DCS系统接地说明
DCS接地教程
DCS接地分类
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。 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。
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。
TN-S 方式供电系统 它是把工作零 线 N 和专用保护线 PE 严格分开的供 电系统,称作 TN-S 供电系统,如图 所示, TN-S 供电系统的特点 如 下:
❖ 系统正常运行时,专用保护线上不有电流 ,只是工作零线上有不平衡电流。 PE 线对 地没有电压,所以电气设备金属外壳接零保 护是接在专用的保护线 PE 上,安全可靠。 ❖ 工作零线只用作单相照明负载回路。 ❖ 专用保护线 PE 不许断线,也不许进入漏 电开关。
设DCS专用接地网,经接地线、再接至电气接地网: 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。
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系统接地规范
D C S系统接地规范集团标准化小组:[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]D C S系统接地为保证控制系统的现场接地实施水平,保证控制系统在现场的安全可靠使用,特制定本规程。
一、接地分类接地主要可分为保护接地、工作接地、本安系统接地、防静电接地和防雷接地。
1、保护接地1)保护接地(也称为安全接地)是为人身安全和电气设备安全而设置的接地。
凡控制系统的机柜、操作台、仪表柜、配电柜、继电器柜等用电设备的金属外壳及控制设备正常不带电的金属部分,由于各种原因(如绝缘破坏等)而有可能带危险电压者,均应作保护接地。
2)低于36V 供电的现场仪表,可不做保护接地,但有可能与高于36V 电压设备接触的除外。
3)当安装在金属仪表盘、箱、柜、框架上的仪表,与已接地的金属仪表盘、箱、柜、框架电气接触良好时,可不做保护接地。
2、工作接地1)仪表及控制系统工作接地包括:仪表信号回路接地和屏蔽接地。
2)隔离信号可以不接地。
这里的“隔离”是指每一输入信号(或输出信号)的电路与其它输入信号(或输出信号)的电路是绝缘的、对地是绝缘的,其电源是独立的、相互隔离的。
3)非隔离信号通常是以直流电源负极为参考点,并接地。
信号分配均以此为参考点。
4)仪表工作接地的原则为单点接地,信号回路中应避免产生接地回路,如果一条线路上的信号源和接收仪表都不可避免接地,则应采用隔离器将两点接地隔离开。
3、本安系统接地1)采用隔离式安全栅的本质安全系统,不需要专门接地。
2)采用齐纳式安全栅的本质安全系统则应设置接地连接系统。
3)齐纳式安全栅的本安系统接地与仪表信号回路接地不应分开。
4、防静电接地1)安装DCS、PLC、SIS 等设备的控制室,应考虑防静电接地。
这些室内的导静电地面、活动地板、工作台等都应进行防静电接地。
2)已做了保护接地和工作接地的仪表和设备不必再另做防静电接地。
5、防雷接地1)当仪表及控制系统的信号线路从室外进入室内后,需要设置防雷接地连接的场合,应实施防雷接地连接。
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接地系统介绍
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。
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盘、柜接地及保护接地施工技术措施
DCS盘、柜接地及保护接地施工技术措施DCS(数字控制系统)是电力系统操作控制自动化实现的关键设备之一,其正常运行与操作可信赖的关键因素之一是设备的接地保护,其中盘、柜接地以及保护接地是其中的重要方面。
本文将介绍DCS盘、柜接地及保护接地的施工技术措施。
一、DCS盘、柜接地切实有效的接地保护是确保DCS系统顺利运行的保证。
深入了解电力设备接地知识是实现接地保护的前提,同时了解电力设备的结构及特点也是必须掌握的知识点。
1.接地装置的基本要求(1)具有良好的接地特性,接地电阻小、稳定,能有效降低接地电势。
(2)接地装置的安装位置应当规范,并符合现行的安全规范要求。
(3)接地设施应严格执行电力专业标准,确保接地装置与地网的总体阻抗达到规定限值要求。
2.接地设计要点合理的接地设计能够有效的保障维护人员的人身安全、避免电气事故,接地的施工也是维护工作宏观计划和维护工作实际操作的重要一环。
需要注意如下要点:(1)对配电柜、控制柜、终端盒、信号盘、仪表盘和各种机械设备都应有良好的接地设计,良好的接地设计可以保护设备内部的人员、设备和电气工具等设备。
