摘要：DCS系統(tǒng)合理、可靠的接地，是DCS系統(tǒng)非常重要的內(nèi)容。為了保證DCS系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制精度和安全、可靠地運(yùn)行，必須對(duì)系統(tǒng)接地方式、接地要求、信號(hào)屏蔽、接地線截面選擇、接地極設(shè)計(jì)、接地箱布置等方面，進(jìn)行認(rèn)真設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌考慮。
　　關(guān)鍵詞：DCS系統(tǒng)；接地
　　
　　當(dāng)進(jìn)入DCS系統(tǒng)的信號(hào)、供電電源或DCS系統(tǒng)本身出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，有效的接地系統(tǒng)可以迅速將過(guò)載電流導(dǎo)入大地，避免對(duì)人員的觸電傷害和設(shè)備的損壞。接地系統(tǒng)還能夠?yàn)镮/O信號(hào)提供屏蔽，消除電子噪聲干擾，防止設(shè)備外殼帶電或靜電積累，避免造成人員的觸電傷害及設(shè)備的損壞。
　　1DCS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。
　　1.1保護(hù)地保護(hù)接地是將DCS系統(tǒng)中平時(shí)不帶電的金屬部分（機(jī)柜外殼，操作臺(tái)外殼等)與地之間形成良好的導(dǎo)電連接，以保護(hù)設(shè)備和人身安全。原因是DCS的供電是強(qiáng)電供電（220V或11OV），通常情況下機(jī)殼等是不帶電的，當(dāng)故障發(fā)生（如主機(jī)電源故障或其它故障）造成電源的供電火線與外殼等導(dǎo)電金屬部件短路時(shí)，這些金屬部件或外殼就形成了帶電體，如果沒(méi)有很好的接地，那么這帶電體和地之間就有很高的電位差，如果人不小心觸到這些帶電體，那么就會(huì)通過(guò)人身形成通路，產(chǎn)生危險(xiǎn)。因此，必須將金屬外殼和地之間作很好的連接，使機(jī)殼和地等電位。此外，保護(hù)接地還可以防止靜電的積聚。
　　DCS系統(tǒng)所有的操作員機(jī)柜、現(xiàn)場(chǎng)控制站機(jī)柜、打印機(jī)、端子柜等均應(yīng)接保護(hù)地。
　　1.2工作地工作接地是為了使DCS以及與之相連的儀表均能可靠運(yùn)行并保證測(cè)量和控制精度而設(shè)的接地。不同資料對(duì)工作接地的分類和表述不同，一般分為邏輯地、信號(hào)地、系統(tǒng)地和屏蔽地。
　　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。
　　信號(hào)地：信號(hào)回路地（現(xiàn)場(chǎng)返回信號(hào)的負(fù)端）。當(dāng)DCS給現(xiàn)場(chǎng)提供24VDC時(shí)，且AI、AO為非隔離式，信號(hào)地就是系統(tǒng)地。當(dāng)由其他設(shè)備提供電源時(shí)，根據(jù)信號(hào)源原理決定是否接入公共接地極。
　　系統(tǒng)地：也叫系統(tǒng)基準(zhǔn)地，通常也是系統(tǒng)電源地（+24V負(fù)端），是為DCS信號(hào)提供的一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。系統(tǒng)地在DCS中，就是給模件供電的24VDC或5VDC的電源地。對(duì)于通道隔離的I/O模塊應(yīng)用場(chǎng)合，它與信號(hào)地是有區(qū)別的，因?yàn)閮烧邲](méi)有電氣聯(lián)系。系統(tǒng)地接地比較復(fù)雜，一般要考慮如下幾種情況：1）信號(hào)在現(xiàn)場(chǎng)側(cè)已經(jīng)接地的情況；2）系統(tǒng)I/O的輸入、輸出在現(xiàn)場(chǎng)接入同一裝置（而裝置的電路原理不明確）的情況。
　　屏蔽地：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，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。
　　1.3本安地是本安儀表或安全柵的接地。這種接地除了抑制干擾外，還有使儀表和系統(tǒng)具有本質(zhì)安全性質(zhì)的措施之一。
　　此外還有防雷接地，屬于電氣專業(yè)研究的內(nèi)容，本文不作討論。
　　
　　2DCS系統(tǒng)一般接地方式
　　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；
　　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，過(guò)去，計(jì)算機(jī)或DCS系統(tǒng)曾經(jīng)較多的采用過(guò)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。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行表明，設(shè)置專用的DCS接地網(wǎng)是既困難又不安全的。
　　3對(duì)公共接地極（網(wǎng)）的要求
　　3.1當(dāng)廠區(qū)電氣接地網(wǎng)對(duì)地分布電阻≤4Ω時(shí)，可將廠區(qū)電氣接地網(wǎng)當(dāng)著DCS系統(tǒng)的公共接地極（網(wǎng)）。
