DCS系統接地應用討論

DCS合理、可靠的系統接地，是DCS 系統非常重要的內容。為了保證DCS 系統的監測控制精度和安全、可靠運行，必須對系統接地方式、接地要求、信號屏蔽、接地線(xiàn)截面選擇、接地極設計、接地箱布置等方面，進(jìn)行認真設計和統籌考慮。本文根據DCS系統的設計規范要求，對DCS系統接地進(jìn)行討論和簡(jiǎn)要的介紹，以供大家在DCS系統設計、安裝、維護中參考。

　　1、DCS系統接地的基本要求

　　DCS系統接地是為了保證當進(jìn)入DCS系統的信號、供電電源或DCS系統設備本身出現問(wèn)題時(shí)，有效的接地系統能承受過(guò)載電流并可以迅速將過(guò)載電流導入大地。接地系統能夠為DCS提供屏蔽層，消除電子噪聲干擾，并為整個(gè)控制系統提供公共信號參考點(diǎn)(即參考零電位)。當接地系統發(fā)生問(wèn)題時(shí)(接地電阻過(guò)大，多點(diǎn)接地，接地線(xiàn)斷線(xiàn)或接地線(xiàn)與高電壓、大電流設備相接觸等)，會(huì )造成人員的觸電傷害及設備的損壞，據了解，有些電廠(chǎng)DCS系統經(jīng)常“死機” (或不明原因的“死機”)，大多是因為接地系統不良或存在問(wèn)題所引起的。 因此，完善、可靠、正確的接地，是DCS 系統能夠安全、可靠和良好運行的關(guān)鍵。

　　1.1DCS接地分類(lèi)

　　在一般情況下，DCS控制系統需要兩種接地：保護地和工作地(邏輯地、屏蔽地等)。對于裝有安全柵防爆措施的系統如化工行業(yè)所用的系統，還要求有本安地。

　　1.1.1保護地(CG，Cabinet Grounding) 是為了防止設備外殼的靜電荷積累、避免造成人身傷害而采取的保護措施。DCS系統所有的操作員機柜、現場(chǎng)控制站機柜、打印機、端子柜等均應接保護地。保護地應接至廠(chǎng)區電氣專(zhuān)業(yè)接地網(wǎng)，接地電阻小于4Ω。

　　1.1.2邏輯地：也叫機器邏輯地、主機電源地，是計算機內部的邏輯電平負端公共地，也是+5V等的電源輸出地。如CPU的正負5伏、正負12伏的負端。需要接入公共接地極。

　　1.1.3屏蔽地(AG，Analog Grounding) 也叫模擬地，它可以把現場(chǎng)信號傳輸時(shí)所受到的干擾屏蔽掉，以提高信號精度。DCS系統中信號電纜的屏蔽層應做屏蔽接地。線(xiàn)纜屏蔽層必須一端接地，防止形成閉合回路干擾。鎧裝電纜的金屬鎧不應作為屏蔽保護接地，必須是銅絲網(wǎng)或鍍鋁屏蔽層接地。接入公共接地極。

　　1.1.4本安地 應獨立設置接地系統，接地電阻≤4Ω。本安地的接地系統應保持獨立，與廠(chǎng)區電氣地網(wǎng)或其它儀表系統接地網(wǎng)的距離應在5m以上。

　　1.2DCS系統接地方式 DCS系統一般接地方式

　　1.2.1利用電氣接地網(wǎng)作為DCS接地網(wǎng)，即與電氣接地網(wǎng)共地;

　　1.2.2設DCS系統專(zhuān)用獨立的接地網(wǎng);

　　1.2.3設DCS專(zhuān)用接地網(wǎng)，經(jīng)接地線(xiàn)、再接至電氣接地網(wǎng);

