DCS系統(tǒng)設備安裝與電纜端接技術分析

摘 要：DCS（Distributed Control System）是分散控制系統(tǒng)的簡稱，指的是一個由過程控制級和各級過程網(wǎng)絡監(jiān)控控制級共同組成的、以通信網(wǎng)絡為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便，且可靠性高?，F(xiàn)對DCS系統(tǒng)設備安裝與電纜端接進行了有針對性的描述，并對DCS系統(tǒng)設備安裝與電纜端接中發(fā)現(xiàn)的問題提出處理措施，為后續(xù)其他核電項目DCS系統(tǒng)設備安裝與電纜端接工作提供了參考借鑒。

關鍵詞：設備安裝;電纜端接;典型問題

0? ? 引言

為保證DCS系統(tǒng)整體施工進度，使相關人員充分掌握DCS系統(tǒng)設備安裝與電纜端接工作的施工特點，避免材料浪費和大面積返工，提高施工質(zhì)量和效率，本文對DCS系統(tǒng)施工技術進行介紹，并對在施工中發(fā)現(xiàn)的各種具體問題進行闡述、分析，結合自身經(jīng)驗提出解決方案，為后續(xù)施工提供借鑒、參考。

1? ? DCS系統(tǒng)簡介

DCS指的是一個由過程控制級和安全監(jiān)控控制級共同組成的、以通信網(wǎng)絡為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，其基本設計思想是分散控制、集中運行操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便，大大增加了電廠控制的可靠性。DCS系統(tǒng)管理可以通過遠程通信控制網(wǎng)絡將那些分散在現(xiàn)場的能執(zhí)行遠程數(shù)據(jù)采集和遠程控制管理功能的各種遠程控制站與用于控制數(shù)據(jù)中心的各種監(jiān)控操作站進行連接整合起來，共同聯(lián)動實現(xiàn)分散控制、集中自動監(jiān)控與遠程管理。

2? ? DCS系統(tǒng)設備安裝

DCS系統(tǒng)設備按照不同的安全等級劃分為非安全級（NC）和安全級（1E）兩大類。非安全級DCS機柜共有5種類型：現(xiàn)場控制柜、配電柜、服務器柜、網(wǎng)絡柜、網(wǎng)關柜。安全級DCS機柜主要是由反應堆保護機柜、安全設施驅動機柜、安全邏輯機柜、堆芯冷卻監(jiān)測機柜、后備盤等系統(tǒng)機柜組成。DCS設備安裝時根據(jù)設備布置圖在預埋件上定位、畫線，設備并柜后采用螺栓連接或焊接的方式將設備固定在預埋軌上。

3? ? DCS系統(tǒng)電纜端接

DCS系統(tǒng)電纜指的是連接DCS機柜之間的電纜，按其功能可分為電源、控制、測量、接地、通信、網(wǎng)線、光纖電纜，以上幾種電纜分別用B、C、M、E、S、D、G表示。DCS機柜內(nèi)端子主要類型是TX型端子模塊等。對于DCS系統(tǒng)電纜端接來說，涉及的電纜規(guī)格較多，要根據(jù)電纜規(guī)格和端子的類型使用合適的接線鼻子進行端接。每一盤柜上需要端接的電纜多，尤其是在涉及不同安全級別的電纜進入同一盤柜的情況時，要合理布置、使用合理的施工工藝，嚴格按照圖紙進行施工，確保質(zhì)量。

4? ? DCS系統(tǒng)安裝出現(xiàn)的問題和解決措施

DCS安裝具有施工周期短、趕工搶點任務重的特點，很多文件圖紙為英文版，大家不容易理解，沒有施工經(jīng)驗的人甚至不知道在此施工中需要哪些文件，往往造成大面積的修改和返工。下面對在DCS系統(tǒng)安裝中發(fā)現(xiàn)的典型問題及解決方案進行總結和反饋，以供參考和借鑒。

4.1? ? 盤柜內(nèi)布線問題

4.1.1? ? 盤柜內(nèi)布線問題

DCS系統(tǒng)電纜端接與其他系統(tǒng)相比，復雜性在于DCS系統(tǒng)電纜不僅有A、B回路之分，還有安全級和非安全級之分，不同回路和級別的電纜還有DCS系統(tǒng)外的電纜通常會進入同一盤柜內(nèi)進行端接，一個盤柜內(nèi)的電纜數(shù)量通常是幾十上百甚至幾百。這樣一來，在有限的空間內(nèi)既要保證整齊美觀又要滿足設計、安全要求，便成為一項不容易的工作。

