DCS系统接地应用讨论
DCS分散控制系统接地的探讨
2 相 关 标 准 和 要 求
21 中国国 电集 团公 司重大 事故预 防措 施 .
( )D S 1 C 的系 统接 地 必须 严 格遵 守 厂 家 技 术要
1 DCS系统 的接 地 类型 和 接 地 方 式
11 D 系统接 地类 型 . CS
求 ,所 有进 入D S 统控 制信 号 的 电缆必 须 采用 质 C系
量合 格 的屏蔽 电缆 , c 侧 有 良好 的单 端接 地 。 在D s
( )D S 2 C 系统 与电气 系统共用 一个 接地 网时 , 控 DS C 的接地一 般 可分 为保 护接地 和T作 接地 。 保 护接地 : 为保 护设 备和人 身安 全 , 可 能接触 对
制 系统 接地 线 与 电气 接 地 网 只允 许 有一 个 连 接点 .
和 人身伤 害 。 电厂 曾 凶D S 某 C 系统 接 地 问题 , 成机 造
组跳 闸数 十次 本 文 根据T 程 调试 和运 行维 护经 验 ,对 D S C 系
统接地 方式 、 接地 要求 、 号屏 蔽 、 信 接地线 截 面 、 地 接 极等方 面 的有 关 问题进行 探讨 , 提 了若 干建议 , 并 供有关 人 员参考
技 术 交 流 与 应 黼 jS I O L U Y N ONG i HU JA I U YI G Y
地 。 护接地 接至 电气专 业接地 网 , 地 电I < 保 接 且 5 2Q
的接 地点
屏蔽 接地 接至 电气 专业接 地 网 ,接 地 电阻 ≤05Q. . . 不 满足 要求 时 , 应独 立设 置 接 地 系统 , 地 电 阻 ≤2 接 Q。屏蔽 接地 的接 地 网接地 点应 远离 电 大 电流设
J S U J O I U Y N ON 技 术 交 流 与 应 用 I H I LU Y I G Y G A
DCS应用中的接地及处理
除了上述几种接地外,在很多场合下容易引起混乱的还有一个供电系统地,也叫交流电源工作地,它是电力系统中为了运行需要设的接地(如中性点接地)。
低电平的开关信号(一些状态干结点信号),数据通信线路(RS232、EIA485等),对低频的脉冲信号的抗干扰能力比上种信号要强,但建议最好采用屏蔽双绞线(至少用双绞线)连接。此类信号也要单独走线,不可和动力线和大负载信号线在一起平行走线。
高电平(或大电流)的开关量的输入输出、CATV、电话线,以及其它继电器输入输出信号,这类信号的抗干扰能力又强于以上两种,但这些信号会干扰别的信号,因此建议用双绞线连接,也单独走电缆管或电缆槽。
(l)隔离
①使所有的信号线很好地绝缘,使其不可能漏电,这样,防止由于接触引入的干扰;
②将不同种类的信号线隔离铺设(在不同一电缆槽中,或用隔板隔开),我们可以根据信号不同类型将其按抗噪声干扰的能力分成几等。
模拟量信号(模人、摸出,特别是低电平的模人信号如热电偶信号,热电阻信号等)对高频的脉冲信号的抗干扰能力是很差的。建议用屏蔽双绞线连接,且这些信号线必须单独占用电线管或电缆槽,不可与其它信号在同一电缆管(或槽)中走线。
①保护接地
保护接地是将DCS中平时不带电的金属部分(机柜外壳,操作台外壳等)与地之间形成良好的导电连接,以保护设备和人身安全。原因是DCS的供电是强电供电(220V或11OV),通常情况下机壳等是不带电的,当故障发生(如主机电源故障或其它故障)造成电源的供电火线与外壳等导电金属部件短路时,这些金属部件或外壳就形成了带电体,如果没有很好的接地,那么这带电体和地之间就有很高的电位差,如果人不小心触到这些带电体,那么就会通过人身形成通路,产生危险。因此,必须将金属外壳和地之间作很好的连接,使机壳和地等电位。此外,保护接地还可以防止静电的积聚。
DCS控制系统的接地防护探究
1保 护 接 地 .
11 作 原 理 .工 保 护接地是为保证人身 、 备安全 . 设 防止发 生触电事故 的进 行的 接地 . 在中性点不接地 系统 . 当电气设备绝缘损 坏发生一相碰壳 故障 时、 设备外壳 电位将 上升 为相 电压 , 此时 , 人接触设备时 . 故障电流 I i d 图2 D CS系统的接地施工示意 图 将全部通过人体流人地 中, 这显然是 很危 险的。若 此时电气设 备外壳 D S控制系统的接地模式 以及接地施工如 图 1 2所示 . C 、 由于篇幅 经R d电阻接地 . d R 与人体 电阻 R , r形成并联 电路 。 流过人体 的电 则 D S控制系统的接地模式 以及接地施工过程不在此赘述 以下 流将是 I j d的一部分 。接地电流与通过 人体和接地体后经电网对地绝 有 限. C C 控制系统 的接地 防护措施分析以及 防雷建议 缘阻抗 z 形成问路 . c 流过每一条 回路 的电流值 与电阻大小成 反比 . 即 主要叙述 D S 注 : GC bnt r n i ) C (ai o d g e G u n 保护地。又叫机壳地 ; 为: P (o e ru dn) GP w r on ig电源 地 又 叫 逻 辑 地 G 』: , 盟 l R A o ru dn ) A gG on ig模拟地 又叫屏蔽地 21电源系统防雷器 . 式中 : 流经人体的电流(1 I A; ( ) 一级 电源防雷 : 高能量 电源 防雷 器 , 1第 安装 目的是吸 收高能 I 流经接地体的电流() r一 A; 量, 安装在 U s 电箱进线端 。 P配 接地体的接地 电阻; R一人体的电阻 () 2 第二级 电源 防雷: 安装过 电压保护器 , 目的是吸收第一级过后 在机房的三相电源进线端 , 安装过 电压防雷箱 从上式可知 . 接地体 的接地 电阻 R 愈 小. d 流经人体的电流也就愈 的过 电压 , 小 。此时 , 电设备对地 电压 主要决定 于接 地保 护的接地体电阻 R 漏 d ( ) 三级电源防雷: 浪涌抑制 器 , 3第 安装 目的是吸收 、 二级 保护后 的微小能量 在服务器和网络交换机等重要设备的电源接人端分 别安 的大小 。 12D S保护接地的重要性及方式 . C 装一套插座式防雷器 . 作为其 电源 的末级保护 D S系统接地是 为了保证 当进入供电电源 、 C C D S系统信号及 D S C 22关于接地和防雷的建议 . () 1检查全厂接地网和防雷系统 。DC S系统尽量远离防雷地 或 系统设备本身 出现 问题 时 , 有效地将故 障电流迅速导人大地 . 以保护 设备及人身安全 。 接地系统还为 D S C 控制系统提供公共信号参考点 . 少 感 应 1 消除电子噪声 干扰 , 保证控制系统的顺利工作 。 因此 , 完善 、 可靠 、 正确 ()C 2 D S控制机房选在 中间非 外墙处 . 采用 4xO 4 mm扁铜带沿机 的接地 . DC 是 S系统能够安全可靠运行的关 键 房墙壁 O m处 布放成环状作为工作地接地环 .每根扁铜带需要用膨 . 