(2)建议将RFI(Radio Frequency Interference,射频干扰)的影响排除在外,这种方式可以保证防护网能发挥其正常的工作特性。
(3)设计人员认为,若运行工程师认识到有控制系统电气工具被不合适地携带、弯曲或拉伸,应及时调整接地设计,确保合理的接地设计能够有助于防止电气事故的发生。
3.接地的施工(1)市电地及城市电力设备接口接地离供电变压器1米内应铺设中性线,并绕制直径0.1×20~50m的垂直地绝缘输电线1周,然后跨越公路、桥梁、管道等障碍物,最后沿地面桥跨跨越供电主干线,连接到变电站次级降压变压器中性点,实现市电地的接口连接。
(2)地网ラ生地接地地网施工首先清洁基座,确保铜棒和铜网的接触良好,然后铰接外观清洁,并严格执行电力规范,对作业现场建立接地工地标识,采取安全防护措施,综合治理施工现场环境,确保施工质量和安全。
DCS的接地相关知识
DCS的接地相关知识(l)接地的作用接地的作用总的步说只有两种:保护人和设备不受损害;抑制干扰;抑制干扰接地在有的书中又叫工作接地,而前者又叫保护接地。
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110V),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。
②工作接地工作接地是为了使DCS以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。
它分为机器逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地,在石化和其它防爆系统中还有本安接地。
·机器逻辑地,也叫主机电源地,是计算机内部的逻辑电平负端公共地,也是+5V等电源的输出地。
·信号回路接地,如各变送器的负端接地,开关量信号的负端接地等。
·屏蔽接地(模人信号的屏蔽层的接地)。
·本安接地,是本安仪表或安全栅的接地。
这种接地除了抑制干扰外,还有使仪表和系统具有本质安全性质的措施之一。
本安接地会因为采用的设备的本实措施不同而不同,下面以齐纳式安全栅为例,说明其接地内容,如图3.413所示:该图是一个齐纳式安全栅的接地原理图。
安全栅的作用是保护危险现场端永远处于安全电源和安全电压范围之内。
如果现场端短路,则由于负载电阻和安全栅电阻R的限流作用,会将导线上的电流限制在安全范围内,使现场端不至于产生很高的温度,引起燃烧。
第二种情况,如果计算机一端产生故障,则高压电信号加入了信号回路,则由于齐纳二级的嵌位作用,也使电压位于安全范围。
DCS系统接地及电源安装介绍
DCS系统接地及电源安装介绍摘要:结合集散控制系统(DCS)的技术特点和要求,对控制系统关联的各种信号的接地问题及电源配置连接问题进行了详细阐述。
关键词:DCS系统;系统接地;系统电源安装Abstract: Combined with the technical characteristics and requirements distributed control system (DCS), a variety of signal ground related to control system and power configuration connection are expounded in the paper.Key words: DCS system; system ground; system power installation引言DCS系统由工程师站、操作员站、系统服务器、现场控制站、高级计算机站、管理网网管、通信控制站及网络等做成,用以实现大、中型分布式控制及大型数据采集监控功能的计算机系统。
每一现场控制站内的各I/O单元和主控单元通过控制网络连接起来进行通信,各现场控制站、服务器、操作员站和工程师站等通过系统网络和监控我罗连接起来,构成整个控制系统,合理准确的接地和电源供给是保证DCS系统运行安全可靠、系统网络通讯畅通的重要前提,错误的不仅会引入干扰,严重时有可能会导致整个系统无法正常工作,因此本文将讨论电源的合理安装及其相关的接地问题,在总结多年来DCS系统的现场应用经验的基础上,以杭州和利时公司的MACS集散控制系统为例,对控制系统相关的电源安装和接地方法进行详细的阐述。
一系统接地1 DCS系统接地要求当进入DCS系统的信号、供电电源或DCS系统设备本身出现问题时,有效的接地系统可以迅速将过载电流导入大地,避免对人员的触电伤害和设备的损坏。
接地系统还能够为I/O信号提供屏蔽,消除电子噪声干扰,防止设备外壳带电或者静电积累,避免造成人员的触电伤害及设备损坏。
DCS接地全解析
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。
不仅很多用户不清楚,就连有的系统集成商、DCS厂商代理处的有些人都未必特别清楚,原因是因为大部分学自动控制和计算机的人在学校学自动控制原理或计算机原理时是不学接地内容的。
