dcs接地系统初探

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1、DCS接地系统初探　　(内蒙古京能富祥发电有限责任公司，内蒙古呼和浩特010010) 　　摘要：文章分析了接地系统对DCS干扰的成因，并提出了改进方法。 关键词：DCS；接地；屏蔽 　　中图分类号：TM727文献标识码：A文章编号：[HTK]1007—6921(XX)07—0232—02 　　随着科学技术的发展，热工自动化水平的提高，分散控制系统(DCS)已在国内各电厂中得到广泛应用，DCS控制系统的可靠性直接影响到发电机组的安全、经济运行。由于DSC设备大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境

2、中，而其输入输出信号多有为弱电信号，因此DCS系统的合理可靠接地已成为DCS系统重要内容之一，要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题。 1接地系统干扰DCS的因素分析 　　DCS系统接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是DCS控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。 　　在一般情况下，DCS控制系统需要两种接地：保护地和工作地。保护地是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。DCS系统所有的操作员机柜、现场控制站机柜、打

3、印机、端子柜等均应接保护地。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正负5伏、正负12伏的负端。屏蔽地也叫模拟地，它可以把现场信号传输时所受到的干扰屏蔽掉，以提高信号精度。DCS系统中信号电缆的屏蔽层应做屏蔽接地。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。 　　如果这些接地系统混乱使得DCS系统的各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例

4、如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。 　　此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其他接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响DCS内逻辑电路和模拟电路的正常工作。DCS工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响DCS的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电

5、位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。 　　由此可见当进入DCS系统的信号、供电电源或DCS系统设备本身出现问题时，有效的接地系统能承受过载电流并可以迅速将过载电流导入大地，并为DCS提供屏蔽层，消除电子噪声干扰，并为整个控制系统提供公共信号参考点。因此，完善、可靠、正确的接地成为DCS系统能够安全、可靠和良好运行的关键。 　　DCS系统一般有三种接地方式：利用电气接地网作为DCS接地网，即与电气接地网共地；设DCS系统专用独立的接地网；设DCS专用接地网，经接地线、再接至电气接地网

6、。由于第三种接地方式与第二种接地方式有较多相同处，计算机或DCS系统过去曾经较多的采用过专用的接地网。但这种接地方式存在的缺点是：占地面积太大，投资高，电缆及接地网钢材耗量大，距厂房有相当的距离(因不易在厂房内找到合适的位置)，管理、维护、测量及查找接地极和接地线不方便，且效果不甚良好。近年来，电厂DCS多使用电气接地网作为DCS系统的公共接地极接地，且效果良好。使用厂区电气接地网当着DCS系统的公共接地极，其对地分布电阻必须＜4Ω，如有本安地时对地分布电阻应＜1Ω，接地总干线的线路阻抗＜0.1Ω，如厂区电气接地网

7、接地电阻较大或杂乱时，应独立设置接地系统作为DCS系统的公共接地极。 　　对于DCS接地极应应遵循下面的原则：①接地极周围15m内无避雷地的接入点，10m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。②电焊地切勿与公共接地极及其接地网搭接在一起，二者应距离以上。③接地极最好埋在距建筑物10～15m远处。 　　不同系统制造商的DCS系统设备的接地的连接方式因其系统结构不同而有所差别，施工维护中应严格按系统制造商要求操作，但有一点

8、应引起足够重视，设备的各种类型的地及不同设备之间的接地电位应一致，常用的作法是设置汇流排，将所有地接到一起，然后再统一入大地。如图1所示。 　　根据有关技术规定要求，计算机或DCS系统信号电缆的屏蔽层不得浮空，必须接地，其接地方式应符合下列规定：① 　　当信号源浮空时，屏蔽层应在计算机侧接地；②当信号源接地时，屏蔽层应在信号源侧接地；③当放大器浮空时，