5 D S系统接地方式一般有 以下三种方式 : C 胀螺钉架空 5 1 c — 0m铺设在地面上 此接地环要用 4x4m 0 m扁铜带 机房 内的设备的接地线 以最短 方式一: 利用电气接地网作为 D S C 接地 网. 即与 电气接地 网共地: 或扁钢与直流接地引下线作焊接处理 . 方式二 : D S系统专用独立 的接地 网; 式三: D S专用接地 网 . 的方式 . 设 C 方 设 C 直接连接到环状工作地接地环上 经接地 线、 再接至 电气接地网 () 3 通过防雷器建立等 电位连 , 电源部分采用两级 防雷 。 由于第二种接地方式与第二种接地方式 有较多相同之处 . C D S系 () 4 第一级 电源 防雷器采用 OB O公 司的 V 5 B3 N E电源 防护 2 一 /+ P 器 。在机 房总配两路输入配 电母 线控制开关 的次级 .出线端上安装 统较多的采用专用 的接地 网。但这种接地方 式存在着如下缺点: () 1 占地面积太大 , 投资高 , 电缆及接地网钢材耗量大; ) ( 因不易 V 5 B3 N E电源 防护器 2 2 一 /+ P 在厂房内找到合适 的位置 , 距离厂房有相 当的距 离。管理、 维护 、 测量 () 5 第二级 电源 防雷器采用 OB O公 司的 V2 一 /+ P 0 C3 N E电源 防护 器 。并联安装在机房配电箱的主控开后 . P U S的输入端 及查找接地极 和接地线不方便 , 且效果不甚 良好 根 据 实 际运 行 表 明 . 置 专 用 的 D S接地 网 既 困难 又不 安 全 可 设 C ()C 6 D S系统控制线路的防雷主要采用两种措施 : 一是屏蔽 : 一是 安装 防雷器 。 以控制线路应采用带屏蔽电缆 。对于穿越不同防雷分 所 以考虑改用电气接地 网接地 , 效果 良好。 区 的控 制 线 路 应 在 两 端 安 装 OB 测 量控 制 系 统 防 雷 器 ( L 2 O F D 4工 业 2D S控 制 系统 的 接地 防护 措 施 分 析 .C
DCS系统接地要求、方式、原则、电阻率、材料以及注意事项和规范要求
DCS系统接地要求、方式、原则、电阻率、材料以及注意事项和规范要求集散控制系统简称DCS,也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
集散控制系统是以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。
它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想,采用多层分级、合作自治的结构形式。
其主要特征是它的集中管理和分散控制。
一、DCS系统接地的基本要求DCS系统接地是为了保证当进入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。
接地系统能够为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(即参考零电位)。
当接地系统发生问题时(接地电阻过大,多点接地,接地线断线或接地线与高电压、大电流设备相接触等),会造成人员的触电伤害及设备的损坏,据了解,有些DCS系统经常“死机” (或不明原因的“死机”),大多是因为接地系统不良或存在问题所引起的。
因此,完善、可靠、正确的接地,是DCS系统能够安全、可靠和良好运行的关键。
二、DCS接地分类在一般情况下,DCS控制系统需要两种接地:保护地和工作地(逻辑地、屏蔽地等)。
对于装有安全栅防爆措施的系统如化工行业所用的系统,还要求有本安地。
2.1保护地(CG,Cabinet Grounding)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、打印机、端子柜等均应接保护地。
保护地应接至厂区电气专业接地网,接地电阻小于4Ω。
2.2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的正负5伏、正负12伏的负端。
需要接入公共接地极。
2.3屏蔽地(AG,Analog Grounding)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接地的作用及方法
DCS接地的作用及方法1 DCS是英文Distributed Control Sys—tem 的缩写,即分布式控制系统,国内也称作集散型控制系统。
随着计算机技术和工业控制技术的飞速发展,DCS系统在工业过程控制越来越广泛,与常规模拟仪表相比,其优越性越来越得到广大用户的认可。
在DCS应用中,最让人不清楚的,但又是必须理解的大概就是接地问题了。
工业控制计算机除了涉及到计算机本身外还有很多各种类型的信号线,直接与计算机I/O接口相连。
有的系统中还有交流信号直接通过互感器而接到计算机上的,这样也就造成了各DCS厂家为了保证自己系统能够在各种应用现场正常运行,提出了各种各样的接地要求。
而这些接地要求差别很大,这就使现场人员不好处理了。
随着DCS控制系统在自控领域应用的不断增加,为确保DCS控制系统的正常运行,系统的正确接地是一个不容忽视的环节。
下面就DCS 系统在应用中的接地方法作相关介绍。
2 DCS接地的作用及方法所谓接地就是将电路、单元与充作信号公共参考点的一等位点或等位面实现低阻抗连接。
在DCS系统中,接地是抑制噪声和防止干扰的主要方法。
就接地的作用总的来说只有两种:一是保护人员和设备不受损害叫保护接地;二是抑制干扰叫工作接地。
接地的含义可以理解为一个等电位点或等电位面,它是电路或系统的基准电位,但不一定为大地电位。
保护地线必须在大地电位上,信号地线依据设计要求可以是大地电位,也可以不是大地电位。
2.1 保护接地保护接地是将DCS中平时不带电的金属部分(机柜外壳,操作台外壳等)与地之间形成良好的导电连接,使机壳和地等电位,以保护设备和人身安全。
此外保护接地还可以防止静电的积聚,使静电有可靠的泄放通路。
原因是DCS的供电是强电供电(220V或ll0V),通常情况下机壳等是不带电的,当故障发生(如主机电源故障或其它故障)造成电源的供电火线与外壳等导电金属部件短路时,这些金属部件或外壳就形成了带电体,如果没有很好的接地,那么这带电体和地之间就有很高的电位差,如果人不小心触到这些带电体,那么就会通过人身形成通路,产生危险。
dcs接地施工方案
DCS接地施工方案1. 引言在现代工业控制系统中,独立的接地系统对于确保设备的安全运行非常重要。
在分散控制系统(DCS)中,接地施工方案是确保设备完好以及避免潜在电磁干扰的关键步骤。
本文将介绍一个基本的DCS接地施工方案。
2. DCS接地原理接地是将设备与地球电势相连,以确保设备的安全操作,并避免潜在的电磁干扰。
对于DCS系统而言,其接地原理可以总结如下:•保护人员安全:接地系统可以防止人身触电,并保护设备使用人员的安全。
•保护设备稳定运行:接地系统可以稳定供电,并减少电流噪声和其他电磁干扰对设备的影响。
