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常见问题

DCS数据波动?应该看看的DCS接地!

一、DCS系统接地的基本要求 
  DCS系统的接地是为了确保在进入DCS系统,电源或DCS系统设备的信号出现问题时有效的接地系统本身可以承受过载电流,并且可以将过载电流迅速导至大地。
  接地系统可以为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或参考零电位。当接地系统出现问题时,接地电阻太大,多点接地,接地线断开或接地线与高压,大电流设备接触,等会导致人员触电并损坏设备。可以理解,某些DCS系统频繁崩溃或无法解释的崩溃主要是由接地系统不良或问题引起的。因此,完美,可靠和正确的接地是DCS系统安全,可靠和良好运行的关键。

二、DCS接地分类 
  通常,DCS控制系统需要两种接地方式:保护性接地和工作接地逻辑接地,屏蔽接地等。
对于配备了安全栅栏和防爆措施的系统,例如化学工业中使用的本质上 
1、保护接地CG,机柜接地 
  这是一种防止静电在设备上累积的保护措施。外壳,避免人身伤害。DCS系统的所有操作员柜,现场控制站柜,打印机,终端柜等应连接到保护地。保护接地应连接到工厂的电气专业接地网,并且接地电阻应小于4Ω。 
2、逻辑上
  也称为机器逻辑接地和主机电源接地,它是计算机内部逻辑电平负端的公共接地,也是+ 5V的电源输出接地。例如CPU的正负5伏和正负12伏的负端子。需要连接到公共接地电极。 
3、屏蔽接地AG,模拟接地
  也称为模拟接地,它可以屏蔽在现场产生的干扰信号传输,提高信号精度。 DCS系统中信号电缆的屏蔽层应屏蔽并接地。电缆屏蔽层必须一端接地,以防止形成闭环干扰。铠装电缆的金属铠装不应用作屏蔽保护接地,它必须是铜丝网或镀铝屏蔽层接地。连接到公共接地电极。 
4、内部
  接地系统应独立设置,接地电阻应≤4Ω。本安接地的接地系统应保持独立,并且距工厂接地网络或其他仪器系统的距离至少应为5m。

三、DCS系统接地方式 
①使用电气接地网作为DCS接地网,即与电气接地网共用接地;  
②为DCS系统设置专用且独立的接地网;  
③为DCS设置专用的接地网,该接地网通过接地线连接到电气接地网。因为第三种接地方法与第二种接地方法有很多相似之处,因此过去,计算机或DCS系统使用更专用的接地网。但是这种接地方法的缺点是:面积太大,投资很高,电缆和接地网的钢材消耗量很大,并且距工厂有相当大的距离。在工厂中找到合适的位置并不容易,并且不方便管理,维护,测量和找到接地电极和接地线,效果不是很好。根据实际操作,建立专用的DCS接地网既困难又不安全。

四、公共接地电极网络的要求 
1、当工厂区域的电气接地网格对地面的分布电阻小于或等于4Ω时,工厂区域的电气接地网格可以用作公共场所DCS系统的接地电极网。
2、当工厂中的电气接地网的接地电阻较大或杂乱无章时,应独立设置接地系统, 
3、没有本质安全接地的公共接地电极网对地的分布电阻小于4Ω;本质安全接地的电阻小于1Ω。接地主线的线路阻抗小于0.1Ω。 ## 4 
在接地电极周围15米内没有防雷接地的接入点,并且在8米内没有超过30KW的高低压电气设备外壳的接入点。当现场无法满足条件时,防雷接地线通过避雷器/冲击波抑制器连接到公共接地电极的主线。不要将电焊地面与公共接地电极及其接地网重叠,两者之间的距离应大于10米。 

五、接地原理DCS系统
1、安装在DCS系统中的接地装置
1.1、操作台,印刷台,服务器机柜:配有保护接地螺钉。
1.2、继电器机柜,UPS机柜,配电柜:配有保护接地
1.3、DCSI/O机柜:配备屏蔽接地总线,保护性接地螺钉,系统接地+ 24V接地悬架。
1.4、仪器柜,手动操作面板:配备
1.5、安全防护柜:配备屏蔽接地母线,本质安全接地母线和保护性接地螺钉。

2、信号屏蔽和接地
  根据相关技术法规,计算机或DCS系统信号电缆的屏蔽层不得浮空且必须接地。接地方法应满足以下要求:
2.1、信号源悬空时,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、当放大器悬空时,屏蔽层的一端连接到屏蔽盖,另一端连接到共模地面。当信号源接地时,连接到信号接地。信号源悬空时接地; 
2.4、当通过接线盒分开或合并屏蔽电缆时,应将电缆两端的屏蔽层连接到 

六、DCS系统接地以降低土壤电阻率的方法 
1、更改周围的土壤结构接地体。在接地体周围土壤的2〜3m范围内,与不相容的吸水物质(如木炭,焦炭渣或矿渣等)混合,可将土壤电阻率降低至1原始1/5~1/10。
2、使用食盐和木炭降低土壤电阻率。用食盐和木炭分层并压实。木炭并精细地混合成一层,大约10约15厘米厚,然后撒2到3厘米的食盐,共5到8层。
铺设后,驶入接地体。此方法可将电阻率降低到原始电阻率的1/3至1/5。但是,盐分会随着时间的流逝而流失,并且通常会补充两年以上。
3、使用长效抗化学腐蚀剂。长期的化学减阻剂方法可以将土壤电阻率降低到原来的40。

