【課題背景】：隨著火電機(jī)組容量不斷攀升，各廠家DCS控制系統(tǒng)也是日新月異，如何做好系統(tǒng)接地便成了DCS穩(wěn)定運(yùn)行的前提。本文闡述怎樣才能使DCS接地更加可靠，以經(jīng)受機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的考驗(yàn)。
　　【課題內(nèi)容】：1DCS及控制系統(tǒng)接地概述
　　2DCS系統(tǒng)接地方式
　　3DCS系統(tǒng)的接地原則
　　4DCS接地容易出現(xiàn)的問題及應(yīng)對(duì)措施
　　【正文】：
　　一、DCS（TotalDistributedControlSystem分散控制系統(tǒng))接地概述
　　1．1DCS系統(tǒng)接地的重要性
　　DCS系統(tǒng)的可靠接地,是保證電廠DCS安全,可靠運(yùn)行的首要條件。合理準(zhǔn)確的接地是保證集散控制系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信暢通的重要前提�？刂葡到y(tǒng)的接地是為了給整個(gè)系統(tǒng)提供一個(gè)統(tǒng)一的、公共的、以大地為零的基準(zhǔn)電壓參考點(diǎn)。當(dāng)供電或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，通過有效地接地系統(tǒng)承受過載電流，并迅速傳至大地。還可以為DCS設(shè)備提供屏蔽、消除干擾。因此，正確的接地是保證控制系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、安全運(yùn)行的關(guān)鍵之一。
　　1．2DCS系統(tǒng)接地分類
　　在一般情況下，DCS控制系統(tǒng)需要兩種接地：保護(hù)地和工作地（邏輯地、屏蔽地等）。對(duì)于裝有安全柵防爆措施的系統(tǒng)如化工行業(yè)所用的系統(tǒng)，還要求有本安地。
　　（1）保護(hù)地（CG，CabinetGrounding）是為了防止設(shè)備外殼的靜電荷積累、避免造成人身傷害而采取的保護(hù)措施。儀表盤、儀表柜、儀表箱、PLC及DCS機(jī)柜、操作站及輔助設(shè)備、供電盤、供電箱、接線盒、電纜槽、電纜托盤、穿線管、鎧裝電纜的鎧裝護(hù)層等均應(yīng)接保護(hù)地。保護(hù)地應(yīng)接至廠區(qū)電氣專業(yè)接地網(wǎng)，接地電阻小于4Ω。
　�。�2）邏輯地：也叫機(jī)器邏輯地、主機(jī)電源地，是計(jì)算機(jī)內(nèi)部的邏輯電平負(fù)端公共地，也是+5V等的電源輸出地。如CPU的正負(fù)5伏、正負(fù)12伏的負(fù)端。需要接入公共接地極。
　�。�3）屏蔽地（AG，AnalogGrounding）也叫模擬地，它可以把現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳輸時(shí)所受到的干擾屏蔽掉，以提高信號(hào)精度。DCS系統(tǒng)中信號(hào)電纜的屏蔽層應(yīng)做屏蔽接地。線纜屏蔽層必須一端接地，除信號(hào)源本身接地者外，屏蔽接地應(yīng)在控制室側(cè)實(shí)施，防止形成閉合回路干擾。鎧裝電纜的金屬鎧不應(yīng)作為屏蔽保護(hù)接地，必須是銅絲網(wǎng)或鍍鋁屏蔽層接地,屏蔽地應(yīng)接入公共接地極。
　�。�4）本安地應(yīng)獨(dú)立設(shè)置接地系統(tǒng)，接地電阻小于4Ω。本安地的接地系統(tǒng)應(yīng)保持獨(dú)立，與廠區(qū)電氣地網(wǎng)或其它儀表系統(tǒng)接地網(wǎng)的距離應(yīng)在5m以上。
　　二、DCS系統(tǒng)接地方式
