石油化工仪表及控制系统接地的设计

图 1 信号接地与屏蔽层同时接地
3.信号回路接地 在非隔离的信号系统中，信号回路接地通常为 直流电源的负极接地。隔离的信号系统中，每一输 入输出信号和其它信号隔离、绝缘，所以隔离信号可 以不做信号回路接地。 （三）静电接地 静电的产生是不可避免的，若产生的静电没有 得到及时的泄放，便可能积聚起来造成仪表和 DCS 系统的损坏。因此防静电接地也是仪表系统安全工 作的条件之一。静电接地电阻值一般要小于 100 欧 姆，完全达到仪表接地电阻值不应大于 4 欧姆的要 求。控制室和 DCS 的防静电接地由仪表专业根据设 备要求，向电气专业提出条件，由电气专业进行接地 设计。 二、仪表接地的设计 （一）接地系统的组成 接地系统由接地导线、接地铜板、接地电极组 成。接地导线是连接各安全栅汇流条，汇流条与接地 铜板，接地铜板与接地电极之间的导线。接地导线 的截面积应根据连接部位、数量、长度而有所不同。 具体如表 1。
器。与传统的用逻辑器件、触发器等分立分离器件构
成的开关控制电路相比，其结构紧凑，所需外围器件
少，无须处理器实时检测，从而有效地增加了电池的
续航能力。近年来，我们采用这种开关机电路的手
持式仪器，通过了市场的严格考验，充分地验证了电
路可靠性。 8 XUEBAO
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[参考文献] [1] LTC2950 datasheet. [2] 房国志．模拟电子技术基础[M]，北京:国防工 业出版社，2007．
等。在仪表系统接地设计规定（HG/T 20513-2000） 中规定低于 36V 供电的现场仪表、变送器、就地开 关等，若无特殊要求时，可不作保护接地。
（二）工作接地 工作接地的作用是保证仪表能够正常工作，正 确的接地可以抑制干扰，保证仪表工作的安全性能。 工作接地包括本安仪表接地，屏蔽接地和信号回路 接地。 1．本安仪表系统接地 本安仪表系统是由本安仪表和安全栅构成。安 全栅又分隔离式和齐纳式。隔离式安全栅采用了将 输入、输出以及电源三方之间相互电气隔离的电路 结构，同时符合本安型限制能量的要求。当故障发生 时，由于隔离式安全栅内有可靠的隔离单元，对地电 流不可能从可靠隔离单元流向危险区，因此无需系 统接地线路。齐纳式安全栅电路中采用快速熔断器、 限流电阻或限压二极管以对输入的电能量进行限 制，从而保证输出到危险区的能量。通常齐纳式安全 栅的 24V 电源负极与安全栅、现场仪表在控制室接 到同一接地体，达到等电位结构，否则多点接地会造 成电势差。
＊［收稿日期］2012－02－10
［作者简介］宋 昊（1973-），男，辽宁抚顺人，工程师，研究方向：仪表设计。
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技术应用
宋 昊＊王 伟＊韩 刚— ——石油化工仪表及控制系统接地的设计
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2．屏蔽接地 屏蔽接地是为了防止电磁干扰。屏蔽接地一般 在控制室，信号线的屏蔽层汇集到接地板上。当信 号源接地时，屏蔽层也应在信号源处接地，否则存在 电位差产生干扰电流，对信号产生干扰。信号接地 与屏蔽层同时接地如图 1 所示。
［中图分类号］TQ151．8
［文献标识码］B
在石油化工生产装置中仪表及控制系统是反应 并记录整个生产过程中的数据，人们通过判断仪表 显示的数据来安全、稳定生产。接地系统是仪表设 备可靠、稳定、精确工作的保证。如果接地系统设计 不合理，不仅能带来干扰，造成测量误差，严重的还 能造成仪表系统不能正常投运。接地系统设计错误 还会造成人员的伤亡和设备事故。
2012 年第 3 期
安徽电子信息职业技术学院学报
No.3 2012
第 11 卷(总第 60 期) JOURNALOF ANHUI VOCATIONAL COLLEGE OF ELECTRONICS ＆ INFORMATION TECHNOLOGY General No.60 Vol.11
[文章编号] 1671－802X(2012)03－0006－03
版）[M]．北京：化学工业出版社,2000. [2] 孙洪程，翁唯勤．工程控制工程设计 [M].化
学工业出版社,2005.