•减少电磁干扰:通过有效的接地系统可以减少电磁干扰,提高DCS系统的可靠性和稳定性。
3. DCS接地施工方案步骤接下来,将介绍一个基本的DCS接地施工方案,包括以下步骤:步骤1:制定接地方案设计在施工之前,应制定一个详细的接地方案设计。
该设计应包括以下内容:•导体选择:选择适当的导体,例如铜或镀锌钢,以确保导电性能良好。
•接地电极位置:确定接地电极的位置,应选择合适的地埋深度和布置。
•接地电极类型:选择合适的接地电极类型,如土壤电极或人工接地电极等。
•连接方法:选择适当的连接方法,如焊接或螺纹连接等。
步骤2:材料准备和现场测量在施工前,需要准备所需的材料和进行现场测量,包括以下内容:•导体材料:确保所使用的导体材料符合设计要求,并进行必要的测试和检验。
•接地电极:准备接地电极,并确保其质量和性能满足要求。
•测量仪器:准备适当的仪器和设备,如接地电阻测试仪等,以进行现场测量。
步骤3:接地电极安装安装接地电极是接地施工的关键步骤,应按照以下步骤进行:•清理工作区域:清理工作区域,确保没有障碍物干扰施工。
•挖掘孔洞:根据接地方案设计的要求,挖掘合适的孔洞,确保接地电极埋设得适当。
•连接导体:将导体与接地电极进行连接,并确保连接牢固和导电性能良好。
•填充土壤:将填充土壤围绕接地电极填充,并确保土壤的质量和湿度符合要求。
DCS接地电阻
DCS接地电阻随着电力工业的迅速发展和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,这对保证电厂安全、经济和文明运行起到了十分重要的作用,并取得了良好的效果。
DCS合理、可靠的系统接地,是DCS 系统非常重要的内容。
为了保证DCS系统的监测控制精度和安全、可靠运行,必须对系统接地方式、接地要求、信号屏蔽、接地线截面选择、接地极设计、接地箱布置等方面,进行认真设计和统筹考虑。
本文根据DCS系统的设计规范要求,对DCS系统接地进行讨论和简要的介绍,以供大家在DCS系统安装、维护中参考。
1、DCS系统接地的基本要求DCS系统接地是为了保证当进入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。
接地系统能够为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(即参考零电位)。
当接地系统发生问题时(接地电阻过大,多点接地,接地线断线或接地线与高电压、大电流设备相接触等),会造员的触电伤害及设备的损坏,据了解,有些电厂DCS系统经常“死机”(或不明原因的“死机”),大多是因为接地系统不良或存在问题所引起的。
因此,完善、可靠、正确的接地,是DCS 系统能够安全、可靠和良好运行的关键。
1.1DCS接地分类在一般情况下,DCS控制系统需要两种接地:保护地和工作地(逻辑地、屏蔽地等)。
对于装有安全栅防爆措施的系统如化工行业所用的系统,还要求有本安地。
保护地(CG,Cabinet Grounding)是为了防止设备外壳的静电荷积累、避免造**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、打印机、端子柜等均应接保护地。
保护地应接至厂区电气专业接地网,接地电阻小于4Ω。
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的正负5伏、正负12伏的负端。
探讨DCS接地系统
ห้องสมุดไป่ตู้
SIC &T HOOY CNE E NLG E C
探讨 DCS接地 系统
刘 神 ( 山开滦 东方发 电有限责 任公司 河北唐 山 唐
040 ) 6 0 3
摘 要: 目前 电厂均使 用 了D S系统 , C f 靠接地 , C D S ̄可 是保 证 电厂安 全 , 经济 , 靠运行 的首要 条件 。 可 我根 据对 电厂施 工和 现场运 行 的 经 验 , D S秉统 的 接 地 , 行 了探 讨 。 对 C 进 关 键词 : C 接地 系统 DS 中 图分 类号 : M 6 T 82 文 献标 识码 : A 文章 编号 : 6 2 3 9 ( 0 O O () 0 4 — 2 1 7 - 7 1 2 1 ) 6b 一 2 3 0
( ) 有本 安地 接 入 的 公 共接 地极 ( ) 源 侧 接 地 。 3没 网 随 着 电 力 工业 的迅 速 发 展 和 热 工 自动 化水 平的提高 , 散控制 系统( S的 出 分 DC ) 的对 地 分 布 电阻 小 于4 ; 本 安 地 的小 于 0 有 ③ 当 放 大 器浮 空 时 , 蔽 层 的 一 端 与 屏 现 , 好 解 决 了 我 国 电厂 安 全 、 济和 文 明 很 经 1 姆 。 地 总 干 线 的线 路 阻 抗 小 于 0 1 。 屏蔽 罩相 连 , 欧 接 . Q 另一 端 宜 接 共 模 地 ( 当信 号 源 ( ) 地 极 周 围 1 m内无 避 雷 地 的 接 入 接 地 时 , 4接 5 接信 号 地 。 当信 号 源 浮空 时 接 现 场 运 行 。 S 理 、 靠 的 系 统接 地 , DC 合 可 是DC S 系 统 非 常 重 要 的 内 容 。 了保 证 DC 系 统 点 , m内无 3 k 为 S 8 0 W以 上 的高 低 压用 电设备 外 地 ) 。 的 监 测控 制 精 度 和 安 全 、 靠 运 行 , 须 对 壳的 接 入 点 。 可 必 当现 场 无法 满 足 该 条 件 时 , 防 ④ 当 屏 蔽 电 缆 途 经 接 线 盒 分 断 或 合 并 系 统 接 地 方 式 、 地 要 求 、 号 屏 蔽 、 地 雷 保 护地 通 过 避 雷 器/ 击 波 抑 制 器 与 公 时 , 在接 线 盒 内将 其 两 端 电缆 的 屏 蔽 层 接 信 接 冲 应 线截面选择 、 地极设计 等方面 , 计、 接 设 施 共 接 地 极 的 主 干 线 相 连 。 电焊 地 切 勿 与 公 连 接 。 工时要统筹考虑 。 共 接 地 极 及 其 接 地 网 搭 接 在 一 起 , 者 应 二 ( ) S 统 信 号 电缆 的 选 择 与敷 设 , 2 DC 系 距 离 1 m以上 。 O 应 严 格 按 照 有 关 规 定 执 行 。 蔽 电缆 的 屏 屏
DCS系统的接地
浅谈DCS系统的接地【摘要】DCS系统的可靠接地,是保证电厂DCS安全,可靠运行的首要条件。
随着热工控制技术的发展,DCS、TSI、ETS在电厂中的应用越来越广泛,对保证发电厂的安全运行起着非常重要的作用。
文本结合发电厂运行中设备对接地要求及接地问题对信号的干扰,做了简单分析,并提出一些措施。
【关键词】热工控制干扰接地保护一.前言随着电力工业的迅速发展和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,这对保证电厂安全、经济和文明运行起到了十分重要的作用,并取得了良好的效果。
