MACS系统安装规范和说明

MACS系统安装规范和说明

目录

一、MACS系统机房环境要求

二、MACS系统接地规范

三、MACS系统供电规范

四、现场信号电缆及敷设要求

五、控制柜、操作台外型及安装尺寸

六、现场控制柜布置、安装及接线

七、DCS设备运输及贮存条件

一、MACS系统机房环境要求

1． 控制室要求

MACS整套系统安装在控制室中，现场信号通过信号电缆连接至控制室的现场控制站。为保证系统的正常运行，控制室的条件至关重要。

1．1 工作环境

环境温度：0℃～40℃

相对湿度：40%～90%

大气压力：86KPa～106Kpa

控制室中，不允许存在强烈的机械震动和强磁场。

为满足工作环境条件，控制室中应保持清洁，注意防尘，控制室的门窗应密封良好，应该在控制室中安装空调。

1．2 地板与承重要求

应在控制室的地板上安装固定槽钢，将现场控制站机柜和操作员机柜安装在槽钢上，因此，控制室的地板应有足够的强度支撑机柜的重量。一台现场控制站小于400Kg，一张操作台小于200Kg

为保证操作人员的安全和避免信号干扰，连接到操作员站和现场控制站的信号线和动力线不允许在地板上直接铺设，而应敷设在电缆沟里或采用电缆桥架敷设。

2． 操作台与机柜的布局要求

2．1 操作台

操作台与周围物体或墙壁的距离应大于1000mm。显示器的朝向应合理，与室内光线配合恰当，保证屏幕清晰、不出现反光等。

多个操作台一般并列排放在控制室的中央。

2．2 机柜

机柜可分别独立安装，也可密集安装。密集安装即多柜拼合安装，可以去掉中间机柜的两边侧板，只保留两头机柜的外侧侧板，并用固定侧板的螺栓（M10）将相邻两机柜的机架连接起来。

为保证系统的良好通风、便于开关柜门和操作员的工作，安装机柜时，机柜与屋顶的距离应不小于500mm，即屋顶距地面的高度不应小于2700mm，机柜侧边距墙壁或物体的距离应不小于1000mm，机柜前后距墙壁或物体的距离应不小于1500mm，若机柜为前后排放置，两排机柜间的距离不应小于2500mm。

二、MACS系统接地规范

1. DCS接地分类

总体上分两类：

保护地：为了防止设备外壳的静电荷积累、避免造成人身伤害而采取的保护措施。接入公共接地 极。

工作地：包括如下内容。

逻辑地：也叫机器逻辑地、主机电源地，是计算机内部的逻辑电平负端公共地，也是+5V等的电源输出地。如CPU的正负5伏、正负12伏的负端。需要接入公共接地极。

信号地：信号回路地（现场返回信号的负端）。当DCS给现场提供24VDC时，且AI、AO为非隔离式，信号地就是系统地。当由其他设备提供电源时，根据信号源原理决定是否接入公共接地极。

系统地：也叫系统基准地，通常也是系统电源地（+24V负端），是为DCS信号提供的一个基准点。系统地在DCS中，就是给模件供电的24VDC或5VDC的电源地。对于通道隔离的I/O模块应用场合，它与信号地是有区别的，因为两者没有电气联系。

系统地接地比较复杂，一般要考虑如下几种情况：

信号在现场侧已经接地的情况；

系统I/O的输入、输出在现场接入同一装置（而装置的电路原理不明确）的情况。

屏蔽地：也叫模拟地，是为了避免电磁场对仪表和信号的干扰而采取的屏蔽网接地。线缆屏蔽层必须一端接地，防止形成闭合回路干扰。铠装电缆的金属铠不应作为屏蔽保护接地，必须是铜丝网或镀铝屏蔽层接地。接入公共接地极。

2. 与DCS相关的接地分类

本安地：也叫本质安全地，是本安仪表和齐纳安全栅的本安接地。实践中常常将现场的设备外壳系统地（信号地）、本安地连接，以此保证安全栅能可靠工作，在此种情况下，DCS侧给齐纳安全栅供电的电源地（+24V负端）浮空。接入公共接地极。

