评论14

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  常青树

  楼主 2008/10/15 13:16:21

  1、干扰原因
  为了理解接地的目的，我们先介绍系统应用中所面临的几种干扰。干扰又叫噪声，是窜入或叠加在系统电源、信号线上的与信号无关的电信号。干扰会造成测量的误差、严重的干扰（如雷击、。大的串模干扰可会造成设备损坏。常见的干扰有以下几种：
  （1）电阻耦合引入的干扰（传导引入）
  ①当几种信号线在一起传输时，由于绝缘材料老化，漏电而影响到其它信号，即在其它信号中引入干扰。
  ②在一些用电能作为执行手段的控制系统中（如电热炉、电解槽等）信号传感器漏电，接触到带电体，也会引入很大的干扰。
  ③在一些老式仪表和执行机构中，现场端采用220V供电，有时设备烧坏，造成电源与信号线间短路，也会造成较大的干扰。
  ④由于接地不合理，例如在信号线的两端接地，会因为地电位差而加入一较大的干扰，如图3.4.9所示。信号线的两端同时接地，这样，如果A、B两点的距离较远，则可能会有较大的电位差eN ，这个电位差可能会在A•B两端之间的信号线上产生一个很大的环流。

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  常青树

  楼主 2008/10/15 13:17:21

  （2）电容电感耦合引入的干扰
  因为在被控现场往往有很多信号同时接入计算机，而且这些信号线或者走电缆槽，或者走电缆管,但肯定是很多根信号在一起走线。这些信号之间均有分布电容存在，会通过这些分布电容将干扰加到别的信号线上，同时，在交变信号线的周围会产生个交变的磁通，而这些交变磁通会在并行的导体之间产生电动势，这也会造成线路上的干扰。

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  常青树

  楼主 2008/10/15 13:17:58

  （3）计算机供电线路上引入的干扰
  在有些工业现场(特别是电厂冶金企业、大的机械加工厂）大型电气设备启动频繁，大的开关装置动作也较频繁，这些电动机的启动、开关的闭合产生的火花会在其周围产生很大的交变磁场．这些交变磁场既可以通过在信号线上耦合产生干扰，也可能通过电源线上产生高频干扰，这些干扰如果超过容许范围，也会影响计算机系统的工作。

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  常青树

  楼主 2008/10/15 13:18:39

  （4）雷击引入的干扰
  雷击可能在系统周围产生很大的电磁干扰，也可能通过各种接地线引入干扰。
  2、干扰抑制
  以上列举了产生干扰的几种原因，这些干扰如果得不到很好的抑制和防止，轻则影响系统的测量技术精度，因而使正常的控制无法实现，重则会造成设备损坏，人们在长期的工程实践中总结出了很多干扰抑制的方法。
  （l）隔离
  ①使所有的信号线很好地绝缘，使其不可能漏电，这样，防止由于接触引入的干扰；
  ②将不同种类的信号线隔离铺设（在不同一电缆槽中，或用隔板隔开），我们可以根据信号不同类型将其按抗噪声干扰的能力分成几等。
  模拟量信号（模人、摸出，特别是低电平的模人信号如热电偶信号，热电阻信号等）对高频的脉冲信号的抗干扰能力是很差的。建议用屏蔽双绞线连接，且这些信号线必须单独占用电线管或电缆槽，不可与其它信号在同一电缆管（或槽）中走线。
  低电平的开关信号（一些状态干结点信号），数据通信线路（RS232、EIA485等），对低频的脉冲信号的抗干扰能力比上种信号要强，但建议最好采用屏蔽双绞线（至少用双绞线）连接。此类信号也要单独走线，不可和动力线和大负载信号线在一起平行走线。

