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GBT 7251.8-2020 低压成套开关设备和控制设备 第8部分：智能型成套设备通用技术要求.pdfGB/T 7251.82020
成套设备系统中主站应能通过上位机远程调节各从站设定值、特性曲线、控制权限等。如对某一回 路断路器进行参数设定等。 具体可遥调的功能应根据用户需要确定
8.2.6实时控制功能
对特定的控制对象（从站）能进行自动控制SN/T 5387-2021 莴苣花叶病毒检疫鉴定方法，满足从站对可靠性和响应时间的要求，并应符合 [EC61784（所有部分）的规定
8.2.7网络和系统安全
智能型成套设备应满足GB/T35673一2017中规定的网络和系统安全要求和安全等级。
智能型成套设备在结构上应满足产品电气性能的要求，并考虑其中自动化系统的安装与调试以及 运行的可靠性；考虑通信电缆与母线系统和动力电缆分开布置的空间，使通信电缆尽可能远离母线或与 母线垂直走向。
柜体应有辅助电缆隔室或在电缆隔室内配置独立的空间用于布置各种控制信号线和作为通信电缆 通道，且该隔室应远离主回路或大电流母线。在辅助电缆隔室中还应留有安装通信接口器件、连接端 子、电源模块等的空间。通信电缆应使用屏蔽线并尽可能与其他控制信号线分开布置。 应有专门隔室用于安装系统中控制器件，如PLC、控制电源等
对于抽出式结构，设计的结构中应能安装电气联锁用的器件，如微动开关等，以保证系统在试验 分离位置时的电气相互联锁，防止误操作。进行插件连接时，应保证系统在各位置之间的动作 件的影响，并确保在连接位置和试验位置的通信功能正常
智能型成套设备的系统应根据控 担体数器件理成整系统。效 于有线的通信方式，每柜内应至少留有 间的通信连接应通过通信端口。 系统（采用现场总线）带有总线连接器时 择的波特率相适应
8.4.2元器件的选择
系统方案由系统的一次、二次方案图组成，应按照要求及现场配电的规划来进行。应选择合适 件。如塑壳断路器，可以选用脱扣器带通信接口的断路器；也可以选用普通的塑壳断路器，通过酉 当的传感器、通信模块实现对塑壳断路器进行监控 其他器件，如电动机控制器、总线连接器等应满足用户及所用的通信方式的要求
GB/T7251.8—20208.4.3系统配置智能型成套设备系统配置示例见图1。控制器上位机蜂窝移动终端云端服务器Q主站从站控制器PLC调速装置电动机控制软起动器与保护器件断路器分布式I/O智能网络仪表图1系统配置示例系统可以配备人机界面（IPC、HMI等），操作值班人员能通过人机界面来实现8.2中的功能。如果含有软起动器、调速装置等传动设备，在智能型成套设备系统中可以将这些现场设备的控制通过本系统来实现，这时系统中所选择的总线应同时满足传动设备系统的要求。当系统要求大量的、远距离电气联锁控制时，所选择的分布式1/O单元应与现场总线兼容或带有同一种总线。当多种总线用于同一智能型成套设备时，应能通过网关将不同的总线统一到一种总线系统上。智能型成套设备上云通信，应采用专用通信网关，进行设备认证、注册管理，保证安全连接。可以采用有线、蜂窝网络（3G/4G/5G等）上网方式连接智能型成套设备与云端服务器。传输通道应设置防火墙，并采用加密传输方式，确保信息安全可靠。8.4.4系统软件系统配置有相应的软件，如系统的参数化软件、组态软件、监控软件等，其应配置：a）总线单元（从站）地址；b)主、从站的参数化；c)设置传输速率；d)系统组态；e)各种操作、控制界面；移动终端应用程序（APP）。8.4.5控制电源应采取可靠措施保障网络通信系统所需要的控制电源的可靠性，控制电源应带有雷击、过压保护措施。6
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应符合现场总线设备或其他数字控制设备 出的特殊安装规范以及有关安全指南的 要求。
8.5.2总线器件的布置
智能型成套设备中的总线器件或其他电子器件，应将它们放置在独立的辅助隔室中。安装布置时 应远离母线、大电流开关器件，绝缘距离应符合GB/T7251.1一2013中的要求。
8.5.3.1柜内电缆布置
系统数据传输是基于网络通信电缆。通信电缆及连接应符合有关通信电缆规范要求。通信电缆应 带有抗电磁十扰的屏蔽层，电缆屏蔽层应可靠地接到接地导体上。对于数据芯线，在整个系统中，同 种颜色的芯线应连接到同一个颜色对应的端点上。 通信电缆、控制电缆应与动力电缆或母排分开，使通信电缆尽可能远离母线或与母线垂直走向。 在成套设备内，电缆屏蔽层还应根据网络通信设备制造商的要求与通信设备相连，并良好地与接地 导体或导轨连接
