2007-03-08
评论5
楼主 2007/3/8 10:12:50
1）DCS的系统接地必须严格遵守厂家技术要求，所有进入DCS系统控制信号的电缆必须采用质量合格的屏蔽电缆，在DCS侧有良好的单端接地，
2）DCS系统与电气系统共用一个接地网时，控制系统接地线与电气接地网只允许有一个连接点，且接地电阻应＜0.5Ω。
3）重点处理好两种接地：保护接地和屏蔽接地。保护接地接至电气专业接地网，接地电阻＜2Ω。屏蔽接地接至电气专业接地网，接地电阻≤0.5Ω。不满足要求时，应独立设置接地系统，接地电阻≤2Ω。屏蔽接地的接地网接地点应远离电厂大电流设备10m以上。
4）模拟量信号最好采用屏蔽双绞电缆连接且有良好的单端接地。
楼主 2007/3/8 11:10:57
1、DCS系统接地的基本要求
DCS系统接地是为了保证当进入DCS系统的信号、供电电源或DCS系统设备本身出现问题时，有效的接地系统能承受过载电流并可以迅速将过载电流导入大地。接地系统能够为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（即参考零电位）。当接地系统发生问题时(接地电阻过大，多点接地，接地线断线或接地线与高电压、大电流设备相接触等)，会造成人员的触电伤害及设备的损坏，据了解，有些电厂DCS系统经常“死机” (或不明原因的“死机”)，大多是因为接地系统不良或存在问题所引起的。 因此，完善、可靠、正确的接地，是DCS 系统能够安全、可靠和良好运行的关键。
1.1DCS接地分类
在一般情况下，DCS控制系统需要两种接地：保护地和工作地（逻辑地、屏蔽地等）。对于装有安全栅防爆措施的系统如化工行业所用的系统，还要求有本安地。
1.1.1保护地（CG，Cabinet Grounding） 是为了防止设备外壳的静电荷积累、避免造成人身伤害而采取的保护措施。DCS系统所有的操作员机柜、现场控制站机柜、打印机、端子柜等均应接保护地。保护地应接至厂区电气专业接地网，接地电阻小于4Ω。
1.1.2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。需要接入公共接地极。
1.1.3屏蔽地（AG，Analog Grounding） 也叫模拟地，它可以把现场信号传输时所受到的干扰屏蔽掉，以提高信号精度。DCS系统中信号电缆的屏蔽层应做屏蔽接地。线缆屏蔽层必须一端接地，防止形成闭合回路干扰。铠装电缆的金属铠不应作为屏蔽保护接地，必须是铜丝网或镀铝屏蔽层接地。接入公共接地极。
1.1.4本安地 应独立设置接地系统，接地电阻≤4Ω。本安地的接地系统应保持独立，与厂区电气地网或其它仪表系统接地网的距离应在5m以上。
1.2DCS系统接地方式 DCS系统一般接地方式
1.2.1利用电气接地网作为DCS接地网，即与电气接地网共地；
1.2.2设DCS系统专用独立的接地网；
1.2.3设DCS专用接地网，经接地线、再接至电气接地网；
由于第三种接地方式与第二种接地方式有较多相同处，过去，计算机或DCS系统曾经较多的采用过专用的接地网。但这种接地方式存在的缺点是：占地面积太大，投资高，电缆及接地网钢材耗量大，距厂房有相当的距离(因不易在厂房内找到合适的位置)，管理、维护、测量及查找接地极和接地线不方便，且效果不甚良好。根据实际运行表明，设置专用的DCS接地网是既困难又不安全的。如某电厂曾因接地问题，造成机组跳闸数十次。根据调查，不少电厂DCS后来改用电气接地网接地，取得了良好的效果。
1.3对公共接地极（网）的要求
1.3.1当厂区电气接地网对地分布电阻≤4Ω时，可将厂区电气接地网当着DCS系统的公共接地极（网）。
1.3.2当厂区电气接地网接地电阻较大或杂乱时，应独立设置接地系统，即为DCS系统的公共接地极（网）。
1.3.3没有本安地接入的公共接地极（网）的对地分布电阻小于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。