DCS合理、可靠的系统接地,是DCS 系统非常重要的内容。
为了保证DCS 系统的监测控制精度和安全、可靠运行,必须对系统接地方式、接地要求、信号屏蔽、接地线截面选择、接地极设计、接地箱布置等方面,进行认真设计和统筹考虑。
本文根据DCS 系统的设计规范要求,对DCS系统接地进行讨论和简要的介绍,二、接地的分类和作用1安全接地1.1保护接地(CG,电气专业中称PE)是将DCS中正常情况下不应带电的金属部分(机柜外壳、操作台外壳、接线盒、电线管、电缆架以及在正常情况下不带电但人体有可能接触到危险电压的裸露金属部件等)与地之间形成良好的导电连接,以保护设备和人身安全。
因为DCS的供电是强电供电(一般是220V),通常情况下机壳等是不带电的,当故障发生造成电源的高压部分与外壳等导电金属部件短路时,这些金属部件或外壳就形成了带电体,如果没有很好的接地,那么这带电体和地之间就有很高的电位差,如果人不小心触到这些带电体,那么就会通过人身形成通路,产生危险。
因此,必须将金属外壳和地之间作很好的连接,使机壳和地等电位。
此外,保护接地还可以防止静电的积聚。
1.2防雷接地当DCS系统的信号线路从室外进入室内后,在架空线引入或可能受感应雷的场合,应实施防雷接地连接。
使雷击放电电流可从接地通路直接流入大地,而不影响系统的正常工作和人身安全。
浅谈DCS系统的接地
须接大地 , 防在 事故状态 时金 属外壳 出 以
1. 2抑 制干扰 包 括 两 部 分 , 是 提 高 系 统 本 身 的 抗 一 干扰能力 ; 是减少系统对外界的影响 。 二 由
信 号的准确通 信 , 电缆 屏 蔽 层 必 须 一 点 接 地 , 果 电缆 屏 蔽 层 两 端 接 地 , 到 外 界 干 如 受
其 他 通 信 装 置 不 同 的 是 , S 常 可 以 采 DC 通
1接地 目的
包 括 人 身 安 全 和 系统 设 备 安 全 。 一 与 般 用 电设 备 一 样 , 子 设 备 的 金 属 外 壳 必 电
为 了 抑 制 变 化 电场 的 电 磁 干 扰 , 制 处 理 。 是 , 于 铠 装 热 电 偶 不 适 用 。 为 控 但 对 因
叟:
Sci ce en and Techn o I novaton ol gy n i Her d al
工 程 技 术
浅 谈 DOS系统 的接 地
王 刚 王锐 谭丽娜 ( 春职 业技 术学 院工程 技术 分 院 吉林 长春 1 0 3 长 0 3) 3
摘
要 : 集散 控制 系统( c ) 对 D s 的接地 问题进 行 了详 细阐述 。
关键 词 :ห้องสมุดไป่ตู้地 安 全 抑 制 干 扰 接
中图分 类号 : P 3 T 3 9
文 献标 识 码 : A
文章编号 : 6 4 0 8 (0 20 () 0 8 — 2 17 - 9 X 2 l )la一 0 4 0
地 时 , 地 极 处 的 大 地 电 位 势 必 升 高 , 果 接 如
扰 时 , 易 在 屏蔽 层 形 成 电 位 差 , 而 形 成 容 从
DCS系统接地规范
DCS系统接地规范1.DCS接地分类总体上分两类:保护地: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。
接入公共接地极。
工作地:包括如下内容。
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的正负5伏、正负12伏的负端。
需要接入公共接地极。
信号地:信号回路地(现场返回信号的负端)。
当DCS给现场提供24VDC时,且AI、AO为非隔离式,信号地就是系统地。
当由其他设备提供电源时,根据信号源原理决定是否接入公共接地极。
系统地:也叫系统基准地,通常也是系统电源地(+24V负端),是为DCS信号提供的一个基准点。
系统地在DCS中,就是给模件供电的24VDC或5VDC的电源地。
对于通道隔离的I/O模块应用场合,它与信号地是有区别的,因为两者没有电气联系。
系统地接地比较复杂,一般要考虑如下几种情况:信号在现场侧已经接地的情况;系统I/O的输入、输出在现场接入同一装置(而装置的电路原理不明确)的情况。
屏蔽地:也叫模拟地,是为了避免电磁场对仪表和信号的干扰而采取的屏蔽网接地。
线缆屏蔽层必须一端接地,防止形成闭合回路干扰。
铠装电缆的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。
接入公共接地极。
2.与DCS相关的接地分类本安地:也叫本质安全地,是本安仪表和齐纳安全栅的本安接地。
实践中常常将现场的设备外壳系统地(信号地)、本安地连接,以此保证安全栅能可靠工作,在此种情况下,DCS侧给齐纳安全栅供电的电源地(+24V负端)浮空。
接入公共接地极。
避雷地:将雷击能量导入大地的接地。
在电气接地网覆盖的范围内,一般不只一个避雷地。
避雷地可以通过等电位连接器与公共接地极连接在一起。
3.接地极的分类电气接地网:电气专业将全厂的地下管道,建筑框架,以及接入大地的变压器中性点等当作一个基电位作参考,此为电气地。
它覆盖整个厂的变电用电区,从原理上讲,整个厂区为一个等电位体。
DCS系统电源与接地
系统电源与接地欧陆公司所推荐的接地方法是保证系统性能优化的必要条件之一。
NETWORK6000系统中各分散处理站通常广泛的分布于全厂,除了非常小的系统,整个系统实现单点接地是不太实际。
但在大部分NETWORK6000的应用中,组成系统的分散站分布在全厂许多地区。
例如,分散站可以在控制室,计算机室、循泵房、制粉车间等。
通过在各个分散处理站之间建立“区域接地”可以实现单点接地。
所有数据高速公路的接地阻抗,必须遵循≤2欧姆的原则。
一般来说,把在半径为15米的圆形区域内的所有站定义为一个耦合站,对于接地来说,这一限制指的是从站的中心接地点到某个工作站的最大电缆长度。
藕合站内的各站点必须在离中心接地点15米的电缆长度范围内。
每个选定的藕合站位置中都应有一个相应的接地点或接地网,为保证系统的正常操作,所有藕合站接地时,应遵循以下规则:不要通过非NETWORK6000设备接地;不要接在高压设备使用的地线上;不要通过NETWORK6000部件对非NETWORK6000设备(除标准外设以外)进行接地;不要通过建筑构件接地,如工字梁等;在工作站簇内接地线不要超过15米。
5.1 控制机柜接地NETWORK6000的控制机柜是在出厂前预先安装的,控制机柜内部有两个接地铜母排TE 和PE,用户仅需要完成两个接地铜排的接地工作。
TE(保护接地)作为DPU站的保护接地,TE接地铜排在出厂前已经与机柜外壳、DPU机架、开关电源的接地端可靠连接。
DPU机柜在现场安装时,可将机柜与机柜底座绝缘,条件不允许时也可将控制机柜与机柜底座直接连接,只要确保TE与DCS的总母排之间的电阻小于2欧姆。
