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1、自动化控制 A u t o ma t ic C o n t r o 【 关键词 】 D C S 保护地防静 电接地防雷接 地 接 地母排 接 地 电阻 直流电源负端接地 目前分布式 控制系统 DC S己经成 为工厂 控制 中的重要控制系统 ，从控制系统风险 的角 度来保证分布式控制系统 的安全 ，促其有效运 行 ，是保证 工厂安全稳定运营 的关键 ，所 以， 全面 提升 分布式控 制系 统 DCS的安全性能 ， 己成为工厂发展过程 中以待解 决的技术 问题 。 在 以往 DC S设计使用 不 当所 引起 的各种 问题 中，DC S按地 所 引起 的 问题也 不可 忽视 。本 文从 DC S接地
2、角度 出发 ，论述 DCS接地方法， 分析由 DCS接地引起 的质量 问题。 1 D O S 系统接地的主要目的 DCS系 统接地 不仅 能够 抑制干 扰 ，而 且 能有效提高控制系统接地端的安全性，例如通 过静电屏蔽层接地可一 艮 好的抑制瞬变的 电场 干扰。相反如果电磁屏蔽导体没有有效的接 地 措旋，就会容易增强静 电耦合 ，从而产生负静 电屏蔽效应 。还会加强影响对系统的干扰 。系 统 中的切换操作所产生 的系统 内部 的干扰 ，通 过适当的接地处理， 可以抑 制这些干扰 的产生 。 另外 ，通过接地可 以消除或减少系统 的各个部 分之间的 电位差干扰。 2 D O S 常见的接地类型
3、( 1 ) 保 护接地 ：保护性接 地 中主 要对象 是 控制系 统的盘 、操作 台、机柜 、电气设备等 ， 仪 表及 控制 系统 的外 露导 电部分 应做 保护接 地 。 ( 2 1 工作接 地：包括 信号 电路接地、 屏蔽 接地。使用接地，可 以减少 电磁干扰 。屏蔽 电 缆、排气路 由、屏幕组件，如屏蔽接地 ，屏蔽 接 地端 子应 该是 一个 单 点。DC S控制 系统 的 工作原理的单点接地，就是一个独特的组合接 地基准 。 ( 3 ) 本安 系统接地 ：采用 隔离栅 的本 安系 统不需要专 门接地，采用齐纳式安全栅的本安 系统要 设置接 地连接 系统。 ( 4 ) 防静 电接地 控制
4、系统控制室、 机柜室、 D C S分布式控制系统接地 文 王小彦 工程 师站 室，导静 电地面 、活动地板上 的桌子 等 ，必须考虑 防静 电接地 。己作 了保护接地和 工作接地 的设备 ，不 需要静 电接地。 ( 5 1 防雷接地 防雷分布式控制系统 ， 信 号、 通信和电源线从室外铺 设进入 室内时，需要设 置防雷接地 连接 。 3接地系统的主要组成 接地连接 和接地 装置：在 D CS分 布式控 制系统的接地系统中由两部分组成：首先，接 地连接包括 ：接地汇流排、接地连线、接地干 线、接地分干线、接地汇总板等。其次，接地 装置包括 ： 接 地总干线、总接地板 、接地极 等 见附 图 1所
5、示。 图 1 DC S分布式控 制系统的接 地连接使用 分 类汇总，最终是一点地平面连接。建筑物或设 备的金属结构，基本钢种、金属设备、管道、 进线 、配 电箱 的 P E ( 保护 性接地 )母排 ，形 成等 电位连接，各类控制系统的接地应汇总到 地上 ，总 的是实现等 电位连接 ，接地装置与 电 气设备 的组合与大地连接 。但是 ，控制系统接 地 点和连接避雷针 ，高 电流或高 电压设备接地 点需要保持 l 5米 以上的距 离，或者说控 制系 统接地 点周 围 1 5米 内不得有 大的 电流 接地。 如 果现场 条件 没有 形成 一个有 限 的等 电位 连 接 ，控制系统可 以单独使用接地
