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接地接不好,DCS、PLC控制系統中儀表接地重要性
2017-03-15 09:53:06 來源:
隨著DCS、PLC的廣泛應用,儀表系統的接地已經成為儀表工程設計的一個組成部分。儀表及控制系統的可靠性直接影響到生產裝置安全、穩定的運行,系統的抗干擾能力是關系到整個系統可靠運行的關鍵。特別是采用分散控制系統,若不考慮和處理好現場電磁干擾和兼容問題,一方面要求生產制造單位提高系統抗干擾能力;另一方面,要求工程設計、安裝施工和使用維護單位引起高度重視。

一、DCS、PLC 控制系統接地的重要性。
1)保護接地:保護設備和人身安全。2)工作接地:保證儀表精確、可靠地正常工作。
(1)信號回路接地;分兩種類型:一是儀表、PLC、DCS、計算機系統等電子設備本身結構造成的事實上的接地;一是為抑制干擾而設置接地。
(2)屏蔽接地:抑制電容性耦合干擾,降低電磁干擾的部件的一種有效措施。在儀表系統中要做屏蔽的接地的有:
a、導線的屏蔽層、排擾線;
b、儀表上的屏蔽接地端子;
c 、未作保護接地而起屏蔽作用的金屬導線管、金屬匯線槽及金屬儀表外殼。
(3)本安儀表系統接地。這種接地除了具有抑制干擾的作用外,還有使儀表具有本安性質的措施之一。
本安儀表系統的本安性能是借助于安全柵的隔離和能量限制作用,以保證進入危險的能量限制在安全定額以下,從而達到安全火花型的防爆性能。
二、控制系統接地設計。
控制室內的儀表接地系統由接地線、接地匯流排、公用連接板、接地體等幾部分組成。
接地系統設計中應遵守的原則、接地體的設置以及接地線等有關問題介紹如下:
1、工作接地的原則——單點接地
由于地電位差的存在,如果出現一個以上的接地點就會形成回路,使儀表引入干擾,所以同一信號回路、同一屏蔽層或排擾線只能有根據一個接地點,不能有一個以上的接地點,除了既定接地以外,其他部位應與一切金屬構件絕緣。
信號回路的接地位置根據儀表類型決定。有些信號回路,信號源和接收儀表的公共線都要接地,必須把兩個接地點作電氣隔離。儀表線路中常用隔離變壓器來實現。
2、接地體的設置
儀表接地系統的保護接地一般情況下宜和電力系統的接地體共用,不必單獨設置接地體。
儀表系統工作接地體的設置有三種處理方式:
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單獨設置的儀表系統接地體
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廠區電氣系統接地網
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電氣系統在不同裝置或不同界區分設的接地分配器。
采取何種方式,應根據具體情況決定。
下面幾種情況推薦單獨設置接地體:
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需要單獨設置的本質安全儀表系統;
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需要單獨設置的DCS或計算機系統;
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電氣系統接地網接地電阻不能滿足儀表系統接地要求時;
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土壤電阻率高,接地電阻不能達到設計值的場所,例如砂地、巖石或干燥地區;
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周圍環境存在嚴重的電磁干擾;
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所選用的儀表對躁聲相當敏感,抗干擾要求高,如電磁流量計等;
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控制室與電力系統接地體距離較遠,若共用接地體,會使接地線過長,給施工維護帶來不便;
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單獨設置接地體較為經濟合理時。
從抑制干擾的觀點,防止電力系統對儀表的干擾,把兩個系統的接地完全分開,各自設置接地體,對儀表的防干擾是有利的。但從工程觀點看,單獨設置接地體比共用接地體投資大,費鋼材,占地面積大,安裝維護麻煩。一般,除上述特殊情況外,儀表接地系統可以和電力系統共用接地體而不必單獨設置。
實際工程設計中,電氣*往往把全廠的地下管道、地下結構、接地體連接成一個統一的接地網,其接地電阻值可達到很小的一個值,這對抑制干擾是很有利的。在這種情況下要把儀表接地系統和電力接地系統完全分開,對于安裝和維護是件很麻煩的事,采取共用接地體比較方便。
儀表系統單獨設置接地體,也應該把儀表系統的接地體和電力系統的接地體連接起來,以達到電位平衡的目的。3、接地電阻
接地體或自然接地體的對地電阻和接地線電阻的總和稱為接地電阻。
儀表系統的保護接地電阻,一般為4Ω,*高不宜超過10Ω。當設置有高靈敏度接地自動報警裝置時,如漏電開關,接地電阻值可大于10Ω。
PLC主要用于開關量的檢測控制,它的輸入、輸出模塊大多具有光電隔離功能,因而接地要求相對比較低。用于模擬量檢測控制的DCS系統,接地要求相對比較高。當信號回路多點接地時,由于地點位的不同,會在信號傳輸中引起誤差。但也有一些信號回路不接地的浮動工作地系統。
4、接地線的選擇和連接
儀表系統的接地連線應使用多股銅芯絕緣電線或電纜,不允許再用裸導線或鋼材,這對保證接地系統的質量,提高接地連線的連續性和可靠性有較大的好處。儀表系統的接地連線,除可引向單獨設置的儀表系統接地體、廠區電氣系統接地網以外,還可以引向電氣系統在不同裝置或不同界區分設的接地分配器。
(1)保護接地的接地線接地支線、接地分干線和接地總干線的截面數值選擇。
(2)工作接地的接地線儀表盤、儀表柜、控制柜上需要接地的儀表,應連接到接地端子或接地匯流排。接地匯流排宜采用25mm×6mm的銅條,應設置絕緣支撐。
儀表盤、儀表柜、控制柜內的接地端子或匯流排,經各自的接地分干線至接地連接板,再由接地總干線與接地體連接。各匯流排、分干線應彼此絕緣。接地連接板應采用銅板制作,且采用絕緣支架固定。接地支線的連接、接地分干線的連接、接地總干線與接地連接板的連接,應設置銅制接線片,并采用銅制緊固件固定。各類接地連線中嚴禁接入開關或熔斷器。
當儀表盤內同時有保護接地和工作接地時,應分別設置供這兩類接地的專用匯流排或端子板。各臺儀表的保護接地、工作接地分別接至相應的接地匯流排或端子板。盤內的這兩類接地匯流排或端子板經各自的分干線引至各自的公用接地板或接地總干線。這兩類接地匯流排、分干線、總干線應彼此絕緣。
當儀表系統和電力系統共用接地體時,兩個系統的接地匯流排分干線、總干線應彼此絕緣。它們只能在接地體處或公用連接板處作相互連接,絕對不能在這點之前相連接,否則會引入干擾。接地線用色澤標記。在一根接地線上嚴禁串接多個需要接地的儀表或裝置,因為這種做法不安全,一個接頭的中斷會引起多臺儀表脫開接地點。
接地線的連接必須牢靠。接地支線與儀表和接地匯流排的連接為螺栓連接;接地分干線與接地匯流排和公用連接板的連接用焊接或螺栓連接;接地分干線、接地總干線與接地體的連接為焊接。螺栓連接時應裝配防松零件。
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