PE(屏蔽接地)屏蔽接地用于带有I/O卡的分布式处理单元(DPU)工作站中,作为I/O卡的信号返回接地和屏蔽电缆接地,所有PE铜排接地线均应在大地真实阻抗的5欧姆范围之内,相互间也应在2欧姆内。
所有控制机柜的TE、PE接地铜排应各自单独引线至DCS的总母排,实现单点接地。
dcs接地
为了使仪表及控制系统用电设备能安全、可靠的运行,对DCS系统的接地有严格要求,从系统的接地端子到接地极之间的导线总电阻(接地连线电阻)应小于1Ω,接地连线电阻与接地极对地电阻之和(接地电阻)应小于4Ω。
系统接地可分为:保护地和工作地两类,保护地为人身安全和设备安全而设置,几个保护地的接地分干线不应串联,应分别与接地体相连接,并应接入电气专业的低压配电系统接地用。
工作地包括信号地、屏蔽地和系统地,信号回路地即现场返回信号的负端,当DCS给现场供电,且各输入输出量为非隔离的时,信号地等同系统地,当输入输出量为隔离式时不接地。
系统地通常是24V电源的负端,是为DCS信号提供的基准点。
屏蔽地是为了避免电磁场对仪表信号的干扰而采取的屏蔽接地,为了防止形成闭合回路干扰,电缆屏蔽层必须一端接地,接在机柜接地汇流条上。
另外DCS 系统的本安地一般与设备外壳和系统地相连,以保证安全栅能可靠工作;防静电地可与保护地共用接地系统;防雷地可通过等电位连接器与公共地极相连。
DCS系统原则上只允许一点接地,一般与电气接地网共地。
严格区分不同性质的地,做到不混接,分别用干线接入各自的汇流排,再用总干线接入公共接地极,最终汇入一点接地。
1 概述DCS是英文Distributed Control Sys—tem 的缩写,即分布式控制系统,国内也称作集散型控制系统。
随着计算机技术和工业控制技术的飞速发展,DCS系统在工业过程控制越来越广泛,与常规模拟仪表相比,其优越性越来越得到广大用户的认可。
在DCS应用中,最让人不清楚的,但又是必须理解的大概就是接地问题了。
工业控制计算机除了涉及到计算机本身外还有很多各种类型的信号线,直接与计算机I/O接口相连。
有的系统中还有交流信号直接通过互感器而接到计算机上的,这样也就造成了各DCS厂家为了保证自己系统能够在各种应用现场正常运行,提出了各种各样的接地要求。
而这些接地要求差别很大,这就使现场人员不好处理了。
DCS系统接地应用讨论
信 息 技 术
D S系统接地应用讨 论 Fra bibliotekC王 国鹏 ( 石油哈尔 中 滨石化公司 仪表车间)
摘 要 D S 系统 的 可 靠 接地 , 保 证 石 油 化 工公 司 DC C 是 S安 全 、 靠 运 行 可 221 __ 操作 台、 印台、 打 服务器柜 : 设有保护地螺钉。 的首要条件。本人根据对 中石油哈尔滨石化公司的~些系统设计、现场经 222继 电器柜、 S柜、 UP 配电柜 : 设有保护地螺钉。 验, D 对 CS系统的接地 , 进行 了探讨和简要介绍 。 223DC _. S的 I / O机柜 : 设有屏蔽接地汇流排 , 保护地螺钉。系 关键词 : C D S系统 可靠接地 系统设计 统 地 (2 V地 ) 浮 。 +4 悬 前 言
224仪表柜、 .. 手操盘台 : 设有屏蔽地 接地汇流排 , 保护地螺钉。 随 着 石油 化 工工 业 的迅 速 发 展 和 工 业 自动 化 水平 的提 高 , 散 分 225安 全 栅 柜 : 有 屏 蔽 地 接 地 汇 流 排 , 安 地 接 地 汇 流 排 , __ 设 本 控 制 系统 ( C ) D S 已在 国 内 各 石 油 炼 化 公 司 中 得 到 广 泛 应 用 , 对 保 保 护地 螺钉 。 这 证 石 化 公 司 的安 全 、 济 和 文 明 运 行 起 到 了 十 分 重 要 的作 用 , 取 经 并 22信 号 屏 蔽 及 其 接 地 . 得 了 良好 的效 果 。 221根据有关技术规定 要求 , ._ 计算机 或 D S系统信号 电缆的 C D S合理 、 C 可靠的系统接地 , D S系统 非常重要的内容。为 屏 蔽层 不得浮空 , 是 C 必须接地, 其接地方式应符合下列规定 : 了保证 D S系统 的监测控制精度和安全、 C 可靠运行 , 必须对系统接 2211当信号源浮空时 , ._. 屏蔽层应在计算机侧接地 : 地方式、 接地要求、 信号屏 蔽、 接地线截面选择、 接地极设计 、 接地箱 2212当信 号 源接 地 时 , 蔽 层 应 在 信 号 源侧 接 地 ; __. 屏 布置等方面 , 进行认真设计和统筹考虑。本文根据 D S系统的设计 C 2213当放 大器浮 空时 , l_ 屏蔽层 的一端与屏蔽罩相 连 , 另一端 规范要求 ,对 D S系统接地进行讨论和简要的介绍,以供大家在 宜接共模地( C 当信号源接}时, 也 接詹号地。当信号源浮空时接现场地) 。 D S系统设计、 C 安装、 维护 中参考。 2214当屏蔽电缆途经接线盒分断或合并时 , l_. 应在接线盒 内将 1 D S 系统 接 地 的 基 本 要求 、C 其 两端 电缆 的 屏 蔽层 连 接 。 D S系统 接 地 是 为 了保 证 当进 入 D S系统 的 信 号 、供 电 电 源 C C 222D S系统 信 号 电缆 的选 择 与敷 设 ,应 严格 按 照 有 关规 定 .. C 或 D S系统 设 备 本身 出现 问题时 , 的接 地系统能承 受过载 电流并 执 行 。屏 蔽 电缆 的屏 蔽 层 应按 以上 要 求进 行 接地 。为 了提 高 D S C 有效 C 可以迅速将过载电 流导入大地。 接地系统能够为 D S提供屏蔽层, C 消除电 系统 的抗 干 扰 能 力 , C 系统 开 关 量 输 入 / 出 信 号 ,选 用 阻燃 型 DS 输 子噪声干扰,并为整 个控 制系统 提供 公共信号参考点 ( 即参考零 电 对绞铜网屏蔽计算机 电缆还 是比较恰 当的。 位 ) 当 接地 系统 发 生 问题 时( 。 接地 电阻 过 大 , 多点 接地 , 地 线 断 线 接 3、 DCS 系 统 的 接 地 方 法 或接地 线与高电压、 电流 设备相接触 等)会造成 人员的触 电伤害 大 , 分散布置 D S系统设备 之间的连接一般是 网络( C 通讯 ) , 线 例 及 设 备 的损 坏 , 了解 , 些 石 化公 司 DC 系统 经 常 “ 机 ”或 不 明 据 有 S 死 ( 如: 现场控制站 分散到现场 , 而操作 员站位于不 同的控制室 , 分散直 原因的“ 死机 ”, 多是 因为 接地 系统 不 良或 存 在 问题 所 引 起 的 。 )大 径在 5 0米的范围内,各站点问使用 多模光纤或 5类双绞线或 DP 0 11 C . D S接地 分 类 在 一 般 情 况 下 , S控 制 系 统 需 要 两 种 屏 蔽 双 绞 线 等 连 接 。 使 用 光 纤连 接 的 站 点 : 站 点 内 的 接地 方法 同 DC 各 接 地 : 护地 和 工 作 地 ( 保 逻辑 地 、 蔽地 等 ) 对 于 装 有 安 全 栅 防爆 措 屏 。 