8.5.3.2屏蔽及接地
通信电缆的屏蔽层应根据所使用的总线的要求在电缆的一端或两端接地。如果使用环境中有严重 干扰问题，宜使用光纤电缆 接地电缆应采用并联方式并尽可能靠近通信数据电缆；接地电缆应捆扎好以保证大面积区域、高频 下仍有效及较低的阻抗等。 应注意电磁干扰对总线器件的影响，应满足电磁兼容（EMC)所需的要求，同时制造商应按有效的 安全和预防事故的规范进行操作
8.5.3.3连接中继器
应按所选用的网络通信的形式，选择相应类型的中继器。安装中继器时还应符合制造商的规范要 求。中继器应优先安装在成套开关设备内
应符合GB/T7251.1—2013中第9章的要求
[10. 1 一般要求
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10.2.1 一般检查
10.2.1.1柜体结构
安8.3的要求，柜体结构应经初始制造商检查确认
10.2. 1.2 系统配置
满足各自的EMC试验，并有相关试验报告
10.2.1.3装配与布线
.5的要求，装配与布线应经初始制造商检查确认
10.2.2 功能测试
应在电磁兼容性试验期间和试验后分别进行系统功能测试。 首先连接好系统所有的控制设备。在电磁兼容性试验期间和试验后应分别通过上位机进行系统操 作，按8.2的要求测试系统的功能。上位机的参数及功能记录应包括以下方面，如适用： a 设定任意一路进出线断路器的保护特性参数；任意设定一路电机控制回路的保护参数，如电机 过载倍数（或实际电流值）、电机启动控制方式（试验条件允许时）； b 通过上位机对试验回路进行试验操作； c）包含软起动器、调速器的系统控制器应带电机进行启动、调速、制动、正常运行的试验； d）试验中记录任意两个回路的电流、电压值； e）其他制造商产品中提供的功能要求。 以上参数记录或功能应与柜体上仪表或开关显示的参数或功能一致，参数测量准确度等级应不低 于1.0级，有一项不符合可判定为产品功能不合格
合GB/T7251.1一2013中第11章的要求外，还应
根据系统配置的要求，检查元器件以及通信器件是否符合所选通信网络的要求。器件安装、柜体内 布线等应符合8.5的要求。 在设备不带负载或用模拟负载情况下进行试验，用来验证设备8.2的功能要求是否满足用户订货 要求
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附录A （规范性附录） 采用Modbus总线成套设备的附加要求
本附录规定了智能型成套设备中采用Modbus总线构成自动化系统的附加要求
A.2 Modbus 总线
A.2.1Modbus总线概述
A.2.2Modbus总线描述
Modbus协议可以方便地在各种网络体系结构内进行通信，如图A.1所示。 每种设备（PLC、HMI、控制面板、驱动器、运动控制、I/O设备..）都能使用Modbus协议来启动 远程操作。 在串行链路和TCP/IP以太网上能够进行同样的通信。网关能够实现在各种使用Modbus协议的 总线或网络之间的通信
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A.3.5.2拓扑结构
应限制十线电缆的端到端长度。最天长度与波特率、电缆（规格、电容或特性阻抗）、菊花链上的负 数量以及网络配置（2线或4线制）有关。 对于最高波特率为9600bit/s、AWG26（或更粗)规格的电缆来说，其最大长度为1000m。网络长 度可以通过中继器进行扩展。 分支应短，不能超过20m。如果使用n个分支的多端口分支器，每个分支最大长度应限制为40m 除以。
A.3.5.4接地形式
应将“公共端”电路（信号与可选电源的公共端）直接连接到保护地上，最好是整条总线单点接 ，该点可选在主站上或其分支器上
A.3.5.5线路终端
A.3.5.6线路极性偏置
当在RS485平衡线对上没有数据传输时，这个线路没有任何驱动，因此容易受到外部噪声或干扰 的影响。为确保其接收器处于一个稳定状态，在没有数据信号出现时，一些设备需要使总线偏置。 每个Modbus设备都应用文件说明： 该设备是否需要线路极性偏置； 该设备是否已经实现或可以实现这样的线路极性偏置。 如果一个或多个设备需要线路极性偏置，则在该RS485平衡线对上连接一对电阻： D1线上的上拉电阻连接至5V电压； DO线上的下拉电阻连接至公共端。 这些电阻的阻值应在450Q～650Q之间。在串行链路总线上，650Q的电阻值可以允许接入较多 设备
