自动控制系统的抗干扰措施

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模拟量信号
(如热电偶信号, 热电阻信号等,建议 用屏蔽双绞线连接, 必须单独 走线)
低电平 的开关信号
(一些状态干结点信号, 数据通信线路等, 建议最好采用屏蔽 双绞线,单独 走线)
高电平的 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 建议用双绞线连接,单独 走电缆管或电缆槽
注:CG(Cabinet Grounding)保护地,又叫机壳地 PG(Power Grounding)电源地,又叫逻辑地 AG(Analog Grounding)模拟地,又叫屏蔽地
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①模拟地(AG)
模拟地(又叫屏蔽地)是所有的接地中要求最高的一种。几 乎所有的系统都提出AG一点接地,而且接地电阻小于1Ω。 DCS设计和制造中,在机柜内部都安置了AG汇流排或其它 设施。用户在接线时将屏蔽线分别接到AG汇流排上,在机柜底 部,用绝缘的铜辫连到一点,然后将各机柜的汇流点再用绝缘 的铜辫或铜条以辐射状连到接地点。大多数的DCS要求,不仅 各机柜AG对地电阻<1Ω,而且各机柜之间的电阻也要<1Ω。
翁思义、杨平,《自动控制原理》,中国电力出版社,2001年7月
4、结束语

在自控系统施工过程中,选材、隔离、屏蔽、接地等措施在 抑制干扰中起到了至关重要作用,是提高控制水平的关键。 在设计和施工的过程中都得根据实际情况,在选材、电缆敷 设方式、接地等方面都要考虑周全。 参考文献:
陆德民,《石油化工自动设计手册中》,化学工业出版社,2001年5月




乐嘉谦,仪表工手册(第二版),化学工业出版社,2004年1月
3.2屏蔽
屏蔽就是用金属导体,把被屏蔽的元件,组合件, 电话线,信号线包围起来。这种方法对电容性耦合噪 声抑制效果很好。最常见的就是用屏蔽双绞线连接模 拟信号。
3.3双绞线
用双绞线代替两根平行导线是抑制磁场干扰的有 效办法。每个小绞纽环中会通过交变的磁通,而这 些变化磁通会在周围的导体中产生电动势,它由电 磁通感应定律决定,相邻绞纽环中在同一导体上产 生的电动势方向相反,相互抵消,这对电磁干扰起 到较好的抑制作用。
连在一起,有的不允许将保护地同该线相连,不管哪种方
式,CG必须将一台设备(控制站、操作员站等)上所有的 外设或系统的CG连在一起,然后用较粗的绝缘铜导线将各 站的CG连在一起,最后从一点上与大地接地系统相连,接 地电阻必须小于1欧姆。
3.5.2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。它分为机器逻辑接地、信号回 路接地、屏蔽接地和本安接地。
②信号接地的处理
原则上不允许各变送器和其它的传感器在现场端接地,而 都应将其负端在计算机端子处一点接地。但在有些场合,现场 端必须接地,这时,必须注意原信号的输入端子(上双端)绝 对不许和计算机的接地线有任何电气连接,而计算机在处理这 类信号时,必须在前端采用有效的隔离措施。
③安全栅的接地:
在涉及到安全栅的接地系统设计与实施时,一定要保证D点 和B(E)点的电位近似相等。在具体实践中可以用以下方法 解决此问题:用一根较粗的导线将D点与B点连接起来,来保 证D点与B点的电位比较接近。另一种就是利用统一的接地网, 将它们分别接到接地网上,这样,如果接地网的本身电阻很 少,再用较好的连接,也能保证D点和B点的电位近似相等。 以上讨论了几种接地的方法和注意事项。在不同的系 统中,对这几种接地的组态要求不同,但大多数系统对AG的 接地电阻一般要求在1欧姆以下,而安全栅的接地电阻应小 于4欧姆。
3.5.1 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。 操作站 操作站 控制室机柜 工程师站
保护接地的要求和方法: DCS的所有设备均有一个保护地,该保护一般在机柜 和其它设备设计加工时就已在内部接好,有的系统中已将 该保护地在内部同电源进线的保护地(三芯插头的中间头)
很多根信号在一起走线,这些信号之 间均有分布电容存在,会通过这些分 布电容将干扰加到别的信号线上。
雷击可能在系统周围产生很大的电磁干扰, 也可能通过各种接地线引入干扰。
3、干扰的抑制
3.1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.
3.4雷击保护
架空信号线 耦合干扰
必须在计算机输入 端子处采取防雷措施, 如装避雷器, 加压敏电阻、 较强的滤波 电路等来抑制其干扰
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
3.5 接地
电子设备的接地,是保障设备安全、操作人员 安全和设备正常运行的必要措施。接地的作用总 的来说只有两种:保护人和设备不受损害;抑制 干扰;抑制干扰接地又叫工作接地,而前者又叫 保护接地。
2、产生干扰的原因 电阻耦合 引入的 干扰 电容电感耦 合引入的 干扰 雷击引入的 干扰
1、由于绝缘材料老化,漏电而引入的干扰
2、信号传感器漏电,接触到带电体而引入 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。
自动控制系统的 抗干扰措施
摘要: 本文介绍了自动控制系统中干扰产生的原因, 抑制干扰的措施,着重介绍了接地在抗干扰中的 作用和方法。 关键字:自动控制系统,干扰,接地,安全栅。
1、引言
在自动控制系统中,各种信号之间的通信如 同血液对人体一样重要。为了保证数据的准确性, 就得防止信号失真。干扰是导致信号失真的主要 因素,而接地是抑制干扰的重要措施。
①机器逻辑接地 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
②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。
③屏蔽接地
④本安接地
模人信号的屏蔽层的接地 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
工作接地要求和方法: 大部分系统则指出各种地在机柜内部自己分别接地,汇于一点, 然后用较粗的导体(铜)将各汇地点朕起来,接到一个公共的接地体 上。这里有几点需要注意: DCS本身是由多台设备组成的,除了控制 站以外,还包括很多外设,而且数据也不止一台,这就涉及到了多台 设备,多种接地的问题。图(二)是一种常用的多站接地图。
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