1.3.4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。当现场无法满足该条件时，防雷保护地通过避雷器/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起，二者应距离10米以上。
2、DCS系统的接地原则
2.1DCS系统设置的接地装置
2.2.1操作台、打印台、服务器柜：设有保护地螺钉。
2.2.2继电器柜、UPS柜、配电柜：设有保护地螺钉。
2.2.3DCS的I/O机柜：设有屏蔽接地汇流排，保护地螺钉。系统地(+24V地)悬浮。
2.2.4仪表柜、手操盘台：设有屏蔽地接地汇流排，保护地螺钉。
2.2.5安全栅柜：设有屏蔽地接地汇流排，本安地接地汇流排，保护地螺钉。
2.2信号屏蔽及其接地
2.2.1根据有关技术规定要求，计算机或 DCS系统信号电缆的屏蔽层不得浮空，必须接地，其接地方式应符合下列规定：
2.2.1.1当信号源浮空时，屏蔽层应在计算机侧接地；
2.2.1.2当信号源接地时，屏蔽层应在信号源侧接地；
2.2.1.3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地)。
2.2.1.4当屏蔽电缆途经接线盒分断或合并时，应在接线盒内将其两端电缆的屏蔽层连接。
2.2.2 DCS系统信号电缆的选择与敷设，应严格按照有关规定执行。屏蔽电缆的屏蔽层应按以上要求进行接地。为了提高DCS 系统的抗干扰能力，DCS系统开关量输入/输出信号，选用阻燃型对绞铜网屏蔽计算机电缆还是比较恰当的。
3、DCS系统的接地方法
3.1集中布置的DCS设备接地方法
3.2分散布置的DCS设备接地方法
分散布置DCS系统设备之间的连接一般是网络（通讯）线，例如：现场控制站分散到现场，而操作员站位于不同的控制室，分散直径在500米的范围内，各站点间使用多模光纤或5类双绞线或DP屏蔽双绞线等连接。
3.2.1使用光纤连接的站点：各站点内的接地方法同集中布置的DCS设备。
3.2.2使用5类双绞线或DP屏蔽双绞线连接的站点：
3.2.2.1控制室的各类地线先连接到公共连接板，公共连接板通过接地总干线与公共接地极相连。从公共接地极看过去，整个接地网络是一个星型结构。
3.2.2.2 使用5类双绞线或DP屏蔽双绞线两头通过网络浪涌保护设备（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。两边的站点有各自的公共接地极，二者不必有金属连接，各站点的接地方法同集中布置的DCS设备。5类双绞线或DP屏蔽双绞线必须穿镀锌钢管或金属桥架敷设，钢管或桥架必须可靠接地。当雷击，或者电气事故造成两边地电位差过大时，信号避雷器可以保护两边的设备。
3.3 DCS设备接地安装
3.3.1接地体：为钉入地下的良导体，由接地总干线传来的电流通过接地体导入大地。接地体与接地总干线之间采用铜焊，焊接后应做防腐处理。可用接地网干线把多个接地体连接成网，接地网应满足DCS系统接地电阻的要求。当接地网干线与接地体采用搭接焊时，其搭接长度必须为扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。图3-2为典型的多接地体安装图。
3.4 DCS系统接地降低土壤电阻率的方法
3.4.1改变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、有良好吸水性的物质，如木炭、焦碳煤渣或矿渣等，该法可使土壤电阻率降低到原来的1/5～1/10。
3.4.2用食盐、木炭降低土壤电阻率用食盐、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原来的1/3～1/5。但食盐日久会随流水流失，一般超过两年就要补充一次。