4.1.2? ? 解決措施

DCS設備電纜進線孔通常是4個大的方形孔，一般位于盤柜上方，設備內(nèi)電纜端接位置分別位于盤柜前后的端子排。先將進線孔人為規(guī)定為安全級A回路孔、安全級B回路孔、非安全級A回路孔、非安全級B回路孔，然后整理出各種類、各回路、各安全級電纜的數(shù)量。但這樣簡單的劃分遠遠不夠，因為盤柜內(nèi)同一端子排上會有不同種類、不同回路、不同安全級的電纜進行端接，這樣當電纜進入盤柜，電纜線芯在盤柜內(nèi)就會交叉，而這是不符合設計要求的，因為在《核電廠安全級電氣設備和電路獨立性準則》（GB/T 13286—2008）中有說明：A、B回路之間的電纜有隔離要求，安全級與非安全級的電纜也有隔離要求。一是空間隔離，在空間受限的情況下，最小分隔距離為2.5 cm;二是實體分隔。因此，在安排盤柜進線時，應仔細分析各電纜的端接位置，合理劃分安全級A回路孔、安全級B回路孔、非安全級A回路孔、非安全級B回路孔的位置，使大多數(shù)電纜能夠直接滿足布線要求。剩下的涉及交叉的電纜，先統(tǒng)計其到端子排的位置以及此端子排上電纜的數(shù)量，再考慮余下的空間，然后進行統(tǒng)一規(guī)劃，盡量用空間隔離原則去衡量不同種類、不同回路、不同安全級電纜的布線路徑，有些確實難以實現(xiàn)空間隔離的，就采用實體隔離，比如加金屬軟管等。

4.1.3? ? 取得的效果

（1）在進行電纜端接前，要仔細閱讀DCS系統(tǒng)的各種圖紙，總結發(fā)現(xiàn)DCS圖紙通常是一個盤柜一份端接圖，每個盤柜有一份電纜路徑示意圖，還有每個盤柜都有端子排布局圖。要想讓電纜進入盤柜內(nèi)實現(xiàn)準確布線，必須結合這三種圖紙進行整體考慮。電纜路徑示意圖通常能滿足較大部分電纜的設計要求，余下的部分電纜就根據(jù)盤柜內(nèi)端子排布局情況進行整體考慮，最終讓所有電纜的布線達到設計要求。

（2）在確定好各電纜的進線位置后，提前將各盤柜要進行端接的電纜都做成一個Excel表，在表中明確標明每一根進線孔的標號，現(xiàn)場施工人員穿電纜時只需參照這個表就行，從而降低了現(xiàn)場施工人員的施工難度，同時降低了錯誤率。

（3）在開工前的DCS安全技術交底時，將電纜在盤柜內(nèi)如何布線及布線原則單獨列項，重點講解，以加強施工人員對隔離原則的理解。

（4）在滿足設計、安全的要求下，還根據(jù)現(xiàn)場實際情況，同現(xiàn)場施工人員一起商討合理的工藝布局，最終在盤柜整體施工完畢后，做到了布線工藝的整齊美觀要求。

4.2? ? 施工準備和進度問題

DCS系統(tǒng)安裝除了施工中的各種技術、工藝問題外，施工前準備能否發(fā)現(xiàn)問題、能否及時處理到位，也是DCS施工進度能否得到保證的關鍵。

4.2.1? ? DCS房間控制區(qū)建立問題

DCS設備安裝對環(huán)境要求高，在安裝前必須使房間內(nèi)溫濕度達到要求，因此必須引入臨時空調(diào)，這首先就涉及土建問題。因為DCS安裝時涉及的房間比較集中，因此先規(guī)劃好臨時電纜敷設路徑，記錄好需在墻上開孔的數(shù)量及位置，以使空調(diào)的供電電纜能及時敷設到位。單單統(tǒng)計這些基礎數(shù)據(jù)還不夠，要想建立控制區(qū)，還得讓房間內(nèi)其他專業(yè)的工作在DCS安裝施工前完成。

4.2.2? ? 設備安裝施工邏輯問題

設備安裝有一個邏輯順序，同一房間均是成排安裝，因此安裝前還要考慮到貨情況。一排當中即使有一臺沒到貨都會導致其有一側的設備無法安裝。同時還要考慮到各房間內(nèi)設備安裝的先后順序，如果不注意這個順序，將會造成嚴重的后果。

4.2.3? ? 材料核查、圖紙消化問題

DCS設備安裝與端接工作涉及的材料種類多，約上百種，圖紙數(shù)量大，現(xiàn)場必須使用的圖紙近200份。上百種材料均為英文描述，閱讀難度大，因而必須將實物與描述對上號，再綜合核查材料是否齊全，數(shù)量是否足夠，這就需要閱讀DCS系統(tǒng)的各種圖紙文件，然而這個量是相當大的，因此必須保證足夠的時間。

5? ? 結語

隨著近年來我國核電事業(yè)的高速發(fā)展，人們對于核電站控制的關注度越來越高。核電DCS龐大，分類復雜，概念也容易混淆，通過對DCS設備安裝和電纜端接技術總體脈絡的描述，能使后續(xù)項目施工人員更快、更好地掌握施工要領、重點難點，通過對施工中發(fā)現(xiàn)的問題進行全面的分析和總結，實現(xiàn)全過程的施工質(zhì)量控制。

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收稿日期：2020-03-27

作者簡介：季德義（1984—），男，甘肅人，工程師，研究方向：電氣技術。