集 中布置的 D S设 备。 C 施的系统如化工行业所用的系统 , 还要求有本安地。 使用 5类双绞线或 D P屏蔽双绞线连接的站 点: 1 C . D S系统接地方式 D S系统一般接地 方式 2 C 控制室的各类地线 先连 接到 公共连接板 , 公共连 接板通过接地 121利 用 电气 接地 网作 为 D S接地网 , 电气接地网共 地 : __ C 即与 总干 线 与 公 共 接 地 极相 连 。 从 公 共接 地 极 看过 去 , 个接 地 网络 是 整 1 _ D S系统 专 用 独 立 的接 地 网 : _ 2设 C 2 个星型结构。 12 _. D S专用接地网 , 3设 C 经接地线、 再接至电气接地网 : 使用 5类双绞线 或 D P屏蔽双绞 线两头通 过网络浪 涌保护设 由于 第 三 种接 地 方式 与 第 二种 接 地 方 式 有 较 多相 同 处 ,过 去 , 备 ( 号 避 雷器 、通 流 量 不 小于 5 A)与 D S的 S lC H 、 信 K C W T H、 UB 计 算机 或 D S 系统 曾经 较 多 的 采 用 过 专 用 的接 地 网 。但 这 种 接 地 R P A 或其 他 网络 设 备相 连 。 两 边 的 站 点 有 各 自 的公 共 接 地极 , C E E T、 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 二者不必有金属连接 , 各站点 的接地方法同集中布置的 D S设备。 C
DCS系统接地讨论
DCS系统接地讨论DCS系统的可靠接地,是保证工厂DCS安全,可靠运行的首要条件。
大家根据对一些工厂的系统设计、现场经验,对DCS系统的接地,进行了探讨和简要介绍。
总结:1、在一般情况下,DCS控制系统需要两种接地:保护地和工作地(逻辑地、屏蔽地等)。
对于装有安全栅防爆措施的系统如化工行业所用的系统,还要求有本安地。
(1)保护地(CG,Cabinet Grounding)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、打印机、端子柜等均应接保护地。
保护地应接至厂区电气专业接地网,接地电阻小于4Ω。
(2) 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CPU的正负5伏、正负12伏的负端。
需要接入公共接地极。
Grounding)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。
铠装电缆的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。
接入公共接地极。
(4)本安地应独立设置接地系统,接地电阻≤4Ω。
本安地的接地系统应保持独立,与厂区电气地网或其它仪表系统接地网的距离应在5m以上。
2 、DCS系统接地方式(1) 利用电气接地网作为DCS接地网,即与电气接地网共地;这一种是直接与电气接地网连接。
(2) 设DCS系统专用独立的接地网;不采用理论上应该更安全实际上效果很差(3) 设DCS专用接地网,经接地线、再接至电气接地网;接地井接地极由于第三种接地方式与第二种接地方式有较多相同处,过去,计算机或DCS系统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。
DCS系统接地
浅谈D C S控制系统接地南京玻璃纤维研究设计院 王承慧摘 要在DCS应用中,接地质量的好坏直接影响到系统的可靠性。
本文对DCS 的接地作了概括性的介绍,并指出了设计、安装、调试过程中DCS接地应注意的问题和解决办法。
1 概述DCS是英文D istribu ted Con tro l Sys2 tem的缩写,即分布式控制系统,国内也称作集散型控制系统。
该系统自80年代中期进入我国以来,由于其先进性、可靠性与实用性在各主要工业领域得到广泛应用,并逐步成为一种常规设计。
在玻纤工业池窑拉丝上,自90年代中后期已经有二套DCS成功地投入工业性生产,并深得使用厂家的欢迎。
DCS也将成为今后池窑拉丝自动控制的设计主流方案,但在DCS应用中,接地问题往往不被人们所重视。
DCS实质就是工业过程控制的计算机系统,而工业控制计算机涉及的信号类型种类繁多,各DCS厂家为了保证其系统能够安全可靠地运行,对接地提出了各种各样的要求,但总的说来只有两种:即保护接地与工作接地。
111 保护接地(安全接地)保护接地是将DCS中平时不带电的金属部分(机柜、操作台外壳等)与地之间形成良好的电气连接,使机壳和地等电位,以保护设备和人身安全。
此外保护接地还可以防止静电的积聚,使静电有可靠的泄放通路。
112 工作接地工作接地是为使DCS以及与之相连的仪表均能可靠运行,保证测量和控制精度而设的接地。
它可分为系统接地、屏蔽接地和本安接地。
11211 系统接地(又称直流地、机器逻辑地)系统接地是DCS内部逻辑电平负端公共地,通常24V等电源的负端也接在这个基准点上,其作用是消除各种电路电流流经一个公共阻抗时所产生的噪声电压,保证传输信号的可靠性和准确性。
11212 屏蔽接地(又称模拟地)屏蔽接地是把信号电缆的屏蔽层接地,其目的是为了避免由于周围的外磁场和地电位差所产生的干扰,保证传输信号的准确可靠。
11213 本安接地本安接地是本安仪表或安全栅的接地。
DCS系统接地应用探讨
1 DC S系 统 接 地 的 基 本 要 求
D S系 统接 地是 为 了保 证 当进 入 D S系 统 的 C C 信号 、 电电 源或 D S系 统设 备本 身 出现 问题 时 , 供 C 有效 的接 地系 统能 承受过 载 电流并 可 以迅速将 过 载 电流 导人 大地 。接地 系统 能够 为 D S提供 屏蔽 层 , C
40 6 ) 3 0 1
[ 摘 要] D S系统 的可靠接 地是 保证 电厂 D S安 全和 可 靠运 行 的 首要 条件 。根 据 对 一 些 电厂 C C [ 关键 词] DC S系统 ;接 地 ;探 讨
[ 图 分 类 号 ]TK 2 中 33 [ 文献 标 识 码 ] A [ 文章 编 号] 10 —9 6 20 )30 5—3 0 63 8 (0 6 0—0 80
制:
电厂 DC S后来 改用 电气 接地 网接地 , 得 了 良好 的 取
效果 。 1 3 对 公 共 接 地 极 ( ) 要 求 . 网 的
( ) 得通 过非 D S设 备 接地 ; 1不 C ( ) 得 接到 高压 设 备所 用 的接地点 ; 2不 ( ) 系统 设备 不得 通过 D S系统 接地 ; 3非 C
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箜 鲞箜 塑
20 0 6年 6月
湖 北 电 力
Vun.2006 J 3№3 oO 1 .
