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浅析DCS控制系统接地的使用与要求

引言随着化工行业的迅速发展和自动化水平的提高,dcs控制系统已在国内石化、电力、医药等行业中得到广泛应用,这对保证企业的安

导言

跟着化工职业的敏捷发展和自动化水平的进步,dcs控制体系已在国内石化、电力、医药等职业中得到广泛应用,这对确保企业的安全安稳出产起到了十分重要的作用,并取得了杰出的作用。

dcs合理、牢靠的体系接地,是dcs体系非常重要的内容。为了确保dcs体系的监测控制精度和安全、牢靠运转,有必要对体系接地办法、接地要求、信号屏蔽、接地线截面挑选、接地极规划、接地箱安置等方面,进行仔细规划和统筹考虑。本文依据dcs体系的规划标准要求,依据实践对dcs体系接地进行评论和扼要的介绍。

2dcs体系接地的基本要求

dcs体系接地是为了确保当进入dcs体系的信号、供电电源或dcs体系设备自身出现问题时,牢靠的接地体系能接受过载电流并可以敏捷将过载电流导入大地。接地体系可以为dcs供给屏蔽层,消除电子噪声搅扰,并为整个控制体系供给公共信号参阅点(即参阅零电位)。当接地体系产生问题时(接地电阻过大,多点接地,接地线断线或接地线与高电压、大电流设备相触摸等),会构成人员的触电损伤及设备的损坏,还会构成dcs体系常常“死机”(或不明原因的“死机”),大多是因为接地体系不良或存在问题所引起的。

因此,完善、牢靠、正确的接地,是dcs 体系可以安全、牢靠和杰出运转的要害。

2.1 dcs接地分类

在一般情况下,dcs控制体系需求两种接地:维护地和工作地(逻辑地、屏蔽地等)。关于装有安全防爆办法的体系如化工职业所用的体系,还要求有本安地。

(1) 维护地(cg,cabinet grounding):cg是为了避免设备外壳的静电荷堆集、避免构成人身损伤而采纳的维护办法。dcs体系一切的操作员站、现场控制站、打印机、端子柜等均应接维护地。维护地应接至电气专业接地网,接地电阻小于4ω。

(2)逻辑地:也叫机器逻辑地、主机电源地,是计算机内部的逻辑电平负端公共地,也是+5v等的电源输出地。如cpu的正负5伏、正负12伏的负端。需求接入公共接地极。

(3)屏蔽地(ag,analog grounding):ag也叫模仿地,它可以把现场信号传输时所遭到的搅扰屏蔽掉,以进步信号精度。dcs体系中信号电缆的屏蔽层应做屏蔽接地。线缆屏蔽层有必要一端接地,避免构成闭合回路搅扰。铠装电缆的金属铠不该作为屏蔽维护接地,有必要是铜丝网或镀铝屏蔽层接地。接入公共接地极。

(4) 本安地: 应独立设置接地体系,接地电阻≤4ω。本安地的接地体系应坚持独立,与电气地网或其它外表体系接地网的间隔应在5m以上。

2.2 dcs体系接地办法

(1) 运用电气接地网作为dcs接地网,即与电气接地网共地;

(2) 设dcs体系专用独立的接地网;

(3) 设dcs专用接地网,经接地线、再接至电气接地网。

2.3 dcs体系接地办法经历交流

因为第3种接地办法与第2种接地办法有较多相同处,曩昔,计算机或dcs体系从前较多的选用过专用的接地网。但这种接地办法存在的缺陷是:占地面积太大,出资高,电缆及接地网钢材耗量大,距厂房有恰当的间隔(因不易在厂房内找到适宜的方位),办理、维护、丈量及查找接地极和接地线不方便,且作用不甚杰出。依据实践运转标明,设置专用的dcs接地网是既困难又不安全的。co2压缩机曾因接地问题,构成机组振值过高和跳车。dcs后来改用电气接地网接地,取得了杰出的作用。

2.4 对公共接地极(网)的要求

(1) 当电气接地网对地散布电阻≤4ω时,可将电气接地网当着dcs体系的公共接地极(网)。

(2) 当电气接地网接地电阻较大或凌乱时,应独立设置接地体系,即为dcs体系的公共接地极(网)。

(3) 没有本安地接入的公共接地极(网)的对地散布电阻小于4欧姆;有本安地的小于1欧姆。接地总干线的线路阻抗小于0.1欧姆。

(4) 接地极周围15米内无避雷地的接入点,8米内无30kw以上的高低压用电设备外壳的接入点。当现场无法满意该条件时,防雷维护地经过避雷器/冲击波抑制器与公共接地极的主干线相连。电焊地切勿与公共接地极及其接地网搭接在一同,二者应间隔10米以上。

3dcs体系的接地准则

3.1 dcs体系设置的接地装置

(1) 操作台、打印台、服务器柜:设有维护地螺钉。

(2)继电器柜、ups柜、配电柜:设有维护地螺钉。

(3) dcs的i/o机柜:设有屏蔽接地汇流排,维护地螺钉。体系地(+24v地)悬浮。

(4) 外表柜、手操盘台:设有屏蔽地接地汇流排,维护地螺钉。

(5) 安全栅柜:设有屏蔽地接地汇流排,本安地接地汇流排,维护地螺钉。

3.2 信号屏蔽及其接地

(1)依据有关技能规则要求,计算机或 dcs体系信号电缆的屏蔽层不得浮空,有必要接地,其接地办法应契合下列规则:

