柜。端子柜中装有信号端子排（本安/非本安）和安全栅。端子配线图与端子柜布置有关系。第10页，本讲稿共27页第一节第一节 控制系统的整体连接控制系统的整体连接第11页，本讲稿共27页第一节第一节 控制系统的整体连接控制系统的整体连接第12
5、页，本讲稿共27页采用常规仪表的端子图第13页，本讲稿共27页第一节第一节 系统的整体连接系统的整体连接v仪表盘背面电气接线图 采用常规仪表的自控工程，如果采用端子图与仪表盘背面电气接线图方式表达时，需要绘制该图。仪表盘背面电气接线图采用呼应接线法表达相互之间的连接关系，即此处标出连接到哪个点，那个点处标出来自点，既一呼一应。一般一张图纸上绘制一块仪表盘的仪表盘背面电气接线图。见书上的示例。第14页，本讲稿共27页第二节第二节 电缆的连接与敷设电缆的连接与敷设v电缆的连接 控制室仪表与现场仪表之间通常采用电缆连接。这是因为现场仪表所处的工作环境比较恶劣，引向这些仪表的导线就需要有一定的保护措施
6、，防护措施主要从两个方面考虑，即连接导线的电气防护措施与机械损伤防护措施，一般导线都不能满足这些要求。另一方面，控制室和现场之间的距离一般都比较长，每个信号都使用单芯的电线进行连接，则势必增加电线的敷设工作量，造成工程费用开支加大。第15页，本讲稿共27页第二节第二节 电缆的连接与敷设电缆的连接与敷设电缆表 电缆表采用表格的形式表达出整个工程中所使用的电缆的整体连接关系。从控制室引出向现场的电缆：F一种是接到现场接线箱上，然后再从接线箱引出若干电缆连接到现场仪表。从控制室引出向现场接线箱的叫做主电缆，从接线箱引向现场仪表的叫做分电缆F一种是直接连接到现场仪表上 电缆表中所表达的主要内容为所使用
7、的电缆型号与规格、长度、连接的起点和终点、主电缆和分电缆的分接关系、电缆保护套管的规格型号、电缆保护套管的长度等情况。见书上示例。第16页，本讲稿共27页第二节第二节 电缆的连接与敷设电缆的连接与敷设外部系统连接图还可根据工程的具体情况选择“电缆、电线外部系统连接图”来表达外部系统的连接。见书上示例。接线箱接线图采用接线箱的自控工程，除了用电缆表或电缆、电线外部系统连接图表达系统的整体连接之外，还需要绘制接线箱接线图表达出各个接线箱的连接关系。第17页，本讲稿共27页第二节第二节 电缆的连接与敷设电缆的连接与敷设v电缆的敷设电缆敷设所要解决的问题 电缆敷设过程中主要考虑几个方面的问题，即电缆的
8、铺设固定、电缆铺设的路径选择、什么样的信号共用一条电缆、什么情况下选用接线箱。这些问题涉及到生产流程的建筑情况、生产流程设备的布置情况、现场仪表的安装位置布局、以及生产流程中电气设备的布置情况等。第18页，本讲稿共27页第二节第二节 电缆的连接与敷设电缆的连接与敷设电缆敷设的设计原则F电缆敷设的距离应当尽量短；F电缆敷设的路径应当尽量避开高温、高粉尘场所；F电缆敷设的路径应当尽量避开强振动场所 F电缆敷设的路径应当尽量避开大功率用电设备 F如果必须在强电磁干扰场所敷设电缆，或不能避开产生机械损伤可能性的场所，则电缆应当穿保护管敷设F电缆应当尽量敷设在建筑物内F现场仪表位置相对集中，可考虑其信号
9、共用一条电缆 第19页，本讲稿共27页第二节第二节 电缆的连接与敷设电缆的连接与敷设F共用电缆时，现场应当设置接线箱进行信号分接；F不同类型的信号(如电流与毫伏信号)一般不共用一条电缆；F不同性质的信号(如本安信号与非本安信号)不能共用一条电缆 F强电信号与弱电信号不能共用一条电缆 F不同性质的信号(如本安信号与非本安信号)必须敷设在同一电缆桥架内，必须采取可靠的隔离措施F需要穿保护管时，一般一条电缆穿一条保护管 F电缆敷设时应当尽量避免穿越建筑物的深缩缝，避免从地下穿越公路、河流等，如果不能避免则应当采取相应的保护措施 第20页，本讲稿共27页第二节第二节 电缆的连接与敷设电缆的连接与敷设电
10、缆的铺设 电缆敷设常常采用埋设和架空两种敷设方法。当多芯长电缆需要穿越建筑物和道路时，或者现场不具备架空敷设时常常用埋设方法进行敷设，这种敷设比较坚固安全，但是不便于电缆的检修、更换操作。电缆电缆0.00第21页，本讲稿共27页第二节第二节 电缆的连接与敷设电缆的连接与敷设电缆敷设图电缆平面敷设与现场仪表安装位置密切相关。现场仪表的安装，首先应当确定其安装位置。仪表位置就是用规定的符号，将现场仪表的位置、标高表达出来。电缆敷设图中采用自控专业工程设计用图形符号和文字代号(HG/T 20637-1998)中规定，将现场仪表位置、标高表达出来。仪表电缆桥架布置总图/仪表电缆及桥架布置图/现场仪表配
11、线图第22页，本讲稿共27页第三节第三节 控制室内电缆连接控制室内电缆连接控制室内电缆通常不用敷设，一般都是自由放置在地板下面。控制室内电缆通常采用表格方式表达，由控制室内电缆表和电缆分盘表两个设计文件表示。控制室内电缆表应包括控制室内敷设的电缆的编号、型号、规格和长度、柜(盘、台)编号、端子排号和端子号。“电缆分盘表”应包括电缆分盘的盘号，电缆的名称、型号、规格和总长度，以及该盘内每个编号电缆的实际、备用和总长度。第23页，本讲稿共27页第三节第三节 控制室内电缆控制室内电缆连接连接第24页，本讲稿共27页第三节第三节 控制室内电缆控制室内电缆连接连接第25页，本讲稿共27页第四节第四节 防爆系统防爆系统v安全栅安全栅的作用安全栅的作用安全栅是介于现场设备与控制室设备之间的一个限制能量的电路，用来把控制室供给现场仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆危险气体的火花，又不能产生足以引爆危险气体的仪表表面温度，从而消除了引爆源。安全栅的分类安全栅的分类F齐纳式安全栅 F隔离式安全栅 第26页，本讲稿共27页第四节第四节 防爆系统防爆系统v其他防爆系统 点对点接线(Point to Point)解决方案本安防爆I/O卡板解决方案总线到总线(Bus to Bus)解决方案远程点到总线(Point to Bus)解决方案西门子控制系统防爆器件介绍第27页，本讲稿共27页