GB/T7251.8—2020A.3.9Modbus串行链路一致性测试Modbus串行链路互操作测试应按GB/T25919.1的规定进行。A.3.10Modbus串行链路互操作测试Modbus串行链路互操作测试应按GB/T25919.2的规定进行。A.4Modbus TCP/IPA.4.1ModbusTCP/IP的通信系统总体通信结构ModbusTCP/IP的通信系统总体通信结构见图A.4和图A.5。ModbusTCP/IP的通信系统可以包括不同类型的设备：连接至TCP/IP网络的ModbusTCP/IP客户机和服务器设备；互连设备，例如：在TCP/IP网络和串行链路子网之间互连的网桥、路由器或网关，该子网允许将Modbus串行链路客户机和服务器终端设备连接起来，Modbus客户机串行链路ModbusModbus客户机客户机客户机TCP/IPTCP/IPTCP/IP网关Modbus TCP/IPModbusModbusModbusModbus服务器服务器服务器服务器TCP/IPTCP/IP串行链路申行链路服务器TCP/IP网关Modbus串行链路图A.4ModbusTCP/IP通信结构ADU附加地址功能码数据差错校验PDU图A.5通用Modbus顿Modbus协议定义了一个与基础通信层无关的简单协议数据单元（PDU）。特定总线或网络上的Modbus协议映射能够在应用数据单元（ADU）上引人一些附加字段。启动Modbus事务处理的客户机建立Modbus应用数据单元。这个功能码向服务器指示执行何种操作。14
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附录B （规范性附录） 采用DeviceNet总线的成套设备的附加要求
DeviceNet总线是适用于工业现场设备的开放总线。本附录规定了智能成套设备中采用 DeviceNet总线构成自动化系统的附加要求
只元 在支线上出现分支结构， 终端电阻应连接到干线的首尾两端。线缆系统中任意两点间的电缆距离不应超过波特率所允许的 最大电缆距离。两点之间的线缆距离包括两点之间的干线及支线长度
B.2.3介质、距离、站点数
DeviceNet使用一个线缆内二对屏蔽双绞线。其中的一对用作差动通信介质，另一对作为设备的 电源线。DeviceNet提供两种不同的电缆：圆形屏蔽线（如粗缆和细缆）和扁平非屏蔽线（如扁平电缆）。 粗缆允许较大的电流和较远距离的通信，细缆可支持简便的布线，粗缆和细缆可以任意组合用于干线或 支线。扁平电缆仅可用于干线。电缆传送数据，距离最大为500m，每个总线最多64个节点。 电缆长度应根据用途的不同分别计算：干线电缆由所有直接连接终端电阻的电缆组成，其他电缆为 支线电缆。电缆长度应符合表B.1的规定
表B.1电缆长度限制
DeviceNet可以容纳64个节点，通常，保留三个节点供扫描仪、PC和新设备使用。节点数受性能 要求和未来扩展性的影响
DeviceNet可以容纳64个节点，通常，保留三个节点供扫描仪、PC和新设备使用。节点数受性能 要求和未来扩展性的影响
63任意编址，但地址编号小的具有较高的优先乡
GB/T18858.3一2012规定的DeviceNet电缆，包含粗缆、细缆和扁平电缆。DeviceNet粗缆、细缆 为五芯屏蔽电缆，其中一对双绞线用于信号传送，另一对双绞线用于电源供给，一根裸线为屏蔽层引出 线。DeviceNet扁平电缆为4根平行电缆，其中两根用于信号传送，另两根用于电源供给。扁平电缆与 用细缆作为干线电缆
一个1212、1%、0.25W的金属薄膜电阻器应连接至主干线的两端。 终端电阻不应包含在设备中
所有连接器应有5个端子：一对信号线、一对电源线、一个屏蔽层。连接器可以是开放型或密闭型。 开放型是可插人式、带机械锁定装置并能防止反插的插头座。密封式的防护级应为IP67，有小型 和微型密封插头供用户选用
见场设备应符合GB/T18858.3—2012和IEC617
DeviceNet系统采用主/从方式通信，现场设备都作为从站，它们向主站提供现场数据和接受招 令，主站负责网络的配置、管理、对从站的定时I/O报文轮询和非周期的显式报文查询 主站主要有两种类型，即PLC单元或PC卡方式。PC卡方式的DeviceNet主站可配置在台式
机、工控PC机或HMI产品内，PLC主站作为PLC的一个智能单元安装在PLC中
B.3.2系统监控软件
上位机通过DeviceNet主站可以获取需要的数据和实现对现场设备的控制。DeviceNet主站已充 分考虑到连接上位机的要求，因此，可以使用各种商业监控软件或自行开发的软件，也可以使用专为 DeviceNet开发的监控软件，以减小系统配置的工作量和提高系统的响应速度