3.4.3用长效化学降阻剂。用长效化学降阻剂方法可使土壤电阻率降至原来的40%。
3.5 DCS系统接地材料及要求
3.5.1接地体与接地网干线的材料要求
接地体和接地网干线所用钢材规格可按下表选用，若接地电阻满足不了要求时，也可选用铜材。如果接地体和接地网干线安装在腐蚀性较强的场所，应根据腐蚀的性质采取热镀锌、热镀锡等防腐措施或适当加大截面。
3.5.2接地连线要求
DCS系统的保护地和屏蔽地连线应使用铜芯绝缘电线或电缆连接到厂区电气专用接地网或接地体上。小表列出各类接地电缆可选用的规格。当接地连线距离较长、DCS系统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。
4、现场接地常用注意事项
4.1现场控制站：接地螺丝因机柜本体与底座间有胶皮形成绝缘，屏蔽地汇流排与底座间绝缘，现场控制站必须按规定做好接地处理。即分别接至现场控制站接地汇流排上。I/O柜的电源地与UPS的电源地必须接至同一个地，保证等电位。
4.2现场控制站：操作员站、工程师站、网络交换机、服务器主机、系统显示器等采用外壳接地或直接将电源地线连接至电气接地网。
4.3 I/O模件：模拟量模件的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。
4.4.现场控制站的保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连接板。
4.5接地系统的电阻必须进行测试，以保证接地能满足控制系统制造商的要求。
另再加一篇《D C S 系统的电缆布设和接地》
主要内容为：结合集散控制系统（DCS）的技术特点和现场信号分类，对控制系统关联的各种信号电缆布 有需要的就下载吧
楼主 2007/3/8 15:16:25
所谓接地就是将电路、单元与充作信号公共参考点的一等位点或等位面实现低阻抗连接。在DCS系统中，接地是抑制噪声和防止干扰的主要方法。就接地的作用总的来说只有两种：一是保护人员和设备不受损害叫保护接地；二是抑制干扰叫工作接地。
接地的含义可以理解为一个等电位点或等电位面，它是电路或系统的基准电位，但不一定为大地电位。保护地线必须在大地电位上，信号地线依据设计要求可以是大地电位，也可以不是大地电位。
2.1 保护接地
保护接地是将DCS中平时不带电的金属部分(机柜外壳，操作台外壳等)与地之间形成良好的导电连接，使机壳和地等电位，以保护设备和人身安全。此外保护接地还可以防止静电的积聚，使静电有可靠的泄放通路。原因是DCS的供电是强电供电(220V或ll0V)，通常情况下机壳等是不带电的，当故障发生(如主机电源故障或其它故障)造成电源的供电火线与外壳等导电金属部件短路时，这些金属部件或外壳就形成了带电体，如果没有很好的接地，那么这带电体和地之间就有很高的电位差，如果人不小心触到这些带电体，那么就会通过人身形成通路，产生危险。因此，必须将金属外壳和地之间作很好的连接，使机壳和地等电位。此外，保护接地还可以防止静电的积聚。
对于保护接地，其接地电阻要求小于4Ω，可接在厂区电气专业接地网。对于工作接地(包括信号回路接地、屏蔽接地等)，它的接地电阻要求在1～4Ω内，可接至厂区电气专业接地网或独立设置接地系统。
2.2 工作接地
工作接地是为了使DCS以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。它分为机器逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地，可分为系统接地、屏蔽接地和本安接地。在石化和其它防爆系统中还有本安接地。机器逻辑地，也叫主机电源地，是计算机内部的逻辑电平负端公共地，也是5V等电源的输出地。对于本安仪表接地，其接地电阻要求在1～4Ω内，须独立设置接地系统，并与其他接地网相距5m以上。不同DCS系统制造厂家，其接地要求也有所不同。
3 DCS接地时应注意的问题