而工业控制计算机又涉及到除了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,这些信号有开关量型(包括开入、开出、而且负载能力也有很大差别,有模拟类的(大信号: 4-20mV,1-5V,小信号0-50mV。
O-10mV,大信号中有四线制的,也有两线制的)有的系统中还有交流信号直接通过互感器而接到计算机的交流信号来样,这样也就造成了各工控机厂家(特别是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,有的很苛刻,有的相对宽松一些。
这就更使现场人员混乱了。
不仅厂家提的接地要求不一致,而且各种教科书和设计手册中对接地的解释也不甚统一。
为了让现场施工人员和工程服务人员对接地问题有一个较全面的了解,我们在此较为详细地介绍一个系统应用中遇到的一些接地概念和方法。
1、干扰原因为了理解接地的目的,我们先介绍系统应用中所面临的几种干扰。
干扰又叫噪声,是窜入或叠加在系统电源、信号线上的与信号无关的电信号。
干扰会造成测量的误差、严重的干扰(如雷击、。
大的串模干扰可会造成设备损坏。
常见的干扰有以下几种:(1)电阻耦合引入的干扰(传导引入)①当几种信号线在一起传输时,由于绝缘材料老化,漏电而影响到其它信号,即在其它信号中引入干扰。
②在一些用电能作为执行手段的控制系统中(如电热炉、电解槽等)信号传感器漏电,接触到带电体,也会引入很大的干扰。
③在一些老式仪表和执行机构中,现场端采用220V供电,有时设备烧坏,造成电源与信号线间短路,也会造成较大的干扰。
④由于接地不合理,例如在信号线的两端接地,会因为地电位差而加入一较大的干扰,如图3.4.9所示。
DCS接地及机柜安[1]..
一.DCS接地技术要求●I/A系统要求接地电阻要小于1Ω;●I/A中的电源地、安全地与系统地为同一个地,因此为I/A供电电缆只能联结相线和中线,零线不联结至I/A系统;●主机柜、FBM机柜下部前面有一个接地铜排,为I/A系统地,应该使用10mm2的绝缘导线接至专用系统地接地母排上,不允许与I/A系统地直接相连;●FBM机柜下部后面有两个接地铜排,为I/A信号屏蔽地,用于现场信号屏蔽地。
应该使用10mm2(8 AWG)的绝缘导线接至专用信号屏蔽地接地母排上,绝对不允许与I/A系统地直接相连;●当现场信号使用外供电方式时,尽量采用现场屏蔽,以避免外界干扰进入I/A系统;●所有的接地只能采用并联方式接至接地母排,绝对不能采用串联方式;●系统地接地母排、信号屏蔽地接地母排用70mm2的绝缘导线联结至工厂公共地;●FIELDBUS通讯电缆不能与强电电缆一起布线,如果要这样做,则通讯电缆应该外套屏蔽金属管,并且该金属管应该单端接地;当至现场FIELDBUS周围有大电流设备时,也应该如此处理;二.DCS机柜/远程I/O机柜安装技术要求●机柜应安装在安装基座上,为保证机柜与安装基座绝缘浮空,应在机柜与安装基座之间安装在垫绝缘橡胶,并用绝缘垫圈使安装螺栓与机柜和安装基座隔离。
●机柜的外形尺寸(含门)宽、深、高从机柜前方看,分别为:803±1.5mm、800mm、2200mm。
●为保证系统单点接地,DCS系统机柜与机柜之间不能使用螺栓直接相连,建议在相临机柜之间用绝缘的塑料板相互隔开;如现场需要加强机柜刚度,可以用绝缘胶木在机柜的顶部吊装螺丝处连接。
●DCS机柜,包括现场机柜(远程I/O机柜),对环境的要求如下:工作环境温度-10~60℃储藏环境温度-40~70℃湿度5~95% 无凝结机柜不能直接安放在露天环境,应安放在室内环境中,通风良好。
三.D CS系统电源负荷●电源等级:187~242VAC/47~53HZ;●配电柜向每个机柜提供两路220VAC/6A电源,其中主电源来自于UPS,副电源来自于厂用电保安段;两路供电应来自于三相线中的两相。
DCS系统接地规范
DCS 系统接地为保证控制系统的现场接地实施水平,保证控制系统在现场的安全可靠使用,特制定本规程。
一、接地分类接地主要可分为保护接地、工作接地、本安系统接地、防静电接地和防雷接地。
0 c- Y( v# d7 T0 M: v% W B! `1、保护接地 " D9 I2 |*}$ ~6 z: D1)保护接地(也称为安全接地)是为人身安全和电气设备安全而设置的接地。
凡控制系统的机柜、操作台、仪表柜、配电柜、继电器柜等用电设备的金属外壳及控制设备正常不带电的金属部分,由于各种原因(如绝缘破坏等)而有可能带危险电压者,均应作保护接地。
9 Z, 2)低于 36V 供电的现场仪表,可不做保护接地,但有可能与高于 36V 电压设备接触的除外。
( d2 ~3 M' z' p% \8 T3)当安装在金属仪表盘、箱、柜、框架上的仪表,与已接地的金属仪表盘、箱、柜、框架电气接触良好时,可不做保护接地。
( i& K- B! Y8S2、工作接地1)仪表及控制系统工作接地包括:仪表信号回路接地和屏蔽接地。