Grounding Design of Petrochemiocal Instrament and Control Systems
Song Hao, Wang Wei, Han Gang (Jingzhou Kaiyuan Petrochemical Company Ltd. Jinzhou 121001，Liaoning,China ) Abstract：Instrument and distributed con -trol systems are widely used in the petrochemical plants. Proper grounding of instrument and control systems emsures the safety, stable operation and good quality of the products. This paper describes the role is and basic grounding design. Key words： instrument grounding； work grounding；protective grounding；same potential
（上接第 2 页） 比较输入端即可实现对电池的低压
保护功能。
在本应用中，设定的电池保护点 VB 为 6V，所
以 R2、R3 的比值关系如下。
VB = R2＋R3 0．6V R3
另外，对于需要精确设定保护点的应用时，应考
虑 MOS 管的导通压降，具体应视所使用的 MOS 管
参数。
四、结束语
本器件非常适用与各种电池供电的手持式仪
The Application of on/off Controller Chip LTC2950 Sun Li-feng
Abstract: The LTC2950 is a Push Button On/Off Controller chip of Linear Corp. In this paper, LTC2950's architecture and principle are introduced, and its typical applications and circuit implementation are also described.
一、接地的作用与分类 按照接地的作用不同可分为保护接地、工作接 地和静电接地。 （一）保护接地 保护接地的作用是防止设备带电，保护人员不 受伤害。设备正常运转情况下，设备外壳不会带电， 如果设备绝缘或电缆绝缘遭到破坏，会使设备外壳 带电。这时如果设备没有接地，在有人触摸到带电 设备时，电流会通过人体与电源中性接地电阻形成 通路，造成人触电。若设备接地，人触摸到带电设备 时，由于设备接地电阻远小于人体的电阻，电流大部 分通过接地电阻，因此不会对人体造成伤害。通常 做保护接地的设备有：仪表盘，仪表箱，DCS 控制柜 和操作站，电缆桥架，穿线管，控制室的防静电地板
表 1 接地导线的截面积
接地连线（各安全栅汇流条连接）
1～2.5mm2
接地干线（汇流条与接地铜板连接）
10～25mm2
接地总干线（接地铜板与接地电极连接） 16～50mm2
接地铜板一般设置三块：工作地汇总铜板、保护 地汇总铜板、总接地铜板，且要绝缘固定。铜板厚度 不小于 6mm，尺寸按需要确定。
（二）接地系统的设计原则 接地设计要遵循的原则是：保护接地和工作接 地不能有一个以上的接地点，这是为了防止不同的 接地点之间形成电位差，给仪表系统带来干扰。有一 些仪表如接地型热电偶、PH 计和电磁流量计等均在 现场和控制室接地，这样就需对两个地进行隔离。一 般情况下仪表盘、控制柜内同时有保护接地和工作 接地，应分别接入保护接地汇总铜板和工作接地汇 总铜板。其中本安仪表接地、屏蔽接地、信号回路接 地接到各接地汇流条后在接入工作接地汇总铜板。 在工程设计时电气专业已把设备外壳，管道，进线箱 PE 母排等做成等电位连接，这时仪表保护接地汇总 铜板和工作接地汇总铜板汇总到总接地铜板后在接 入电气的中线，由电气专业设计接地体。仪表接地系 统与电气装置等电位连接如图 2 所示。
图 2 仪表接地系统与电气装置等电位连接
接地电阻值是衡量接地好坏的重要参数，电阻
值低说明接地效果好。仪表系统的接地电阻分接地
连接电阻和接地电阻。在接地设计时不仅要考虑接
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地电阻的大小，而且还要考虑接地连接电阻值。接 地连接电阻是指从接地端子到总接地板之间的电阻 值，其值不应大于 1 欧姆，仪表接地系统电阻不应大 于 4 欧姆。因此对接地电极、接地导线的截面积、连 接方式的选择会直接影响接地电阻值。接地连线、 接地干线和接地总干线与接地汇总板板、总接地板 的连接采用铜接线片和镀锌钢质螺栓，或采用焊接。 接地总干线与接地电极连接还应进行热镀锌。
Key words: Push-Button Controller; LTC2950; Low -Power Detect
石油化工仪表及控制系统接地的设计
宋 昊， 王 伟， 韩 刚
（锦州开元石化有限责任公司， 辽宁 锦州 121001）
［摘 要］：仪表及集散控制系统在石油化工生产装置中广泛应用，其中仪表及控制系统的可靠接地是保
证生产装置安全、稳定运行和产品质量合格的基本保证。本文介绍了接地的作用和基本设计方法。
［关键词］：仪表接地；工作接地；保护接地；等电位
三、结束语 仪表系统的可靠正确接地能够保证仪表系统能 够排除干扰，稳定运行。特别是 DCS 系统，如不考虑 和处理现场干扰问题，就不能可靠运行。工业现场 环境比较复杂恶劣，要提高仪表及控制系统可靠性， 一方面制造商要提高系统抗干扰能力：另一方面要 求工程设计做好系统的接地工作。