在DCS的设计、安装和调试工作中，应注意以下问题：
3.1 工作接地与安全接地不能相互混接，否则安全地的干扰进人信号回路，将影响DCS的准确运行。
3.2 屏蔽接地时，屏蔽层应在计算机端单点接地，否则二点的地电位差会造成干扰进人信号回路(对热电偶回路尤其要注意)经过中间接线箱的信号线，其屏蔽层应在接线箱端子两倒跨接并对地浮空，最后在计算机端接地。
3.3 本安接地与系统地应尽可能为同一地板，如为不同地板应保证两地极之间有可靠的电气连接，使安全栅接地电位与直流电源负端等电位。
3.4 各种接地均应一点接人地网上，各机柜地采用放射接法接至该点，以使每种接地在系统中均能保持同一电位。
3.5 注意所选DCS对全厂供电系统地、避雷地的要求。
总之，DCS接地直接影响DCS运行的可靠性与精确性，必须得到应有的重视。由于组成DCS系统的模件、模块比较娇贵，有的怕静电感应，有的经受不起雷击感应，所以，安装时要特别注意说明书中对接地的要求，并严格按要求执行。
楼主 2007/3/8 15:48:52
非常感谢您的回答！
楼主 2007/3/8 16:03:57
原国家电力公司《火力发电厂分散控制系统运行检修导则》（DL/T744-2001）第3.2条款“分散控制系统电源及接地”中对控制系统接地要求：
1）DCS机柜外壳不允许与建筑物钢筋直接相连，机柜外壳、电源地、屏蔽地和逻辑地应分别接到机柜各地线上，并将各机柜相应地线连接后，再用两根铜芯电缆引至接地极（体）。电缆铜芯截面应满足制造厂的规定。2） 应保证DCS系统满足“一点接地”的要求，整个接地系统最终只有一点接到接地地网上；并满足接地电阻的要求。3）DCS输入输出信号屏蔽线要求单端接地，信号端不接地，屏蔽线应直接接在机柜地线上；信号端接地，屏蔽线应在信号端接地。4）DCS单独设置接地网时，专用接地网周围不允许有大型电力设备的接地极；DCS不设置专用接地网而利用全厂公用接地网时，DCS的接地极（体）也应远离大型电力设备的接地极（体）。
3.3 《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》（DL/T659—1998）对控制系统的接地要求：
分散控制系统的接地应符合制造厂的技术条件和有关标准的规定。屏蔽电缆的屏蔽层必须单点接地。分散控制系统采用独立接地网时，若制造厂无特殊要求， 则其接地极与电厂电气接地网之间应保持10m以上的距离，且接地电阻不得超过2Ω。当分散控制系统与电厂电力系统共用一个接地网时，控制系统地线与电气接地网只允许有一个连接点，且接地电阻应小于0.5Ω。
3.4《电力建设施工及验收技术规范》（热工仪表及控制装置篇SDJ 279-90）中对接地的要求：
1）仪表盘、接线盒、电线管、电缆架以及在正常情况下不带电、但有可能接触到危险电压的裸露金属部件，应做保护接地。
2）保护接地应牢固可靠，可接到电气的保护接地网上，但不应串联接地。保护接地的电阻值应符合设计规定。
3）利用各种金属构件、金属管道等作为接地线时，应保证其全长为完好的电气通路。利用串联的金属构件、金属管道作接地线时，应在其串接部位焊接金属跨接线。
4）若制造厂要求控制装置及计算机的机柜不与电气接地网连接时，其外壳应与底座绝缘。
5）仪表及控制装置的接地，应按设计或制造厂要求进行。计算机或组装仪表控制系统的接地，应集中一点引入接地网。
6）计算机或控制装置设有专用接地网时，接地网与保护接地网的连接方式及接地电阻值均应符合设计规定。接地电阻值应包括接地引线电阻。
7）屏蔽电缆、屏蔽导线、屏蔽补偿导线的屏蔽层均应接地，并遵守下列规定：（1）总屏蔽层及对绞屏蔽层均应接地；
（2）全线路的屏蔽层应有可靠的电气连续性，同一信号回路或同一线路的屏蔽层只允许有一个接地点；
（3）屏蔽层接地的位置应符合设计规定，宜在表盘侧，但信号源接地时，屏蔽层的接地点应靠近信号源的接地点。
8）接地的传感器及管线不得直接与发电机、励磁机轴承座接触。
