浅谈DCS控制系统的供电技术

刘晓川

摘 要：主要对自动控制系统中采用的电源供电方式进行了简单阐述，并分析了电源系统的隔离技术和冗余电源设计技术的应用，从而达到抗干扰的目的。

关键词：DCS控制系统；抗干扰；隔离技术；冗余供电

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0034-02

工业现场的用电范围较广，影响面较大，因此，必须保证电源的质量。如果工业现场被严重干扰，那么整个自动化控制系统也会受到严重的损坏，因此，供电系统的设计会在很大程度上对控制系统的安全性造成直接影响。DCS控制系统的设计会受以下几个因素的影响：电源系统的抗干扰性；DCS 的供电应不受外部设备失电的影响；控制系统要求断电场合的供电电源没有重复配置等。

1 电源的供电方式

1.1 分相供电

电源线的应用会在很大程度上对干扰系统造成影响，所以在配置供电线路时，那些会引起较大干扰的设备和测控装置建议由配电室用屏蔽电缆分不同的线路进行供电，如图1所示。

摘 要：主要对自动控制系统中采用的电源供电方式进行了简单阐述，并分析了电源系统的隔离技术和冗余电源设计技术的应用，从而达到抗干扰的目的。

关键词：DCS控制系统；抗干扰；隔离技术；冗余供电

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0034-02

工业现场的用电范围较广，影响面较大，因此，必须保证电源的质量。如果工业现场被严重干扰，那么整个自动化控制系统也会受到严重的损坏，因此，供电系统的设计会在很大程度上对控制系统的安全性造成直接影响。DCS控制系统的设计会受以下几个因素的影响：电源系统的抗干扰性；DCS 的供电应不受外部设备失电的影响；控制系统要求断电场合的供电电源没有重复配置等。

1 电源的供电方式

1.1 分相供电

电源线的应用会在很大程度上对干扰系统造成影响，所以在配置供电线路时，那些会引起较大干扰的设备和测控装置建议由配电室用屏蔽电缆分不同的线路进行供电，如图1所示。

1.2.2 动力设备分开供电

变压器的使用因电子控制装置的需求不同而有所不同，使用高压母线能够解决上述问题。低压动力负载作业间隔时间较短所带来的干扰会较大，而电网的使用可以起到抑制干扰的作用，并使之衰减，所以，相对于低压动力电网来说，高电压母线所产生的噪声要小。

2 对电源系统的隔离

2.1 对交流供电系统的隔离

交流供电系统能够产生谐波，在遇到雷雨天气时会受到影响，或频率较高时都会产生干扰，为了避免这种情况的发生，需要对控制交流电源的相应装置和其他相关电气设备进行改进。以前，为了减少交流供电系统在不同情况下产生的干扰，通常采取1∶1隔离变压器提供电源的措施。采用该措施能够有效减少由电网尖峰脉冲造成的干扰及其带来的影响。但是，一般的变压器无法达到这样的效果，虽然在两个绕组之间加入了绝缘装置，对一侧产生的噪声电压和电流具有抑制和隔离作用，但分布电容的存在会使交流电网中的噪声耦合到二次侧。

2.2 对直流供电系统的隔离

采用DC-DC变换器可以起到完全脱离直流电源的效果。这种变换器的使用使得之前被分开进行供电作业的装置也能够满足供电需求，原因是用于供电作业的电源的输入回路和输出回路被分开了，DC-DC变换器的使用有效降低了电磁干扰对系统的影响。如果需要将相应的控制装置与其他用电装置的核心系统分开控制，那么就需要为它们配备不同的直流供电系统，以满足需求。

3 电源系统的冗余技术

3.1 双交流电源的冗余技术

在对控制系统进行供电时，选择双交流电源冗余的交流供电方式可以提高供电系统的可靠性。由不同的变电站引出两路电源，当一路出现故障时，两路电源间能进行自动切换。双交流电源冗余技术能够在低压时对系统进行保护，并实现两路电源的自动切换。

3.2 UPS电源的冗余设计

UPS电源的使用能够对计算机起到很好的保护作用。虽然UPS具有很好的安全性，但在供电条件发生变化时，某些因素也会使其发生故障，包括本身电器装置的老化、某个元件提前失效等。采用双机热备（冗余技术）可以使DCS控制系统的稳定性和可靠性得到保证，而且DCS控制系统是整个设备系统的核心装置。两台UPS交流电源分别是主机（1#UPS）和备用机（2#UPS），后者的输出端可接至前者的旁路电源输入端，两个主机的电源输入可以采用一个市电电源。一开始，由主机为控制系统供电。如果主机遇到问题无法正常供电，就会自动切换至备用机，由备用机继续为控制系统供电。当主机能够再次作业时，相应的开关就会自动由备用机转到主机上，这样，主机又能够继续为控制系统供电了。为了保证切换中供电的持续性，需要利用严密的电路对静态开关的切换进行控制。