DC S系 统 接 地 应 用 探 讨
梅 陟 明
( 北 省 电 建 一 公 司 ,湖 北 武 汉 湖
的 系统 设 计 和 现 场 经 验 , DCS 系统 的 接 地 进 行 了探 讨 。 对
1 2 D S系 统 接 地 方 式 . C
全、 可靠运 行 , 必须对 系统 接地 方式 、 接地要 求 、 号 信 屏蔽 、 接地 线截 面 选择 、 接地 极 设 计 、 地 箱 布置 等 接
DCS系统的接地
DCS 系统的接地设计王 凯 周燕萍 卞爱民(上海工业自动化仪表研究所,上海 200233)摘 要:接地技术在实际工程中是一个不能忽视的问题,接地设计的好坏,将直接影响到电气、电子系统的运行质量,因此工程技术人员还必须重视接地问题。
以DCS 系统为例,着重介绍了保护接地和工作接地的作用、接地体的设置和接地电阻等。
随着电子技术的发展以及硬件制造工艺的逐步提高,其对系统工作接地的要求,将会变得越来越低,但对保护接地的要求不应降低,由于它涉及到人身和设备的安全。
关键词:抗干扰 接地 DCS 系统0 引言虽然接地技术还不能称作一门精密的科学,然而在实际工程中又是一个不能忽视的问题。
接地设计的好坏直接影响到系统运行的质量,因此工程技术人员还必须重视接地问题。
本文将着重介绍DCS 系统常用的几种接地形式。
1 接地的作用按照接地作用的不同,可以将接地分成保护接地和工作接地两种。
1.1 保护接地的作用当DCS 系统供电的交流线路引入时,为了保证人身和DCS 系统电子设备本身的安全,应将系统硬件正常情况下不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。
其保护原理:若DCS 机柜没有保护接地,当机柜带电时,此时如果人体触及机柜,电流经人体和中性接地电阻而形成通路,人就遭受触电危害。
若将机柜接地,此时机柜由于意外事故带电时,很大的短路电流将会使过流保护动作。
即使开关过流保护不动作,当人触及机柜时,由于接地,电流将沿着接地体和人体两条通路流过。
人体电阻远远大于接地电阻,所以通过人体的电流很小,这样人体就避免了触电的危险,起到了安全保护作用。
1.2 工作接地的作用工作接地的作用是抑制干扰,保证系统精确可靠的正常工作。
1.2.1 信号接地为了使DCS 系统设备在工作时有一个统一的公共参考电位(即基准电位),不至于因浮动而引起信号的误差,并防止其内外的有害电磁场的干扰,保证系统稳定可靠地工作,实现其固有的功能,系统中的信号电路应接地,这种接地称为信号接地。
DCS系统的接地
DCS系统的接地分析摘要接地是提高电气设备安全性和电子设备电磁兼容性的有效手段之一。
本文主要介绍了DCS系统接地的种类、作用、方式及要求。
关键词:DCS系统接地保护干扰一、前言在DCS系统应用中,很多人对接地问题的重视不够且对其混淆不清。
接地的目的通常有两个:其一为了安全,叫作安全接地。
包括保护接地、防雷接地、防静电接地;其二是为了使DCS系统正常工作,主要是抑制干扰,所以叫工作接地。
正确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使DCS系统将无法正常工作。
完善的接地系统是DCS控制系统抗电磁干扰、保证人身和设备安全的重要措施之一。
二、接地的分类和作用1安全接地1.1保护接地(CG,电气专业中称PE)是将DCS中正常情况下不应带电的金属部分(机柜外壳、操作台外壳、接线盒、电线管、电缆架以及在正常情况下不带电但人体有可能接触到危险电压的裸露金属部件等)与地之间形成良好的导电连接,以保护设备和人身安全。
因为DCS的供电是强电供电(一般是220V),通常情况下机壳等是不带电的,当故障发生造成电源的高压部分与外壳等导电金属部件短路时,这些金属部件或外壳就形成了带电体,如果没有很好的接地,那么这带电体和地之间就有很高的电位差,如果人不小心触到这些带电体,那么就会通过人身形成通路,产生危险。
因此,必须将金属外壳和地之间作很好的连接,使机壳和地等电位。
此外,保护接地还可以防止静电的积聚。
1.2防雷接地当DCS系统的信号线路从室外进入室内后,在架空线引入或可能受感应雷的场合,应实施防雷接地连接。
使雷击放电电流可从接地通路直接流入大地,而不影响系统的正常工作和人身安全。
DCS系统防雷接地应与电气专业防雷接地系统共用,但不得与独立避雷装置共用接地装置。
我们可用金属电缆管或槽铺设信号线,电缆管或金属槽有很好的接地可有效消除因信号电缆附近受到雷击,通过分布电容和电感耦合到信号线,在信号线上产生很大的脉冲干扰。
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DCS系统接地应用讨论前言随着电力工业的迅速发展和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,这对保证电厂安全、经济和文明运行起到了十分重要的作用,并取得了良好的效果。
DCS合理、可靠的系统接地,是DCS 系统非常重要的内容。
为了保证DCS 系统的监测控制精度和安全、可靠运行,必须对系统接地方式、接地要求、信号屏蔽、接地线截面选择、接地极设计、接地箱布置等方面,进行认真设计和统筹考虑。
本文根据DCS系统的设计规范要求,对DCS系统接地进行讨论和简要的介绍,以供大家在DCS系统设计、安装、维护中参考。
1、DCS系统接地的基本要求DCS系统接地是为了保证当进入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。
接地系统能够为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(即参考零电位)。
当接地系统发生问题时(接地电阻过大,多点接地,接地线断线或接地线与高电压、大电流设备相接触等),会造成人员的触电伤害及设备的损坏,据了解,有些电厂DCS系统经常“死机” (或不明原因的“死机”),大多是因为接地系统不良或存在问题所引起的。
因此,完善、可靠、正确的接地,是DCS 系统能够安全、可靠和良好运行的关键。
1.1DCS接地分类在一般情况下,DCS控制系统需要两种接地:保护地和工作地(逻辑地、屏蔽地等)。
对于装有安全栅防爆措施的系统如化工行业所用的系统,还要求有本安地。
1.1.1保护地(CG,Cabinet Grounding)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、打印机、端子柜等均应接保护地。
保护地应接至厂区电气专业接地网,接地电阻小于4Ω。
1.1.2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的正负5伏、正负12伏的负端。
需要接入公共接地极。