　　2．1利用電氣接地網(wǎng)作為DCS接地網(wǎng)，即與電氣接地網(wǎng)共地；
　　要求是無本安地接入電氣接地網(wǎng)的對(duì)地分布電阻小于4Ω，有本安地的小于1Ω，接地總干線的線路阻抗小于0.1Ω；接地極周圍15米內(nèi)無避雷地的接入點(diǎn)，無30KW以上的高低壓用電設(shè)備外殼的接入點(diǎn)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)無法滿足該條件時(shí)，防雷保護(hù)地通過避雷器/沖擊波抑制器與公共接地極的主干線相連。電焊地切勿與公共接地極及其接地網(wǎng)搭接在一起，二者應(yīng)距離10米以上。
　　2．2設(shè)DCS系統(tǒng)專用獨(dú)立的接地網(wǎng)；
　　2．3設(shè)DCS專用接地網(wǎng)，經(jīng)接地線、再接至電氣接地網(wǎng)；
　　由于第三種接地方式與第二種接地方式有較多相同處，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，以往計(jì)算機(jī)或DCS系統(tǒng)曾經(jīng)較多的采用過專用的接地網(wǎng)，但這種接地方式存在的缺點(diǎn)是：占地面積太大，投資高，電纜及接地網(wǎng)鋼材耗量大，距廠房有相當(dāng)?shù)木嚯x(因不易在廠房?jī)?nèi)找到合適的位置)，管理、維護(hù)、測(cè)量及查找接地極和接地線不方便，且效果不甚良好。
　　2．4遠(yuǎn)程I/O柜接地方式
　　分散布置DCS系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制站分散到現(xiàn)場(chǎng)，而操作員站位于不同的控制室，分散直徑在500米的范圍內(nèi)，各站點(diǎn)間使用多模光纖或5類雙絞線或DP屏蔽雙絞線等連接。使用光纖連接的站點(diǎn)，各站點(diǎn)內(nèi)的接地方法同集中布置的DCS設(shè)備；使用5類雙絞線或DP屏蔽雙絞線連接的站點(diǎn)：控制室的各類地線先連接到公共連接板，公共連接板通過接地總干線與公共接地極相連。從公共接地極看過去，整個(gè)接地網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)星型結(jié)構(gòu)。使用5類雙絞線或DP屏蔽雙絞線兩頭通過網(wǎng)絡(luò)浪涌保護(hù)設(shè)備（信號(hào)避雷器、通流量不小于5KA）與DCS的SWITCH、HUB、REPEAT、或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連。兩邊的站點(diǎn)有各自的公共接地極，二者不必有金屬連接，各站點(diǎn)的接地方法同集中布置的DCS設(shè)備。5類雙絞線或DP屏蔽雙絞線必須穿鍍鋅鋼管或金屬橋架敷設(shè)，鋼管或橋架必須可靠接地。當(dāng)雷擊，或者電氣事故造成兩邊地電位差過大時(shí)，信號(hào)避雷器可以保護(hù)兩邊的設(shè)備。
　　三、DCS系統(tǒng)的接地原則
　　3．1DCS系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)設(shè)置的接地裝置
　�。�1）操作臺(tái)、打印臺(tái)、服務(wù)器柜：設(shè)有保護(hù)地螺釘。
　　（2）繼電器柜、UPS柜、配電柜：設(shè)有保護(hù)地螺釘。
　�。�3）DCS的I/O機(jī)柜：設(shè)有屏蔽接地匯流排，保護(hù)地螺釘。系統(tǒng)地(+24V地)懸浮。
　�。�4）儀表柜、手操盤臺(tái)：設(shè)有屏蔽地接地匯流排，保護(hù)地螺釘。
　�。�5）安全柵柜：設(shè)有屏蔽地接地匯流排，本安地接地匯流排，保護(hù)地螺釘。