2 s2)隔离信号可以不接地。
这里的“隔离”是指每一输入信号(或输出信号)的电路与其它输入信号(或输出信号)的电路是绝缘的、对地是绝缘的,其电源是独立的、相互隔离的。
3)非隔离信号通常是以直流电源负极为参考点,并接地。
信号分配均以此为参考点。
4)仪表工作接地的原则为单点接地,信号回路中应避免产生接地回路,如果一条线路上的信号源和接收仪表都不可避免接地,则应采用隔离器将两点接地隔离开。
1 n3 h4 k$ e6 E3、本安系统接地 1 Y1 q- L) m5 x9 l* [8 v4 ^' K1)采用隔离式安全栅的本质安全系统,不需要专门接地。
2)采用齐纳式安全栅的本质安全系统则应设置接地连接系统。
3)齐纳式安全栅的本安系统接地与仪表信号回路接地不应分开。
4、防静电接地9 z6 c & v9 I1 X3 N1)安装 DCS、PLC、SIS 等设备的控制室,应考虑防静电接地。
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
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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接地要求
OC6000E系统接地要求
为保证OC6000E正常运行,OC6000E系统的接地设计与安装须遵守以下限制:
* 接地点不得通过非DCS设备接地
* 不得接到高压设备所用的接地点
* 非系统设备不得通过DCS系统接地
* 不得把接地接到结构件上
1. 单点接地
整个OC6000E系统分成若干个站组,每个站组内实行单点接地,站组内各站接地点分别汇接到站组接地点(>10mm2多芯铜质电缆),每个站组的接地点分别汇接到OC6000E系统接地铜板(>20mm2多芯铜质电缆),从接地铜板接至厂用接地网(或DCS专用接地网)的DCS系统接地桩(>90mm2多芯铜质电缆,两端应焊接)。
2. 站组范围
一个站组定义为15米半径范围内,这个范围是指由站组接地点到每个站的最大电缆长度。
对于较小系统,整个系统可以为1个站组,这样站组接地点即为系统接地铜板。
3. DPU机柜的接地
OC6000E的DPU机柜内接地点G (Ground)需要按星形连接方式汇接到站组接地点。
各机柜与机房的金属槽钢必须绝缘。
4.接地电阻
系统的接地铜板到大地的接地电阻<1Ω最佳,但不得超过2.5Ω。
5.接地网
接至厂用接地网,则以DCS接地桩为圆心,直径15M内,或与之相距5个接地桩内,不得有高电压强电流设备的安全接地和/或保护接地点。
6.接地示意图
(图一)OC6000E系统接地示意图。
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系统接地说明一、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。
2.4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。
三、DCS系统接地方式1、设DCS系统专用独立的接地网;2、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。
四、对公共接地极(网)的要求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)。
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)。
3、没有本安地接入的公共接地极(网)的对地分布电阻小于4Ω;有本安地的小于1Ω。
接地总干线的线路阻抗小于0.1Ω。
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。
五、DCS系统的接地原则1、DCS系统设置的接地装置1.1 操作台、打印台、服务器柜:设有保护地螺钉。
1.2 继电器柜、UPS柜、配电柜:设有保护地螺钉。
1.3 DCS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。
1.4 仪表柜、手操盘台:设有屏蔽地接地汇流排,保护地螺钉。
1.5 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、信号屏蔽及其接地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:2.1当信号源浮空时,屏蔽层应在计算机侧接地;2.2当信号源接地时,屏蔽层应在信号源侧接地;2.3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);2.4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。