1.1.3屏蔽地(AG,Analog Grounding)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。
铠装电缆的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。
接入公共接地极。
1.1.4本安地应独立设置接地系统,接地电阻≤4Ω。
本安地的接地系统应保持独立,与厂区电气地网或其它仪表系统接地网的距离应在5m以上。
1.2DCS系统接地方式 DCS系统一般接地方式1.2.1利用电气接地网作为DCS接地网,即与电气接地网共地;1.2.2设DCS系统专用独立的接地网;1.2.3设DCS专用接地网,经接地线、再接至电气接地网;由于第三种接地方式与第二种接地方式有较多相同处,过去,计算机或DCS系统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。
根据实际运行表明,设置专用的DCS接地网是既困难又不安全的。
如某电厂曾因接地问题,造成机组跳闸数十次。
根据调查,不少电厂DCS后来改用电气接地网接地,取得了良好的效果。
1.3对公共接地极(网)的要求1.3.1当厂区电气接地网对地分布电阻≤4Ω时,可将厂区电气接地网当着DCS系统的公共接地极(网)。
1.3.2当厂区电气接地网接地电阻较大或杂乱时,应独立设置接地系统,即为DCS系统的公共接地极(网)。
1.3.3没有本安地接入的公共接地极(网)的对地分布电阻小于4欧姆;有本安地的小于1欧姆。
接地总干线的线路阻抗小于0.1欧姆。
1.3.4接地极周围15米内无避雷地的接入点,8米内无 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。
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10米以上。
2、DCS系统的接地原则2.1DCS系统设置的接地装置2.2.1操作台、打印台、服务器柜:设有保护地螺钉。
2.2.2继电器柜、UPS柜、配电柜:设有保护地螺钉。
2.2.3DCS的I/O机柜:设有屏蔽接地汇流排,保护地螺钉。
系统地(+24V地)悬浮。
2.2.4仪表柜、手操盘台:设有屏蔽地接地汇流排,保护地螺钉。
2.2.5安全栅柜:设有屏蔽地接地汇流排,本安地接地汇流排,保护地螺钉。
2.2信号屏蔽及其接地2.2.1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:2.2.1.1当信号源浮空时,屏蔽层应在计算机侧接地;2.2.1.2当信号源接地时,屏蔽层应在信号源侧接地;2.2.1.3当放大器浮空时,屏蔽层的一端与屏蔽罩相连,另一端宜接共模地(当信号源接地时,接信号地。
当信号源浮空时接现场地)。
2.2.1.4当屏蔽电缆途经接线盒分断或合并时,应在接线盒内将其两端电缆的屏蔽层连接。
2.2.2 DCS系统信号电缆的选择与敷设,应严格按照有关规定执行。
屏蔽电缆的屏蔽层应按以上要求进行接地。
为了提高DCS 系统的抗干扰能力,DCS系统开关量输入/输出信号,选用阻燃型对绞铜网屏蔽计算机电缆还是比较恰当的。
3、DCS系统的接地方法3.1集中布置的DCS设备接地方法3.2分散布置的DCS设备接地方法分散布置DCS系统设备之间的连接一般是网络(通讯)线,例如:现场控制站分散到现场,而操作员站位于不同的控制室,分散直径在500米的范围内,各站点间使用多模光纤或5类双绞线或DP屏蔽双绞线等连接。
3.2.1使用光纤连接的站点:各站点内的接地方法同集中布置的DCS设备。
3.2.2使用5类双绞线或DP屏蔽双绞线连接的站点:3.2.2.1控制室的各类地线先连接到公共连接板,公共连接板通过接地总干线与公共接地极相连。
从公共接地极看过去,整个接地网络是一个星型结构。
3.2.2.2 使用5类双绞线或DP屏蔽双绞线两头通过网络浪涌保护设备(信号避雷器、通流量不小于5KA)与DCS的SWITCH、HUB、REPEAT、或其他网络设备相连。
两边的站点有各自的公共接地极,二者不必有金属连接,各站点的接地方法同集中布置的DCS设备。
5类双绞线或DP屏蔽双绞线必须穿镀锌钢管或金属桥架敷设,钢管或桥架必须可靠接地。
当雷击,或者电气事故造成两边地电位差过大时,信号避雷器可以保护两边的设备。
3.3 DCS设备接地安装3.3.1接地体:为钉入地下的良导体,由接地总干线传来的电流通过接地体导入大地。
接地体与接地总干线之间采用铜焊,焊接后应做防腐处理。
可用接地网干线把多个接地体连接成网,接地网应满足DCS系统接地电阻的要求。
当接地网干线与接地体采用搭接焊时,其搭接长度必须为扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。
图3-2为典型的多接地体安装图。
3.4 DCS系统接地降低土壤电阻率的方法3.4.1改变接地体周围的土壤结构。
在接地体周围的土壤2~3m范围内,掺入不容于水的、有良好吸水性的物质,如木炭、焦碳煤渣或矿渣等,该法可使土壤电阻率降低到原来的1/5~1/10。
3.4.2用食盐、木炭降低土壤电阻率用食盐、木炭分层夯实。
木炭和细掺匀为一层,约10~15cm 厚,再铺2~3cm的食盐,共5~8层。
铺好后打入接地体。
此法可使电阻率降至原来的1/3~1/5。
但食盐日久会随流水流失,一般超过两年就要补充一次。
3.4.3用长效化学降阻剂。
用长效化学降阻剂方法可使土壤电阻率降至原来的40%。
3.5 DCS系统接地材料及要求3.5.1接地体与接地网干线的材料要求接地体和接地网干线所用钢材规格可按下表选用,若接地电阻满足不了要求时,也可选用铜材。
如果接地体和接地网干线安装在腐蚀性较强的场所,应根据腐蚀的性质采取热镀锌、热镀锡等防腐措施或适当加大截面。
3.5.2接地连线要求DCS系统的保护地和屏蔽地连线应使用铜芯绝缘电线或电缆连接到厂区电气专用接地网或接地体上。
小表列出各类接地电缆可选用的规格。
当接地连线距离较长、DCS系统对接地电阻要求较高或接地干线分接的支线数量较多时,宜选用表中截面较大的电线电缆。
4、现场接地常用注意事项4.1现场控制站:接地螺丝因机柜本体与底座间有胶皮形成绝缘,屏蔽地汇流排与底座间绝缘,现场控制站必须按规定做好接地处理。
即分别接至现场控制站接地汇流排上。
I/O柜的电源地与UPS的电源地必须接至同一个地,保证等电位。
4.2现场控制站:操作员站、工程师站、网络交换机、服务器主机、系统显示器等采用外壳接地或直接将电源地线连接至电气接地网。
4.3 I/O模件:模拟量模件的40端即直流24伏的负端接至逻辑地汇流排上,逻辑地汇流排接至屏蔽地,再接入总接地汇流排。
4.4.现场控制站的保护地应从机柜下方的接地螺钉接至接地分干线, 现场控制站的屏蔽地应从接地汇流排接至公共连接板。
4.5接地系统的电阻必须进行测试,以保证接地能满足控制系统制造商的要求。