　　3．2信號(hào)屏蔽及其接地。根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)定要求，計(jì)算機(jī)或DCS系統(tǒng)信號(hào)電纜的屏蔽層不得浮空，必須接地，其接地方式應(yīng)符合下列規(guī)定：
　　（1）當(dāng)信號(hào)源浮空時(shí)，屏蔽層應(yīng)在計(jì)算機(jī)側(cè)接地；
　�。�2）當(dāng)信號(hào)源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)源側(cè)接地；
　　（3）當(dāng)放大器浮空時(shí)，屏蔽層的一端與屏蔽罩相連，另一端宜接共模地(當(dāng)信號(hào)源接地時(shí)，接信號(hào)地。當(dāng)信號(hào)源浮空時(shí)接現(xiàn)場(chǎng)地)。
　�。�4）當(dāng)屏蔽電纜途經(jīng)接線盒分?jǐn)嗷蚝喜�時(shí)，應(yīng)在接線盒內(nèi)將其兩端電纜的屏蔽層連接。
　　3．3DCS系統(tǒng)接地電纜及信號(hào)電纜的選擇與敷設(shè)。
　　電纜的合理選型和布設(shè)可以有效地減少外部環(huán)境對(duì)信號(hào)的干擾以及各種電纜之間的相互干擾，提高DCS系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。信號(hào)分類見下表：
　　

　�。�1）選型應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，這些在設(shè)計(jì)圖紙中一般有明確表示�？偟脑瓌t是根據(jù)設(shè)計(jì)選擇合適電纜，接地應(yīng)采用多股銅芯絕緣電線或電纜，特別注意對(duì)截面積、阻燃等的要求。為了提高DCS系統(tǒng)的抗干擾能力，對(duì)于Ⅰ類信號(hào)電纜，必須采用屏蔽電纜，有條件時(shí)最好采用屏蔽雙絞電纜；對(duì)于Ⅱ類信號(hào)，盡可能采用屏蔽電纜，其中Ⅱ類信號(hào)中用于控制、聯(lián)鎖的模入模出信號(hào)、開入信號(hào)，必須采用屏蔽電纜，有條件時(shí)最好采用屏蔽雙絞電纜；對(duì)于Ⅲ類信號(hào)，最好為屏蔽雙絞電纜；對(duì)于Ⅳ類信號(hào)，有條件時(shí)建議采用屏蔽雙絞電纜。
　�。�2）布線時(shí)，對(duì)于Ⅳ類信號(hào)嚴(yán)禁與Ⅰ、Ⅱ類信號(hào)捆在一起走線，應(yīng)作為220V電源線處理，與電源電纜一起走線，對(duì)于Ⅲ類信號(hào)，允許與220V電源線一起走線（即與Ⅳ類信號(hào)相同），也可以與Ⅰ、Ⅱ類信號(hào)一起走線。但在后者情況下Ⅲ類信號(hào)必須采用屏蔽電纜，最好為屏蔽雙絞電纜，且與Ⅰ、Ⅱ類信號(hào)電纜相距15cm以上。絕對(duì)禁止大功率的開關(guān)量輸出信號(hào)線、電源線、動(dòng)力線等電纜與直接進(jìn)入DCS系統(tǒng)的Ⅰ、Ⅱ類信號(hào)電纜并行捆綁，絕對(duì)禁止采用一根多芯電纜中的部份芯線用于傳輸Ⅰ類或Ⅱ類的信號(hào)，另外部分芯線用于傳輸Ⅲ類或Ⅳ類信號(hào)，嚴(yán)禁同一信號(hào)的幾芯線分布在不同的幾條電纜中（如三線制的熱電阻）；如果信號(hào)電纜和電源電纜之間的間距小于15cm時(shí)，必須在信號(hào)電纜和電源電纜之間設(shè)置屏蔽用的金屬隔板，并將隔板接地。接地電纜可與Ⅰ、Ⅱ類信號(hào)電纜一塊布線。
　　四、DCS接地容易出現(xiàn)的問題及應(yīng)對(duì)措施
　　經(jīng)驗(yàn)表明，在調(diào)試、試運(yùn)階段，很多熱控系統(tǒng)的故障是由于接地不當(dāng)引起的。
　

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