避雷地：将雷击能量导入大地的接地。在电气接地网覆盖的范围内，一般不只一个避雷地。避雷地可以通过等电位连接器与公共接地极连接在一起。

3. 接地极的分类

电气接地网：电气专业将全厂的地下管道，建筑框架，以及接入大地的变压器中性点等当作一个基电位作参考，此为电气地。它覆盖整个厂的变电用电区，从原理上讲，整个厂区为一个等电位体。

专用接地极（网）：一般位于电气接地网覆盖的范围内，由多根接地极互连构成的专用接地极（网）。

4. MACS系统接地原则

一个系统只允许一点接地，一般与电气接地网共地。严格区分不同性质的地，做到不混接。不同性质的地用分干线接入各自的汇流板（或者直接接入总的汇流板），各汇流板用总干线接入公共接地极（网），在最终处汇入一点接地。

防雷保护地通过避雷器/冲击波抑制器与电气接地网的主干线相连。

MACS系统设置的接地装置

操作台、打印台、服务器柜：设有保护地螺钉

继电器柜、UPS柜、配电柜：设有保护地螺钉。

MACS机柜：设有屏蔽接地汇流排，保护地螺钉。系统地(+24V地)悬浮。

仪表柜、手操盘台：设有屏蔽地接地汇流排，保护地螺钉。

安全栅柜：设有屏蔽地接地汇流排，本安地接地汇流排，保护地螺钉。

集中布置的DCS设备接地方法

工程师站操作员站操作员站保护地屏蔽地接地线公共连接板接地总干线接地体大地I/O站I/O站I/O站服务站安全栅柜本安地

分散布置的DCS设备接地方法

分散布置MACS系统设备之间的连接一般是网络（通讯）线，例如：现场控制站分散到现场，而操作员站位于不同的控制室，分散直径在500米的范围内，各站点间使用多模光纤或5类双绞线或DP屏蔽双绞线连接。

使用光纤连接的站点：各站点内的接地方法同集中布置的DCS设备。

使用5类双绞线或DP屏蔽双绞线连接的站点：

方法1：控制室的各类地线先连接到公共连接板，公共连接板通过接地总干线与公共接地极相连。从公共接地极看过去，整个接地网络是一个星型结构。

方法2：5类双绞线或DP屏蔽双绞线两头通过网络浪涌保护设备（信号避雷器、通流量不小于5KA）与DCS的SWITCH、HUB、REPEAT、或其他网络设备相连。两边的站点有各自的公共接地极，二者不必有金属连接，各站点的接地方法同集中布置的DCS设备。5类双绞线或DP屏蔽双绞线必须穿镀锌钢管或金属桥架敷设，钢管或桥架必须可靠接地。当雷击，或者电气事故造成两边地电位差过大时，信号避雷器可以保护两边的设备。

5. 对公共接地极（网）的要求

当厂区电气接地网对地分布电阻≤4Ω时，可将厂区电气接地网当着DCS系统的公共接地极（网）。

当厂区电气接地网接地电阻较大或杂乱时，应独立设置接地系统，即为DCS系统的公共接地极（网）。

没有本安地接入的公共接地极（网）的对地分布电阻小于4欧姆；有本安地的小于1欧姆。接地总干线的线路阻抗小于0.1欧姆。

接地极周围15米内无避雷地的接入点，8米内无 30KW 以上的高低压用电设备外壳的接入点。当现场无法满足该条件时，防雷保护地通过避雷器/冲击波抑制器与公共接地极的主干线相连。电焊地切勿与公共接地极及其接地网搭接在一起，二者应距离10米以上。

6. 接地设计简要规定

本节简要介绍了在仪表接地系统设计中对接地方法、接地网干线和接地连线的规定。

接地体安装

接地总干线：MACS系统通过公用连接板将各接地分干线汇总，并由公共连接板引出接地总干线，连接至接地体。公用连接板应采用铜板制作，并应设置在接地连接箱内，与箱体绝缘。