六、DCS系统接地降低土壤电阻率的方法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。
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、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%。
七、DCS系统接地材料及要求1、接地体与接地网干线的材料要求2、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。
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。
八、现场接地常用注意事项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。
2.各个硬件设备操作员站、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。
3.I/O组件模拟量模件的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.屏蔽地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。
5.接地电阻测试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。
九、接地的施工规范要求1、用电仪表的外壳、仪表盘、柜、箱、盒和电缆槽、保护管、支架、底座等正常不带电的金属部分,由于绝缘破坏而有可能带危险电压者,均应做保护接地。
对于供电电压不高于36V的就地仪表、开关等,当设计文件无特殊要求时,可不做保护接地。
2、在非爆炸危险区域的金属盘、板上安装的按扭、信号灯、继电器等小型低压电器的金属外壳,当与已接地金属盘、板接触良好时,可不做保护接地。
3、仪表保护接地系统应接到电气工程低压电气设备的保护接地网上,连接应牢固可靠,不应串联接地。
4、保护接地的接地电阻值,应符合设计文件规定。
5、在建筑物上安装的电缆槽及电缆保护管,可重复接地。
6、仪表及控制系统应做工作接地,工作接地包括信号回路接地和屏蔽接地,以及特殊要求的本质安全电路接地,接地系统的连接方式和接地电阻值应符合设计文件规定。
7、仪表及控制系统的信号回路接地、屏蔽接地应共用接地装置。
8、各仪表回路只应有一个信号回路接地点,除非使用隔离器将两个接地点之间的直流信号回路隔离开。
9、信号回路的接地点应在显示仪表侧,当采用接地型热电偶和检测元件已接地的仪表时,不应再在显示仪表侧接地。
10、仪表电缆电线的屏蔽层,应在控制室仪表盘柜侧接地,同一回路的屏蔽层应具有可靠的电气连续性,不应浮空或重复接地,不应再在显示仪表策接地。
现场仪表端电缆的屏蔽层不得露出保护层外。
11、当有防干扰要求时,多芯电缆中的备用芯线应在一点接地,屏蔽电缆的备用芯线与电缆屏蔽层,应在同一侧接地。
12、仪表盘、柜、箱内各回路的各类接地,应分别由各自的接地支线引至接地汇流排或接地端子板,由接地汇流排或接地端子板引出接地干线,再与接地总干线和接地极相连。
各接地支线、汇流排或接地端子板之间在非连接处应彼此绝缘。
13、接地系统的连接应使用铜芯绝缘电线或电缆,采用镀锌螺栓固定,仪表盘、、柜、箱、内的接地汇流排应使用铜材,并有绝缘支架固定。
接地总干线与接地体之间应采用焊接。
14、本质安全电路本身除设计文件有特殊规定外,不应接地。
当采用二极管安全栅时,其接地应与直流电源的公共端相连。
15、防静电接地应符合设计文件规定,可与设备、管道和电气的防静电工程同时进行。
16、接地连线应采用多股绞合铜芯绝缘电线或电缆,采用镀锌或铜螺栓连接,接地汇流排应使用铜材,并由绝缘支架固定。
17、接地线的截面积应符合设计文件和制造厂的规定,当设计文件和制造厂无规定时,接地连线应大于2mm²,接地分干线应大于6mm²,接地干线应大于20mm²,接地总干线应大于30mm²。
18、接地总干线与接地体之间应采用焊接。
埋地的接地干线可用有效截面积相同的热镀锌扁钢或圆钢进行焊接。
接头可采用搭接,扁钢搭接长度为宽度的2倍,园钢为直径的6倍,接触应良好,连接应牢固,焊接处应做防腐处理。
19、接地电阻值应符合设计文件和制造厂的规定,如设计文件或制造厂未规定时,应符合下列规定:a、仪表系统保护接地电阻值一般为4Ω,最高不宜超过10Ω。
当设置有高灵敏度接地自动报警装置或接地自动切断装置等情况时,接地电阻值可大于10Ω,但应在100Ω以内,当设置有防雷系统时,接地电阻不应大于1Ω;b、屏蔽接地和工作接地应在10Ω以内;c、本质安全回路接地和其它仪表接地电阻应符合产品技术文件的要求;d、DCS、PLC、PCS系统接地电阻应小于4Ω;e、接地板之间的距离应大于5m。
20、接地系统施工时,应及时作好隐蔽工程记录。