DCS系统的直流供电系统的设计.doc

DCS系统直流供电系统设计金如虹吕永杰浙江中控技术股份，310052摘要：在直流供电系统中，开关电源使用无疑是关键一环，合理地使用开关电源对于直流供电系统正常使用能提供可靠确保。本文针对直流供电系统中开关电源使用问题进行了叙述，对开关电源使用常见规则和普遍问题进行了分析总结。关键字：直流供电系统、开关电源、冗余TheDesignofDCPowerSupplySysteminadistributedcontrolsystemJinRuhongLvYongjieZhejiangSUPCONCo.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang,310052Abstract:TheusageoftheSMPS(SwitchedModePowerSupply)isaveryimportantissueinaDCpowersupplysystem,theproperutilizationoftheSMPSwillprovideshighreliabilitytothepowersupplysystem.ThisarticlemainlyintroducedtheusageofSMPSinaDCpowersupplysystem,elaboratesthecommonregulationsandanalysisthecommonfailuremodeintheSMPSapplicationsKey-Words:DCPowerSupplySystem,SMPS(SwitchedModePowerSupply),Redundancy1.引言在上世纪80、90年代DDZ-Ⅲ型仪表普遍使用是仪表电源及架装配电器实现对于现场两线制变送器配电，即粗笨又占据很大空间，仪表控制规模受到限制，甚至采取通道式仪表盘来处理仪表电源和架装配电器装配问题。伴随DCS控制系统发展和成熟，很快替换了常规仪表成为主流自动化控制系统，体积小、可靠性高、性价比高开关电源作为直流供电系统电源也在DCS控制系统中被广泛应用。因为直流供电在控制系统关键作用，开关电源性能和直流配电电路共同组成高可靠性直流供电系统成为保障控制系统工作安全焦点。2.开关电源基础功效现在使用主流品牌导轨安装式开关电源除了将交流电源转为直流电源为控制系统及辅助设备提供直流工作电源以外，其丰富功效性和适用性也是我们选择开关电源理由。现在开关电源可接收宽范围交流输入电压，对于220VAC电源全部含有许可176-264VAC宽范围输入电压，能够降低对于输入交流电压品质要求；输出电压调整范围宽，最大可达28.8V，有20%可调范围；高转换效率，额定转换效率近90%，开关电源本身功耗仅10%左右。另外开关电源还能在-20至60℃范围正常使用。部分开关电源还含有均流功效，即两只同型号、规格开关电源并接冗余使用时，其输出电流基础平均。以上功效使得开关电源适用性极大地提升。开关电源还含有丰富安全和保护功效，碰到输出供电回路短路时能够实现电子短路保护，且故障排除后含有自恢复功效，能够避免因供电输出回路短路损坏开关电源；在开关电源负载侧电流大于额定输出电流时，开关电源能够限流保护，通常为额定值130%，但此时输出电压会大幅跌落；部分开关电源因故障或因输出回路短路保护停止输出时，能经过输出触点报警。另外，开关电源在输入电压失去后能够实现维持20ms输出，能够预防因输入交流电瞬时电压跌落造成输出改变。3.开关电源在控制系统中分类使用开关电源在DCS控制系统中使用关键是给系统中对应设备提供直流电源，为了提升可靠性通常根据冗余配置方法供电，依据设备在关键性和不一样组成方法分层级组成直流供电系统，通常能够了解成以下多个层级：系统控制电源：指是给系统控制器、通讯设备供电开关电源，其关键性不言而喻。系统辅助电源：指是给I/O设备供电开关电源，包含给输入、输出底板、基座和端子板供电，它和系统联络紧密。辅助电源：指是给控制系统部件外其它辅助设备供电，如配用安全栅、继电器等。对现场供电：指是给现场三线制、四线制仪表，经过有源DO给现场电磁阀供电等。以上多个层级电源在不一样系统和项目中要求各不相同，通常依据对供电关键性和可靠性要求，结合经济性来选择设计成怎样分层分级对控制系统及辅助设备和现场仪表供电。通常情况下系统控制电源设置为独立冗余电源。系统辅助电源能够有限制地和辅助电源供电交叉使用，依据项目要求设计。辅助设备供电要求能够稍宽，但安全栅供电相对要求独立，其它依据关键性选择对应供电范围，但严格区分于对现场供电。对现场供电因为不可控原因多，且采取同一电源对现场设备和控制系统及辅助设备供电会造成相关设备隔离作用失效或部分失效，所以不宜和其它种类供电混合，以确保控制系统及辅助设备和现场仪表运行安全。比如石化行业就严格要求现场仪表24VDC供电电源和D