当信号源浮空时,屏蔽层应在计算机侧接地;

当信号源接地时,屏蔽层应在信号源侧接地;

当放大器浮空时,屏蔽层的一端与屏蔽罩相连,另一端宜接共模地(当信号源接地时,接信号地。当信号源浮空时接现场所)。

当屏蔽电缆途经接线盒分断或兼并时,应在接线盒内将其两端电缆的屏蔽层衔接。

(2)dcs体系信号电缆的挑选与铺设,应严厉依照有关规则履行。屏蔽电缆的屏蔽层应按以上要求进行接地。为了进步dcs体系的抗搅扰才能,dcs体系开关量输入/输出信号,选用阻燃型对绞铜网屏蔽计算机电缆仍是比较恰当的。

4dcs体系的接地办法

4.1 涣散安置的dcs设备接地办法

涣散安置dcs体系设备之间的衔接一般是网络(通讯)线,例如:现场控制站涣散到现场,而操作员站坐落不同的控制室,涣散直径在500米的范围内,各站点间运用多模光纤或5类双绞线或dp屏蔽双绞线等衔接。

(1) 运用光纤衔接的站点:各站点内的接地办法同会集安置的dcs设备。

(2) 运用5类双绞线或dp屏蔽双绞线衔接的站点:

(3) 控制室的各类地线先衔接到公共衔接板,公共衔接板经过接地总干线与公共接地极相连。从公共接地极看曩昔,整个接地网络是一个星型结构。

(4) 运用5类双绞线或dp屏蔽双绞线两端经过网络衔接维护设备(信号避雷器、通流量不小于5ka)与dcs的switch、hub、repeat、或其他网络设备相连。两头的站点有各自的公共接地极,二者不用有金属衔接,各站点的接地办法同会集安置的dcs设备。5类双绞线或dp屏蔽双绞线有必要穿镀锌钢管或金属桥架敷设,钢管或桥架有必要牢靠接地。当雷击或许电气事端构成两头地电位差过大时,信号避雷器可以维护两头的设备。

4.2 dcs设备接地装置

接地体:为钉入地下的良导体,由接地总干线传来的电流经过接地体导入大地。接地体与接地总干线之间选用铜焊,焊接后应做防腐处理。可用接地网干线把多个接地体衔接成网,接地网应满意dcs体系接地电阻的要求。当接地网干线与接地体选用搭接焊时,其搭接长度有必要为扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。

4.3 dcs体系接地下降土壤电阻率的办法

(1) 改动接地体周围的土壤结构。在接地体周围的土壤2~3m范围内,掺入不容于水的、有杰出吸水性的物质,如木炭、焦碳煤渣或矿渣等,该法可使土壤电阻率下降到本来的1/5~1/10。

(2) 用食盐、木炭下降土壤电阻率用食盐、木炭分层夯实。木炭和细掺匀为一层,约10~15cm厚,再铺2~3cm的食盐,共5~8层。铺好后打入接地体。此法可使电阻率降至本来的1/3~1/5。但食盐日久会随流水丢失,一般超越两年就要弥补一次。

(3) 用长效化学降阻剂。用长效化学降阻剂办法可使土壤电阻率降至本来的40%。

4.4 dcs体系接地资料及要求

(1) 接地体与接地网干线的资料要求接地体和接地网干线所用钢材标准可按下表选用,若接地电阻满意不了要求时,也可选用铜材。假如接地体和接地网干线装置在腐蚀性较强的场所,应依据腐蚀的性质采纳热镀锌、热镀锡等防腐办法或恰当加大截面。

(2) 接地连线要求dcs体系的维护地和屏蔽地连线应运用铜芯绝缘电线或电缆衔接到电气专用接地网或接地体上。当接地连线间隔较长、dcs体系对接地电阻要求较高或接地干线分接的支线数量较多时,宜选用表中截面较大的电线电缆。

5现场接地施工要害

5.1现场控制站

接地螺丝因机柜本体与底座间有胶皮构成绝缘,屏蔽地汇流排与底座间绝缘,现场控制站有必要按规则做好接地处理。即别离接至现场控制站接地汇流排上。i/o柜的电源地与ups的电源地有必要接至同一个地,确保等电位。

5.2 配备外壳接地

现场控制站、操作员站、工程师站、网络交换机、服务器主机、体系显示器等选用外壳接地或直接将电源地线衔接至电气接地网。

5.3 i/o卡件

模仿量模件的40端即直流24伏的负端接至逻辑地汇流排上,逻辑地汇流排接至屏蔽地,再接入总接地汇流排。

5.4 维护接地

现场控制站的维护地应从机柜下方的接地螺钉接至接地分干线,现场控制站的屏蔽地应从接地汇流排接至公共衔接板。

5.5工程测验

接地体系的电阻有必要进行测验,以确保接地能满意控制体系需求。

6结束语

完善、牢靠、正确的接地,是dcs体系可以安全、牢靠和杰出运转的要害。是影响企业长周期安稳出产的要害。在出产实践中,堆集一些有关接地原因此引发事端的经历。把握接地的标准和要求,根绝因接地而引发事端的产生,为企业长周期安全安稳运转供给牢靠的保证。

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