6、，应避开 电气 接 地 l 5米。使用 一个单独 的地面 ，依 然采用 分类汇总的方式连接，严禁在各种地面接入交 换机或保 险丝 。 4接地连接的方法 f 1 ) 对控制 台、柜等接地方法 ：在对控 制 台、柜进行接点时应首先将保护接地母排和工 作接地母排设置 。控制 系统通过各 自的接地端 子和屏 蔽保护接 地端 子连接 到保护接 地母排 和 工作接地 母线 。如果系统的通信线 路没有 电隔 离装置 ，远程 站 ( 控 制站，操 作员站 )工作接 地板应该被连接到主的控制系统接地板上；保 护接地总线汇总起来，接到最近的 电气保护接 匕。 2 6 2电子技术与软件工程E le c t r o
7、n i c T e c h n o l o g y &S o f t w a r e E n g i n e e r i n g ( 2 ) 现场仪表接地连接方法 ：各接地线 、 接地干线、接地汇流排除正常的连接外，应是 绝缘 的。信号屏蔽侧 接地应 是单 点接地 。 ( 3 ) 接地 线与接地 标志，接地 线长度 如果 超过 l O m或在强磁场的设备周围， 应采取措施， 屏蔽接地线采用钢的抗磨损保护 ，或使用屏蔽 电缆 。如果接地线和室外步行距离超过 l米， 应该是双层屏蔽 ，内单点接地与地面的外端， 防止雷 电电磁脉冲干扰。接地线颜色分类，接 地系统 的颜色应该是绿色或黄色。 5接地连接
8、要求 DCS接地 电阻是指从 D CS控 制系统总 的 接地 板到 大地之 间 的电阻 。D CS控 制系 统总 的接地板 到地面接地 极之 间应 采用大于 2 2平 方毫米的铜质接地带屏蔽导体连接，导线电阻 应 小于 I欧，般称作总接地母线 。总接地母 线两端 的接地板 对地绝对 电阻对 DC S品质都 有干扰。因此地面接地极 的选址 就显得非常重 要，海拔 1 8 0 0米 以上的地 面接地 极的选址应 该经 过 DCS厂家 的认可 。D CS控 制系统 的接 地 电阻高频接地 电阻一般应小于 4欧，也有 高 于 l O欧姆的 D CS产 品。 6直流电源负端接地 一般情 况，直流 电源
9、的外 壳采 取保 护接 地 ，直流 电源的负端应该采取悬空设计 。 有 些项 目为 了满足 系统 中统 一零 电位 要 求，采取 直流负端接工作地 的方 式。直流 电源 的实 际正 负线 回路 往往 距离 大 的电压端 子很 近，因现场接线失误，容易将 高电压信 号从直 流线路 回路 引入到 D CS系统直流 回路 。如 果 直流 电源负端悬空设计，高电压信号没有形成 放 电回路 ，不容易发生事故；如果直流电源负 端接地设计，高 电压信号就会找到放 电回路， 引起端子板故障或卡件故障 。这种情况在系统 调试阶段容 易发生 ，投运之后很少发生。 7总结 在 D CS项 目实施之前 ，首先要对 DC S接 地 系统进行设计 、测量 。不 同的 电子设备最终 会 公用地 面统一接 地 网，这 就要求 DC S系统 不 仅其 内部 要有严 格 的接地 规 范，而且要 对 DCS 系统外部 电子设备的接地采取兼容措施 ， 这 是 目前 市场 的普 遍 需求。本文 从 DC S接地 角度 出发，论述 了各种 DC S接 地设计 中 的各 种接地方法，DC S工作者在分析 DCS故障时， 希望能给 以帮助 。 作者单位 横 河电机 ( 中国 )有 限公 司西安分公 司 陕西 省西安市7 1 0 0 7 5
