浅析计算机控制系统接地技术与原理--论坛专家

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1、浅析计算机控制系统接地技术与原理--论坛专家现代的建筑物内存在多种接地，如防雷接地、电气安全接地、交流电源工作接地、通信及计算机控制系统接地等。其中，计算机控制系统的接地种类最为复杂，在计算机控制系统中，为防止杂散分布电容耦合、静电及冲击电流的影响，保证计算机控制系统稳定可靠的工作，保证操作人员的安全，建立一个良好的接地系统是十分必要的。在计算机系统接地中，各功能的接地有六种之多，这些接地既相互联系，又相互排斥，所以，在设计时，处理得是否正确，将直接影响系统的正常工作和施工进度。为避免这种情况，需注意下面两个方面：(1)接地点是否正确，正

2、确的接地方式可防止控制系统各部分的串扰;(2)接地是否牢固，尽量使各接地点处于零阻抗，以减少接地线上的电压降。　　1计算机控制系统接地种类及作用　　按《电子计算机房设计规范》(gb50174-93)规定：“电子计算机机房的接地一般有四种，交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷保护接地等四种接地宜共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值确定”。计算机接地系统的种类按其接地功能不同可分为两大类：工作接地和保护接地。　　1.1工作接地：　　(1)直流工作接地：①悬浮接地;②直接接地：串联接地、并联接地、网络接地;③数字地和模拟地。(2)

3、交流工作接地。　　1.2保护接地：(1)安全保护接地：①屏蔽接地;②静电接地。(2)防雷保护接地。下面针对上述的各种接地方式依次进行分析：　　1.2.1直流工作接地　　这里的直流地是指计算机控制系统中的直流电源的地线，就是计算机本身的逻辑参考地，即计算机控制系统中的数字电路的等电位地;放大器1采样/保持器以及a/d转换器输入信号的零电位(称为模拟地);传感器的地(称为信号地)，目的是保证控制系统电路工作时有一个统一的基准电位，不致因零电位浮动而引起信号的误差，在具备统一的基准电位时，还可防止外界电磁场干扰。这个基准电位点(面)对整个系统来

4、说是一个参考面，不一定就是大地零电位，本身可能带电，此等电位点又称“工作地”。这个“工作地”只是用来描述具有零伏电位的有关系统接到基准点、线或平面上，由于零电流接地故障和短路电流的短时出现，该零伏电位基准点、线或平面对远处的大地来讲，可能具有很高的电位，但对有关系统来说，仍然是零伏电位。　　(1)悬浮接地：当该“工作地”不直接地时，称为悬浮接地，当“工作地”与大地之间的绝缘电阻值大于1mw时，可以认为直流工作接地是悬浮的。其优点是可以避免电路之间产生导电性电磁干扰，这产生地环路和电气噪声。适用于：杂散分布电容耦合通路可忽略不计和频率较低的

5、情况;　　(2)直接接地：当该“工作地”经一低阻抗通路接至大地时，称为直接接地。当悬浮接地不满足上述条件时，就必须采用其它的接地形式。通常采用直流直接接地的作法，直流地的接地电阻原则上越小越好，就目前国内外生产的计算机看，一般小于1w，对此处理主要有三种方法：①串联接地：将计算机控制系统中各设备的直流工作接地以串联的方式接至“直流地”母线上。②并联接地：将计算机控制系统中各设备的直流地并联接至“直流地”母线上;③网络接地：就是利用一定面积的铜排，在活动地板下组成铜排网络。为了保证绝缘，铜排网下需垫2-3mm厚的绝缘橡皮或其它绝缘物体。各设

6、备的直流工作接地接至网络，同时网络与接地体相连。当网络边长等于30mhz波长，0.5m时，对从直流到30mhz的所有频率，在接地网上任何两点之间几乎没有电位差。以上三种接地方式的采用，应根据机房面积、计算机的工作性质、干扰源的情况和计算机厂家安装要求等实际情况综合加以确定;　　(3)数字地和模拟地：在计算机控制系统中，数字地和模拟地都是直流工作地，但在系统内部必须分别接地。即使同一芯片上有两种地也要分别进行接地，然后仅在一点处把两种地连接起来。否则，数字回路通过模拟电路的地线再返回到数字电，将会对模拟信号产生影响。　　1.2.2交流工作接

7、地　　交流工作接地又称功率地，是控制系统中交流电源及交流大电流电路的接地，其性质和电力系统中的工作是一样的，实际上就是低压电力系统中，交流电力变压器地，它属于大电流系统的地，这样做的目的只有一个：安全。这个地有两个作用：(1)通过低阻抗导体把所有设备连接在一起，并把这个系统接到接地装置上去，于是，所有设备具有同样的电位，且此电位是地电位。这样，即使在故障状态下，任何两个暴露的非带电的金属之间或非带电金属与地之间，都不存在不安全的电位差;　　(2)设备接地为故障电流提供了一条安全的低阻抗返回通路，可以让过电流装置快速切除故障，使损坏减至最小

8、。同时，又保证电路的干扰信号泄漏到大地中，不致干扰灵敏的信号电路或测量回路。对于直流地来说，它是噪声地。我国通用电气规程规定：交流工作地的接地电阻应小于4ω。　　1.2.3保护接地　　保护接地