　　3.2當(dāng)廠區(qū)電氣接地網(wǎng)接地電阻較大或雜亂時(shí)，應(yīng)獨(dú)立設(shè)置接地系統(tǒng)，即為DCS系統(tǒng)的公共接地極（網(wǎng)）。
　　3.3沒(méi)有本安地接入的公共接地極（網(wǎng)）的對(duì)地分布電阻小于4歐姆；有本安地的小于1歐姆。接地總干線的線路阻抗小于0.1歐姆。
　　3.4接地極周圍15米內(nèi)無(wú)避雷地的接入點(diǎn)，8米內(nèi)無(wú)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(wú)法滿足該條件時(shí)，防雷保護(hù)地通過(guò)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。
　　
　　4、DCS系統(tǒng)接地的方法
　　DCS系統(tǒng)保護(hù)地和屏蔽地一般單獨(dú)設(shè)置，當(dāng)廠區(qū)電氣專業(yè)接地網(wǎng)接地電阻≤4Ω時(shí)，也可以直接接當(dāng)廠區(qū)電氣接地網(wǎng)，但是在接地連接處20米內(nèi)不能有強(qiáng)的電流輸入點(diǎn)。
　　接地線與現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜之間的連接，接電線與公用連接板之間的連接，接地總干線與公用連接板之間的連接，應(yīng)采用銅質(zhì)螺栓緊固。為保證多股膠合線與螺紋端接觸良好，宜設(shè)置銅制鏟形接線片。
　　4.1信號(hào)屏蔽及其接地
　　4.1.1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：
　　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；
　　當(dāng)信號(hào)源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)源側(cè)接地；
　　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)。
　　4.1.2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。
　　4.1.3DCS系統(tǒng)信號(hào)電纜的選擇與敷設(shè)，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。屏蔽電纜的屏蔽層應(yīng)按以上要求進(jìn)行接地。為了提高DCS系統(tǒng)的抗干擾能力，DCS系統(tǒng)開關(guān)量輸入/輸出信號(hào)，選用阻燃型對(duì)絞銅網(wǎng)屏蔽計(jì)算機(jī)電纜還是比較恰當(dāng)?shù)摹?
　　4.2操作臺(tái)的接地方法
　　操作臺(tái)接地的目的是消除操作站主機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，以維持操作站主機(jī)的正常穩(wěn)定工作。操作臺(tái)出廠時(shí)一般都配置了電源接線板和空氣開關(guān)。
　　給操作臺(tái)敷設(shè)的接地線，一端從地線的公共連接板來(lái)，一端連接到操作臺(tái)柜體的螺釘上，如隔板的固定螺釘。如果電源接線板上的接地端沒(méi)有和操作臺(tái)柜體相連，那么需要人為增加一根電纜將操作站主機(jī)機(jī)殼與柜體相連，電纜一端連接到操作臺(tái)柜體的螺釘上，一端固定在操作站主機(jī)機(jī)殼的螺釘上即可。
　　4.3控制柜接地方法
　　4.3.1總體接地原則
　　把整個(gè)系統(tǒng)盡量區(qū)分為“保護(hù)地”、“屏蔽地”，做到不混用。
　　兩種接地最終處匯入一點(diǎn)接地。
　　接地線連好之后，從I/O控制柜的接地螺釘處和屏蔽地匯流條處測(cè)量的接地電阻應(yīng)<4Ω.
　　4.3.2柜內(nèi)接地的連接
　　1）保護(hù)地的連接：DCS設(shè)有專門的接地螺釘，各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制柜的保護(hù)地之間可以通過(guò)銅導(dǎo)電纜（Ф6以上）串聯(lián)在一起，最后接入公共連接板。接地電阻應(yīng)<4Ω.
　　2）屏蔽地的連接：屏蔽地通過(guò)柜內(nèi)各個(gè)分匯流排，再通過(guò)銅導(dǎo)電纜（Ф6以上）單獨(dú)接至公共連接板�，F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的屏蔽層要求單端接到屏蔽地匯流排。通訊電纜屏蔽層也要與屏蔽地匯流排連接。
　　按照上述要求最終形成的接地系統(tǒng)圖所示：
　　
　　DCS系統(tǒng)接地示意圖
　　4、DCS系統(tǒng)接地線的要求：
　　DCS系統(tǒng)各種用途接地線可采用低壓銅芯電力電纜，截面選擇應(yīng)符合廠家要求，一般情況可按下述規(guī)定選�。�
　　4.1總接地板至地網(wǎng)接地點(diǎn)連接的接地線截面，宜不小于50mm2；
　　4.2系統(tǒng)內(nèi)不同性質(zhì)的中心接地點(diǎn)至總接地板連接的接地線截面，宜不小于25mm2；
　　4.3機(jī)柜間鏈?zhǔn)浇拥剡B接線的截面，宜不小于16mm2；
　　[參考文獻(xiàn)]
　　[1]《火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化就地設(shè)備

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