成套设备内各种DeviceNet元器件应符合GB/T18858.3一2012的抗扰性要求 成套设备应能承受GB/T17626.2一2018中试验等级3级：6kV接触放电、8kV空气放电的抗扰 度试验。 成套设备应能承受GB/T17626.4一2018中试验等级3级：电压峰值为2kV、重复频率5kHz、施 加1min的快速瞬变脉冲（5/50ns）抗干扰试验。 成套设备应能承受GB/T17626.5一2019中试验等级3级：开路试验线对线为2kV；试验等级 2级：开路试验线对地为1kV、重复频率1次/min、正负极性各10次的浪涌（冲击）干扰试验
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以太网结构的典型应用举例见图C.2。
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有效传输距离应为1000m，多模光纤在 260m。单个网段中，站点数量上限的理论值为255个，实际使用中，单个网段的站点数量 限宜不超过200个，超出部分可划分于新的虚拟局域网或新的网段
C.2.4布线一般要求
如果电缆一定要穿过电源线，则应以直角连接， 距离高压外壳或射频/微波辐射源，感应加热设备应至少为1.5m。 如果导体位于金属通道或导管中，则通路或导管的每个部分应连接到每个相邻部分，以使其沿其整 个长度具有电连续性， 需要等电位以减少接地回路和噪声侵人。 为环境使用正确的布线组件。 保护电缆和连接器免受意外和/或故意损坏。 网络布线与动力线的间距见表C.2
表C.2网络布线与动力线的间距
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传输速率不得低于100MB
传输速率不得低于100
传输速率不得低于100MB
总线采用超五类工业屏蔽双绞线，接线方式按EIA/TIA568B的规定，即：1橙白、2橙、3绿白、 4蓝、5蓝白、6绿、7棕白、8棕。绝缘电压应为600VAC。工作温度应为一20℃～80℃（一4F~ 176°F）。接线的色彩标记见表C.5。
表C.5接线的色彩标记
智能设备应有明确的指示，用发光二极管LED或液晶屏幕指示通信状态、设备的运行状 备的故障。
C.3.1扫描设备（Scanner）
扫描器可作为报文的发起者发送显式报文或I/O报文，如PLC、I/O扫描器、交换机等。
C.3.2适配设备（Adapter）
适配器集成I/O报文传输的功能。在网络中，适配器作为目标设备进行通信。一般用于简单 设备，如马达保护器、变频器、软起动器等
成套设备应能承受GB/T17626.2一2018中试验等级3级：6kV接触放电、8kV空气放电的抗 试验。 成套设备应能承受GB/T17626.4一2018中试验等级3级：电压峰值为2kV、重复频率5kHz、施 加1min的快速瞬变脉冲（5/50ns）抗干扰试验。 成套设备应能承受GB/T17626.5一2019中试验等级3级：开路试验线对线为2kV；试验等级 2级：开路试验线对地为1kV、重复频率1次/min、正负极性各10次的浪涌（冲击）干扰试验
设备安装检修宜符合以下规定： a）设备安装完成后应免组态，可在线读取状态、参数GB/T 2881-2014 工业硅，在线进行参数设定 b）添加拆除设备时，应能不影响其他设置的正常通信及运行； c）设备替换后，参数应可从上位机自动下载，无需另外配置。
设备安装检修宜符合以下规定： a）设备安装完成后应免组态，可在线读取状态、参数，在线进行参数设定； b）添加拆除设备时，应能不影响其他设置的正常通信及运行； ）设备替换后，参数应可从上位机自动下载，无需另外配置。
符合IEC61158（所有部分）中关于TYPE3的要
导线媒体采用直线型总线，在两端终止，无分支。在计算总电缆长度时应考虑包括短接线长度 的和。 光纤媒体采用星型、环型、线型以 结构（树形）
D.2.3介质、距离、站点数
采用屏蔽双绞线，无中继器时总线长度小于或等于1200m，长度与数据速率和电缆类型有关，见 表D.1。32个站点。 数据速率支持9.6kbit/s、19.2kbit/s、45.45kbit/s、93.75kbit/s、187.5kbit/s、500kbit/s、 L500khit/s.3.000khit/s.6000khit/s.12.000khit/s.也可支持其他数据速率
SL 213-2012 水利工程代码编制规范表D.1不同传输速率下的最大电缆长度