600

500

400

600 钢盖板

桩顶

钢筋混凝土接地井 接地总干线

L2500 57×3.5

镀锌管接地体

接地体尖 地面

典型的单接地体安装

接地体：为钉入地下的良导体，由接地总干线传来的电流通过接地体导入大地。接地体与接地总干线之间采用铜焊，焊接后应做防腐处理。

可用接地网干线把多个接地体连接成网，接地网应满足MACS系统接地电阻的要求。当接地网干线与接地体采用搭接焊时，其搭接长度必须为扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。下图为典型的多接地体安装图。

典型的多接地体安装

降低土壤电阻率的方法

（1）改变接地体周围的土壤结构。在接地体周围的土壤2～3m范围内，掺入不容于水的、有良好吸水性的物质，如木炭、焦碳煤渣或矿渣等，该法可使土壤电阻率降低到原来的1/5～1/10。

（2）用食盐、木炭降低土壤电阻率用食盐、木炭分层夯实。木炭和细掺匀为一层，约10～15cm厚，再铺2～3cm的食盐，共5～8层。铺好后打入接地体。此法可使电阻率降至原来的1/3～1/5。但食盐日久会随流水流失，一般超过两年就要补充一次。

（3）用长效化学降阻剂。用长效化学降阻剂方法可使土壤电阻率降至原来的40%。

接地体与接地网干线的材料要求

接地体和接地网干线所用钢材规格可按下表选用，若接地电阻满足不了要求时，也可选用铜材。如果接地体和接地网干线安装在腐蚀性较强的场所，应根据腐蚀的性质采取热镀锌、热镀锡等防腐措施或加大截面。

接地体和接地网干线用钢材规格

名 称 扁 钢 圆 钢 等边角钢 钢 管

规 格

（mm） 25×4 14～20 40×40×4

50×50×5 45×3.5

57×3.5

接地连线要求

MACS系统的保护地和屏蔽地连线应使用铜芯绝缘电线或电缆连接到厂区电气专用接地网或接地体上。接地线宜选用绝缘铜芯线，截面不小于4.0mm2, 接地总线宜选用多股绝缘铜芯线，截面不小于16mm2。

三、MACS系统供电规范

1、电源要求

DCS系统实现对现场信号的实时监测、记录并对现场进行实时控制，要求系统的电源必须保证连续不间断地供电。

系统对电源的基本要求如下：

电压：单相220VAC + 10% ～ 220VAC–15%

频率：50HZ ± 2HZ

波形失真率：小于3%

2、DCS系统交流电源输入

DCS系统一般配备有电源配电柜，现场提供的两路电源进入配电柜，一路由UPS来，另一路由厂区保安段来，经过分配后，分别供给操作站和I/O控制站等。

~220VAC输出至系统~220VACUPS来厂区保安段来冗余无扰电源切换装置

两路电源连接方式示意图

对于操作员站，电源配电柜通过专用的电源冗余切换装置为它供电。如图所示。

对于服务器，由于它在系统运行中的重要地位，所以互为冗余运行的两台服务器分别由UPS和厂用电供电。

对于I/O控制站，需要将UPS电源和厂用电分别送给互为冗余的两个电源模块，经过冗余电源输出的24VDC/48VDC供给主控单元或者I/O模块使用，继电器柜和ETS柜等可能使用朝阳电源为继电器供电，其供电原理与I/O控制柜相同。

如果现场系统没有配备电源配电柜或者现场不能提供双路电源，那么为了保证DCS系统的安全稳定运行，应至少提供一路UPS电源。

为保证DCS系统的正常运行，DCS系统电源应当单独由供电电源段引来，除了为DCS系统供电以外，不应再为其它高负载设备供电，尤其不能为大的感性负载供电，如电动门，执行器，电动机等。

最理想的DCS系统供电方式为：厂用一段来220VAC或380VAC经过DCS系统专用的UPS后送入电源配电柜，厂用二段单独引来的220VAC送入电源配电柜。经过电源配电柜的切换装置输出的电源应以UPS电源为主，因为经过逆变后220VAC电源质量较好，有利于操作站等的稳定运行。