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接地接不好,DCS、PLC控制系統(tǒng)中儀表接地重要性
2017-03-15 09:53:06 來源:
隨著DCS、PLC的廣泛應(yīng)用,儀表系統(tǒng)的接地已經(jīng)成為儀表工程設(shè)計的一個組成部分。儀表及控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到生產(chǎn)裝置安全、穩(wěn)定的運行,系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵。特別是采用分散控制系統(tǒng),若不考慮和處理好現(xiàn)場電磁干擾和兼容問題,一方面要求生產(chǎn)制造單位提高系統(tǒng)抗干擾能力;另一方面,要求工程設(shè)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(tǒng)接地的重要性。
1)保護接地:保護設(shè)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(tǒng)等電子設(shè)備本身結(jié)構(gòu)造成的事實上的接地;一是為抑制干擾而設(shè)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(tǒng)中要做屏蔽的接地的有:
a、導(dǎo)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(dǎo)線管、金屬匯線槽及金屬儀表外殼。
(3)本安儀表系統(tǒng)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(zhì)的措施之一。
本安儀表系統(tǒng)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(tǒng)接地設(shè)計。
控制室內(nèi)的儀表接地系統(tǒng)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(tǒng)設(shè)計中應(yīng)遵守的原則、接地體的設(shè)置以及接地線等有關(guān)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(xiàn)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(jù)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(yīng)與一切金屬構(gòu)件絕緣。
信號回路的接地位置根據(jù)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(xiàn)。
2、接地體的設(shè)置
儀表接地系統(tǒng)的保護接地一般情況下宜和電力系統(tǒng)的接地體共用,不必單獨設(shè)置接地體。
儀表系統(tǒng)工作接地體的設(shè)置有三種處理方式:
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單獨設(shè)置的儀表系統(tǒng)接地體
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廠區(qū)電氣系統(tǒng)接地網(wǎng)
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電氣系統(tǒng)在不同裝置或不同界區(qū)分設(shè)的接地分配器。
采取何種方式,應(yīng)根據(jù)具體情況決定。
下面幾種情況推薦單獨設(shè)置接地體:
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需要單獨設(shè)置的本質(zhì)安全儀表系統(tǒng);
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需要單獨設(shè)置的DCS或計算機系統(tǒng);
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電氣系統(tǒng)接地網(wǎng)接地電阻不能滿足儀表系統(tǒng)接地要求時;
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土壤電阻率高,接地電阻不能達到設(shè)計值的場所,例如砂地、巖石或干燥地區(qū);
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周圍環(huán)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(dāng)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(tǒng)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(shè)置接地體較為經(jīng)濟合理時。
從抑制干擾的觀點,防止電力系統(tǒng)對儀表的干擾,把兩個系統(tǒng)的接地完全分開,各自設(shè)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(shè)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(tǒng)可以和電力系統(tǒng)共用接地體而不必單獨設(shè)置。
實際工程設(shè)計中,電氣*往往把全廠的地下管道、地下結(jié)構(gòu)、接地體連接成一個統(tǒng)一的接地網(wǎng),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(tǒng)和電力接地系統(tǒng)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(tǒng)單獨設(shè)置接地體,也應(yīng)該把儀表系統(tǒng)的接地體和電力系統(tǒng)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(tǒng)的保護接地電阻,一般為4Ω,*高不宜超過10Ω。當(dāng)設(shè)置有高靈敏度接地自動報警裝置時,如漏電開關(guān),接地電阻值可大于10Ω。
PLC主要用于開關(guān)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(tǒng),接地要求相對比較高。當(dāng)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(tǒng)。
4、接地線的選擇和連接
儀表系統(tǒng)的接地連線應(yīng)使用多股銅芯絕緣電線或電纜,不允許再用裸導(dǎo)線或鋼材,這對保證接地系統(tǒng)的質(zhì)量,提高接地連線的連續(xù)性和可靠性有較大的好處。儀表系統(tǒng)的接地連線,除可引向單獨設(shè)置的儀表系統(tǒng)接地體、廠區(qū)電氣系統(tǒng)接地網(wǎng)以外,還可以引向電氣系統(tǒng)在不同裝置或不同界區(qū)分設(shè)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(shù)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(yīng)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(yīng)設(shè)置絕緣支撐。
儀表盤、儀表柜、控制柜內(nèi)的接地端子或匯流排,經(jīng)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(yīng)彼此絕緣。接地連接板應(yīng)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(yīng)設(shè)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(guān)或熔斷器。
當(dāng)儀表盤內(nèi)同時有保護接地和工作接地時,應(yīng)分別設(shè)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(yīng)的接地匯流排或端子板。盤內(nèi)的這兩類接地匯流排或端子板經(jīng)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(yīng)彼此絕緣。
當(dāng)儀表系統(tǒng)和電力系統(tǒng)共用接地體時,兩個系統(tǒng)的接地匯流排分干線、總干線應(yīng)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(yīng)裝配防松零件。
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