摘 要：主要对自动控制系统中采用的电源供电方式进行了简单阐述，并分析了电源系统的隔离技术和冗余电源设计技术的应用，从而达到抗干扰的目的。

关键词：DCS控制系统；抗干扰；隔离技术；冗余供电

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0034-02

工业现场的用电范围较广，影响面较大，因此，必须保证电源的质量。如果工业现场被严重干扰，那么整个自动化控制系统也会受到严重的损坏，因此，供电系统的设计会在很大程度上对控制系统的安全性造成直接影响。DCS控制系统的设计会受以下几个因素的影响：电源系统的抗干扰性；DCS 的供电应不受外部设备失电的影响；控制系统要求断电场合的供电电源没有重复配置等。

1 电源的供电方式

1.1 分相供电

电源线的应用会在很大程度上对干扰系统造成影响，所以在配置供电线路时，那些会引起较大干扰的设备和测控装置建议由配电室用屏蔽电缆分不同的线路进行供电，如图1所示。

摘 要：主要对自动控制系统中采用的电源供电方式进行了简单阐述，并分析了电源系统的隔离技术和冗余电源设计技术的应用，从而达到抗干扰的目的。

关键词：DCS控制系统；抗干扰；隔离技术；冗余供电

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0034-02

工业现场的用电范围较广，影响面较大，因此，必须保证电源的质量。如果工业现场被严重干扰，那么整个自动化控制系统也会受到严重的损坏，因此，供电系统的设计会在很大程度上对控制系统的安全性造成直接影响。DCS控制系统的设计会受以下几个因素的影响：电源系统的抗干扰性；DCS 的供电应不受外部设备失电的影响；控制系统要求断电场合的供电电源没有重复配置等。

1 电源的供电方式

1.1 分相供电

电源线的应用会在很大程度上对干扰系统造成影响，所以在配置供电线路时，那些会引起较大干扰的设备和测控装置建议由配电室用屏蔽电缆分不同的线路进行供电，如图1所示。

1.2.2 动力设备分开供电

变压器的使用因电子控制装置的需求不同而有所不同，使用高压母线能够解决上述问题。低压动力负载作业间隔时间较短所带来的干扰会较大，而电网的使用可以起到抑制干扰的作用，并使之衰减，所以，相对于低压动力电网来说，高电压母线所产生的噪声要小。

2 对电源系统的隔离

2.1 对交流供电系统的隔离

交流供电系统能够产生谐波，在遇到雷雨天气时会受到影响，或频率较高时都会产生干扰，为了避免这种情况的发生，需要对控制交流电源的相应装置和其他相关电气设备进行改进。以前，为了减少交流供电系统在不同情况下产生的干扰，通常采取1∶1隔离变压器提供电源的措施。采用该措施能够有效减少由电网尖峰脉冲造成的干扰及其带来的影响。但是，一般的变压器无法达到这样的效果，虽然在两个绕组之间加入了绝缘装置，对一侧产生的噪声电压和电流具有抑制和隔离作用，但分布电容的存在会使交流电网中的噪声耦合到二次侧。

2.2 对直流供电系统的隔离

采用DC-DC变换器可以起到完全脱离直流电源的效果。这种变换器的使用使得之前被分开进行供电作业的装置也能够满足供电需求，原因是用于供电作业的电源的输入回路和输出回路被分开了，DC-DC变换器的使用有效降低了电磁干扰对系统的影响。如果需要将相应的控制装置与其他用电装置的核心系统分开控制，那么就需要为它们配备不同的直流供电系统，以满足需求。

3 电源系统的冗余技术

3.1 双交流电源的冗余技术

在对控制系统进行供电时，选择双交流电源冗余的交流供电方式可以提高供电系统的可靠性。由不同的变电站引出两路电源，当一路出现故障时，两路电源间能进行自动切换。双交流电源冗余技术能够在低压时对系统进行保护，并实现两路电源的自动切换。

3.2 UPS电源的冗余设计

UPS电源的使用能够对计算机起到很好的保护作用。虽然UPS具有很好的安全性，但在供电条件发生变化时，某些因素也会使其发生故障，包括本身电器装置的老化、某个元件提前失效等。采用双机热备（冗余技术）可以使DCS控制系统的稳定性和可靠性得到保证，而且DCS控制系统是整个设备系统的核心装置。两台UPS交流电源分别是主机（1#UPS）和备用机（2#UPS），后者的输出端可接至前者的旁路电源输入端，两个主机的电源输入可以采用一个市电电源。一开始，由主机为控制系统供电。如果主机遇到问题无法正常供电，就会自动切换至备用机，由备用机继续为控制系统供电。当主机能够再次作业时，相应的开关就会自动由备用机转到主机上，这样，主机又能够继续为控制系统供电了。为了保证切换中供电的持续性，需要利用严密的电路对静态开关的切换进行控制。