七、DCS系统接地材料及要求 
1、接地体和接地网主干线的材料要求
  可以根据下表选择用于接地体和接地网主干线的钢的规格。如果接地电阻不能满足要求,也可以使用铜。如果接地体和接地网络干线安装在腐蚀性较强的地方,应根据腐蚀的性质或交叉点采用热浸镀锌,热镀锡等防腐措施。部分应适当放大。


2、接地要求
  DCS系统的保护性接地和屏蔽接地应使用铜芯绝缘电线或电缆连接到工厂的电气接地网或接地体。
当接地连接距离较长时,DCS系统对接地电阻的要求较高,或者接地干线所分接的分支线数较大,则表中横截面较大的电线和电缆应为
 

八、现场接地的常见预防措施 
1、现场控制站
  接地螺钉由于机柜主体和基座之间的橡胶而绝缘,并且屏蔽接地母线与基座绝缘。现场控制站必须按照规定接地。也就是说,它们分别连接到现场控制站的接地母线。I/O机柜的电源接地和UPS的电源接地必须连接到同一接地,以确保等电位。 
2、每个硬件设备
  操作员站,工程师站,网络交换机,服务器主机,系统显示器等均采用外壳接地或将电源接地线直接连接到电气接地网格。
3、I/O组件
  模拟模块的40端子,即24伏DC的负端子,连接到逻辑接地总线,逻辑接地总线连接到屏蔽接地
4、屏蔽接地
  现场控制站的保护接地应从机柜下方的接地螺钉连接到接地子干线,并应连接现场控制站的屏蔽接地从接地母线到公共连接板。 
5、接地电阻测试
  必须测试接地系统的电阻,以确保接地能够满足控制系统制造商的要求。  


九、接地的施工规范要求
1、保护外壳,仪表板,机柜,箱体,线盒和电缆槽,保护管,支架,底座等正常接地的要求电表的非充电金属零件,可能由于绝缘损坏而带有危险电压。对于电源电压不高于36V的现场仪器,开关等,在设计文件中没有特殊要求时,则不需要保护接地。
2、安装在非爆炸性危险区域中的小型低压电器(例如按钮,信号灯,继电器等)的金属外壳与接地良好接触时,可能不会接地。 
3、仪器的保护性接地系统应连接到电气工程中低压电气设备的保护性接地网上,并且该连接应
4、保护接地的接地电阻值应符合设计文件的要求。
5、安装在建筑物上的电缆槽和电缆保护管可以重复接地。
6、仪器和控制系统应扎根工作。工作接地包括信号环路接地和屏蔽接地,以及有特殊要求的本安电路接地。接地系统的连接方法和接地电阻值应符合设计文件的要求。
7、仪器和控制系统的信号环路接地和屏蔽接地应共享接地设备。
8、每个仪器回路都应该只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DC信号回路隔离开。
9、信号回路应在显示仪器一侧。当接地的热电偶和检测元件接地时,不应将其在显示仪器侧接地。
10、仪器电缆和电线的屏蔽层应在接地端子上接地。仪表板柜位于控制室一侧。同一回路的屏蔽层应具有可靠的电气连续性,并且不应浮动或反复接地,并且不得在显示仪器中接地。现场仪表端电缆的屏蔽层不得暴露在保护层之外。 
11、有抗干扰要求时,备用芯线应插入多芯电缆应在一点处接地,并且屏蔽电缆的备用芯线和电缆屏蔽层应在同一侧接地。
12、仪表板,机柜和箱体中每个电路的接地应通过各自的接地分支线引到接地母线或接地端子板上,接地主干线应从接地母线或接地端子板上引出,然后连接到接地主线和接地极端连接。接地分支线,母线或接地端子板应在非连接处相互绝缘。
13、接地系统的连接应使用铜线-芯线绝缘电缆或电缆,并用镀锌螺栓固定。仪表板,机柜,盒子等中的接地母线应由铜制成,并用绝缘托架固定。接地主线和接地体之间应使用焊接。
14、本质安全电路本身不应接地,除非在设计文档中指定了接地。使用二极管安全栅时,其接地应连接到直流电源的公共端。
15、防静电接地应满足以下要求设计文件,并且可以与设备,管道和电气设备的防静电工程同时进行。
16、接地线应为多股铜线芯绝缘电线或电缆,应通过镀锌或铜质螺栓连接。接地母线应由铜制成并通过绝缘支架固定。
17、接地线的截面积应符合设计文件的要求和制造商。当设计文件和制造商没有规定时,接地连接应大于2mm²,接地分支线应大于6mm²,接地干线应大于20mm²,并且接地干线应更大。比30mm²大。
18、在接地干线和接地体之间应使用焊接。埋入的接地干线可以用有效横截面积相同的热浸镀锌扁钢或圆钢焊接。关节可以重叠。扁钢的重叠长度是宽度的2倍,圆钢的直径是6倍。
19、接地电阻值应符合设计文件的规定;接触点应良好,连接应牢固;焊接处应进行防腐处理。以及制造商的规定。如果设计文件或制造商未指定,则应满足以下规定:
①仪器系统的保护性接地电阻值通常为4Ω,最大值不应超过10Ω。安装高灵敏度接地自动报警装置或接地自动切断装置时,接地电阻值可以大于10Ω,但应在100Ω以内。当安装了防雷系统时,接地电阻不应大于1Ω; 
②屏蔽层接地和工作接地应在10Ω; 
③之内。本安回路的接地和其他仪器的接地电阻应符合产品技术文件的要求; 
④DCS,PLC和PCS系统的接地电阻应小于4Ω; 
⑤接地板之间的距离应大于5m。
20、在构建接地系统时,应及时保存隐蔽的工程记录。

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