关于网络接地系统和防雷的设计
xjtomb
xjtomb Lv.2
2005年12月31日 14:24:42
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接地系统的准备 在 DCS 应用中,最让人不清楚的,但又是必须理解的大概就是接地问题了。不仅很多用户不清楚,就连有的系统集成商、 DCS 厂商代理处的有些人都未必特别清楚,原因是因为大部分学自动控制和计算机的人在学校学自动控制原理或计算机原理时是不学接地内容的。而工业控制计算机又涉及到除了计算机本身外还有很多各种类型的信号线,直接与计算机 I / O 接口相连,这些信号有开关量型(包括开入、开出、而且负载能力也有很大差别,有模拟类的(大信号 : 4 - 20mV , 1 - 5V ,小信号 0 - 50mV 。 O - 10mV ,大信号中有四线制的,也有两线制的)有的系统中还有交流信号直接通过互感器而接到计算机的交流信号来样,这样也就造成了各工控机厂家(特别是 DCS 厂家)为了保证自己系统能够在各 种应用现场正常运行,提出了各种各样的接地要求。而这些接地要求差别很大,有的很苛 刻,有的相对宽松一些。这就更使现场人员混乱了。不仅厂家提的接地要求不一致,而且各种教科书和设计手册中对接地的解释也不甚统一。为了让现场施工人员和工程服务人员对接地问题有一个较全面的了解,我们在此较为详细地介绍一个系统应用中遇到的一些接 地概念和方法。

接地系统的准备
在 DCS 应用中,最让人不清楚的,但又是必须理解的大概就是接地问题了。不仅很多用户不清楚,就连有的系统集成商、 DCS 厂商代理处的有些人都未必特别清楚,原因是因为大部分学自动控制和计算机的人在学校学自动控制原理或计算机原理时是不学接地内容的。而工业控制计算机又涉及到除了计算机本身外还有很多各种类型的信号线,直接与计算机 I / O 接口相连,这些信号有开关量型(包括开入、开出、而且负载能力也有很大差别,有模拟类的(大信号 : 4 - 20mV , 1 - 5V ,小信号 0 - 50mV 。 O - 10mV ,大信号中有四线制的,也有两线制的)有的系统中还有交流信号直接通过互感器而接到计算机的交流信号来样,这样也就造成了各工控机厂家(特别是 DCS 厂家)为了保证自己系统能够在各 种应用现场正常运行,提出了各种各样的接地要求。而这些接地要求差别很大,有的很苛 刻,有的相对宽松一些。这就更使现场人员混乱了。不仅厂家提的接地要求不一致,而且各种教科书和设计手册中对接地的解释也不甚统一。为了让现场施工人员和工程服务人员对接地问题有一个较全面的了解,我们在此较为详细地介绍一个系统应用中遇到的一些接 地概念和方法。
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xjtomb
2005年12月31日 14:26:26
12楼
保护接地: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)连在一起,有的不允许将保护地同该线相连,用户一定要仔细阅读厂家提供的接地安装说明书,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。还有一点值得提醒的是,DCS的所有外设必须从一条供电线上供电,而且一台设备(如操作员站位所连接的所有外设和主机系统(CRT、打印机、拷贝机主机系统)的电源必须从设备的供电分配器上取电,而不允许从其它地方取电,否则可能会烧坏接口甚至设备,对于不得不用长线连接的场合,或用较粗导线提供供电,或采取通信隔离措施。
各站的CG在连接时可以采用幅射连接法,也可以采用串行接法。电源逻辑地(P)如图 3.4.14所示。首先,各站内的逻辑地必须位于一点PG,然后,粗绝缘导线以辐射状接到一点上,然后接到大地接地线上。在有些系统中,所有的输入,输出均是隔离的,这样其内部逻辑地就是一个独立的单元,与其它部分没有电器连接,这种系统中往往不需要PG接地,而是保持内部浮空。所以,用户在设计和施工接地系统时,一定要仔细阅读产品的技术要求和接地要求。
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xjtomb
2005年12月31日 14:26:35
13楼
·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IQ。 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<I欧姆,而且各机柜之间的电阻也要<1欧姆。
·信号地的处理: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。
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xjtomb
2005年12月31日 14:26:43
14楼
·安全栅的接地:我们回过头来再看图3.4.13所示的安全栅线路图。从图中可以看出有三个接地点:B,E,D,通常B和E两点都在计算机这一侧。可以连在一起,形成一点接地。而D点是变送器外壳在现场的接地,若现场和控制室两接地点间有电位差存在,那么, D点和E点的电位就不同了。假设我们以E作为参考点,假定是D点出现10V的电势,此时,A点和E点的电位仍为24V,那么A和D间就可能有34V的电位差了,己超过安全极限电位差,但齐纳管不会被击穿,因为A和E间的电位差没变,因而起不到保护作用。这时如果不小心现场的信号线碰到外壳上,就可能引起火花,可能会点燃周围的可燃性气体,这样的系统也就不具备本安性能了。所以,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。但注意,此接地一定不要与上面几种接地发生冲突。
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xjtomb
2005年12月31日 14:26:51
15楼
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I欧姆以下,而安全栅的接地电阻应<4欧姆,最好 < 1欧姆,PG和CG的接地电阻应小于4欧姆。
(3)接地方法
一般工控机系统(包括自动化仪表)的接地系统,由接地线接地汇流排、公用连接板、接地体等几部分组成。
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ljj6363
2007年04月03日 10:31:28
16楼
这么牛的贴怎么没人回呢.真是可惜啊.不知道楼主能不能把图片贴出来.我很有兴趣
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menghao1688
2007年06月25日 15:18:07
17楼
注意保护接地、工作接地的做法
这个很重要哦
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imweskit
2007年08月21日 14:30:12
18楼
期待楼主能把图附上。顺便再请教一下,如果出现故障,如何判断是与接地有关呢?
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qhduan
2008年04月09日 08:56:55
19楼
好贴呀,要顶顶让更多的人看到!!
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