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  常青树

  楼主 2008/10/15 13:19:12

  高电平（或大电流）的开关量的输入输出、CATV、电话线，以及其它继电器输入输出信号，这类信号的抗干扰能力又强于以上两种，但这些信号会干扰别的信号，因此建议用双绞线连接，也单独走电缆管或电缆槽。
  动力线AC 220V、380V，以及大通断能力的断路器、开关信号线等，这些线的电缆选择主要不是依抗干扰能力，而是由电流负载和耐压等级决定。
  以上说明，同一类信号可能放在一条电缆管或槽中，相近种类信号如果必须在同一电缆槽中走线，则一定要用金属隔板将它们隔开。
  ③还有一种隔离是将信号源同计算机在电气上进行隔离，这样，会大大地减小共模干扰对计算机造成的危害。如图 3．4．10所示。图 3．4．10表示用隔离放大器将信号的输入端子与计算机部分完全隔离（有的系统中采用隔离变压器，或继电器等方式隔离，对开关量则可以采用光电器件，或继电器进行隔离）。这样，由于C和D之间地电位不同所产生的干扰信号形不成回路，抑制了干扰的危害。

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  常青树

  楼主 2008/10/15 13:19:52

  ④第四种隔离是供电系统的隔离
  为了防止供电线路上引入共模高频干扰信号，可以在供电线路上设隔离变压器进行干扰隔离，如图3．4.11所示。
  
  为了达到好的干扰抑制效果，有两点必须注意：变压器的屏蔽层要很好地接地；变压器的次级线圈一定要用双绞线。

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  常青树

  楼主 2008/10/15 13:20:26

  （2）屏蔽
  屏蔽就是用金属导体，把被屏蔽的元件，组合件，电话线，信号线包围起来。这种方法对电容性耦合噪声抑制效果很好。最常见的就是用屏蔽双绞线连接模拟信号。
  以上说的电气屏蔽，但在很多场合下，信号除了受电噪声干扰以外，主要还受到强交变磁场的影响，如电站，冶炼厂重型机械厂等，那么，我们除了要考虑电气屏蔽以外，还要考虑磁屏蔽，即考虑用铁、镍等导磁性能好的导体进行屏蔽。

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  常青树

  楼主 2008/10/15 13:21:06

  （3）绞线
  用双绞线代替两根平行导线是抑制磁场干扰的有效办法。原理如图3．4．12所示：
  
  图3．4．12中，每个小绞纽环中会通过交变的磁通，而这些变化磁通会在周围的导体中产生电动势，它由电磁通感应定律决定（如图中导线中的箭头所示）。从图中可以看出，相邻绞纽环中在同一导体上产生的电动势方向相反，相互抵消，这对电磁干扰起到较好的抑制作用。
  （4）雷击保护
  系统受雷击干扰有两种方式：架空电源线，信号线可能会遭受雷击，另一种是信号电缆附近受到雷击，通过分布电容和电感耦合到信号线，在信号线上产生一个很大的脉冲干扰，有时甚至会烧坏设备，影响人员安全。针对不同的干扰原因，可以采用下面两种措施防雷击：
  ①对于耦合干扰，我们可用金属电缆管或槽铺设信号线，电缆管或金属槽有很好的接地。
  ②对于架空信号线，则必须在计算机输入端子处采取防雷措施，如装避雷器，加压敏电阻、较强的滤波电路等来抑制其干扰。
  以上我们介绍了常见的干扰原因和抑制措施。《石油化工自动设计手册中》(参见参考文献)对仪表的抗干扰措施有较详细的介绍，读者可以参考。

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  常青树

  楼主 2008/10/15 13:21:43

  3、接地准备
  （l）接地的作用
  接地的作用总的步说只有两种：保护人和设备不受损害；抑制干扰；抑制干扰接地在有的书中又叫工作接地，而前者又叫保护接地。
  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，以保护设备和人身安全。原因是DCS的供电是强电供电（220V或11OV），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。

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  dingxiubing

  楼主 2008/10/15 14:49:26

  我们对以前刘志斌的帖子讨论后决定，今后严打恶意分层发帖，好好的文章被分割成小段。