　　由于第三種接地方式與第二種接地方式有較多相同處，過(guò)去，計算機或DCS系統曾經(jīng)較多的采用過(guò)專(zhuān)用的接地網(wǎng)。但這種接地方式存在的缺點(diǎn)是：占地面積太大，投資高，電纜及接地網(wǎng)鋼材耗量大，距廠(chǎng)房有相當的距離(因不易在廠(chǎng)房?jì)日业胶线m的位置)，管理、維護、測量及查找接地極和接地線(xiàn)不方便，且效果不甚良好。根據實(shí)際運行表明，設置專(zhuān)用的DCS接地網(wǎng)是既困難又不安全的。如某電廠(chǎng)曾因接地問(wèn)題，造成機組跳閘數十次。根據調查，不少電廠(chǎng)DCS后來(lái)改用電氣接地網(wǎng)接地，取得了良好的效果。

　　1.3對公共接地極(網(wǎng))的要求

　　1.3.1當廠(chǎng)區電氣接地網(wǎng)對地分布電阻≤4Ω時(shí)，可將廠(chǎng)區電氣接地網(wǎng)當著(zhù)DCS系統的公共接地極(網(wǎng))。

　　1.3.2當廠(chǎng)區電氣接地網(wǎng)接地電阻較大或雜亂時(shí)，應獨立設置接地系統，即為DCS系統的公共接地極(網(wǎng))。

　　1.3.3沒(méi)有本安地接入的公共接地極(網(wǎng))的對地分布電阻小于4歐姆;有本安地的小于1歐姆。接地總干線(xiàn)的線(xiàn)路阻抗小于0.1歐姆。

　　1.3.4接地極周?chē)?5米內無(wú)避雷地的接入點(diǎn)，8米內無(wú) 30KW 以上的高低壓用電設備外殼的接入點(diǎn)。當現場(chǎng)無(wú)法滿(mǎn)足該條件時(shí)，防雷保護地通過(guò)避雷器/沖擊波抑制器與公共接地極的主干線(xiàn)相連。電焊地切勿與公共接地極及其接地網(wǎng)搭接在一起，二者應距離10米以上。

　　2、DCS系統的接地原則

　　2.1DCS系統設置的接地裝置

　　2.2.1操作臺、打印臺、服務(wù)器柜：設有保護地螺釘。

　　2.2.2繼電器柜、UPS柜、配電柜：設有保護地螺釘。

　　2.2.3DCS的I/O機柜：設有屏蔽接地匯流排，保護地螺釘。系統地(+24V地)懸浮。

　　2.2.4儀表柜、手操盤(pán)臺：設有屏蔽地接地匯流排，保護地螺釘。

　　2.2.5安全柵柜：設有屏蔽地接地匯流排，本安地接地匯流排，保護地螺釘。

　　2.2信號屏蔽及其接地

　　2.2.1根據有關(guān)技術(shù)規定要求，計算機或 DCS系統信號電纜的屏蔽層不得浮空，必須接地，其接地方式應符合下列規定：

　　2.2.1.1當信號源浮空時(shí)，屏蔽層應在計算機側接地;

　　2.2.1.2當信號源接地時(shí)，屏蔽層應在信號源側接地;

　　2.2.1.3當放大器浮空時(shí)，屏蔽層的一端與屏蔽罩相連，另一端宜接共模地(當信號源接地時(shí)，接信號地。當信號源浮空時(shí)接現場(chǎng)地)。

　　2.2.1.4當屏蔽電纜途經(jīng)接線(xiàn)盒分斷或合并時(shí)，應在接線(xiàn)盒內將其兩端電纜的屏蔽層連接。

　　2.2.2 DCS系統信號電纜的選擇與敷設，應嚴格按照有關(guān)規定執行。屏蔽電纜的屏蔽層應按以上要求進(jìn)行接地。為了提高DCS 系統的抗干擾能力，DCS系統開(kāi)關(guān)量輸入/輸出信號，選用阻燃型對絞銅網(wǎng)屏蔽計算機電纜還是比較恰當的。