摘 要：主要对自动控制系统中采用的电源供电方式进行了简单阐述，并分析了电源系统的隔离技术和冗余电源设计技术的应用，从而达到抗干扰的目的。

关键词：DCS控制系统；抗干扰；隔离技术；冗余供电

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0034-02

工业现场的用电范围较广，影响面较大，因此，必须保证电源的质量。如果工业现场被严重干扰，那么整个自动化控制系统也会受到严重的损坏，因此，供电系统的设计会在很大程度上对控制系统的安全性造成直接影响。DCS控制系统的设计会受以下几个因素的影响：电源系统的抗干扰性；DCS 的供电应不受外部设备失电的影响；控制系统要求断电场合的供电电源没有重复配置等。

1 电源的供电方式

1.1 分相供电

电源线的应用会在很大程度上对干扰系统造成影响，所以在配置供电线路时，那些会引起较大干扰的设备和测控装置建议由配电室用屏蔽电缆分不同的线路进行供电，如图1所示。

摘 要：主要对自动控制系统中采用的电源供电方式进行了简单阐述，并分析了电源系统的隔离技术和冗余电源设计技术的应用，从而达到抗干扰的目的。

关键词：DCS控制系统；抗干扰；隔离技术；冗余供电

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0034-02

工业现场的用电范围较广，影响面较大，因此，必须保证电源的质量。如果工业现场被严重干扰，那么整个自动化控制系统也会受到严重的损坏，因此，供电系统的设计会在很大程度上对控制系统的安全性造成直接影响。DCS控制系统的设计会受以下几个因素的影响：电源系统的抗干扰性；DCS 的供电应不受外部设备失电的影响；控制系统要求断电场合的供电电源没有重复配置等。

1 电源的供电方式

1.1 分相供电

电源线的应用会在很大程度上对干扰系统造成影响，所以在配置供电线路时，那些会引起较大干扰的设备和测控装置建议由配电室用屏蔽电缆分不同的线路进行供电，如图1所示。

1.2.2 动力设备分开供电

变压器的使用因电子控制装置的需求不同而有所不同，使用高压母线能够解决上述问题。低压动力负载作业间隔时间较短所带来的干扰会较大，而电网的使用可以起到抑制干扰的作用，并使之衰减，所以，相对于低压动力电网来说，高电压母线所产生的噪声要小。

2 对电源系统的隔离

2.1 对交流供电系统的隔离

交流供电系统能够产生谐波，在遇到雷雨天气时会受到影响，或频率较高时都会产生干扰，为了避免这种情况的发生，需要对控制交流电源的相应装置和其他相关电气设备进行改进。以前，为了减少交流供电系统在不同情况下产生的干扰，通常采取1∶1隔离变压器提供电源的措施。采用该措施能够有效减少由电网尖峰脉冲造成的干扰及其带来的影响。但是，一般的变压器无法达到这样的效果，虽然在两个绕组之间加入了绝缘装置，对一侧产生的噪声电压和电流具有抑制和隔离作用，但分布电容的存在会使交流电网中的噪声耦合到二次侧。

2.2 对直流供电系统的隔离

采用DC-DC变换器可以起到完全脱离直流电源的效果。这种变换器的使用使得之前被分开进行供电作业的装置也能够满足供电需求，原因是用于供电作业的电源的输入回路和输出回路被分开了，DC-DC变换器的使用有效降低了电磁干扰对系统的影响。如果需要将相应的控制装置与其他用电装置的核心系统分开控制，那么就需要为它们配备不同的直流供电系统，以满足需求。

3 电源系统的冗余技术

3.1 双交流电源的冗余技术

在对控制系统进行供电时，选择双交流电源冗余的交流供电方式可以提高供电系统的可靠性。由不同的变电站引出两路电源，当一路出现故障时，两路电源间能进行自动切换。双交流电源冗余技术能够在低压时对系统进行保护，并实现两路电源的自动切换。

3.2 UPS电源的冗余设计

UPS电源的使用能够对计算机起到很好的保护作用。虽然UPS具有很好的安全性，但在供电条件发生变化时，某些因素也会使其发生故障，包括本身电器装置的老化、某个元件提前失效等。采用双机热备（冗余技术）可以使DCS控制系统的稳定性和可靠性得到保证，而且DCS控制系统是整个设备系统的核心装置。两台UPS交流电源分别是主机（1#UPS）和备用机（2#UPS），后者的输出端可接至前者的旁路电源输入端，两个主机的电源输入可以采用一个市电电源。一开始，由主机为控制系统供电。如果主机遇到问题无法正常供电，就会自动切换至备用机，由备用机继续为控制系统供电。当主机能够再次作业时，相应的开关就会自动由备用机转到主机上，这样，主机又能够继续为控制系统供电了。为了保证切换中供电的持续性，需要利用严密的电路对静态开关的切换进行控制。