一,、 概述

　　卷煙行業(yè)的自動化控制系統(tǒng)主要是采用PLC現(xiàn)場總線構建的,。系統(tǒng)中各主機設備使用的溫度參數(shù)、水分參數(shù),、閥門控制數(shù)據(jù)等多采用模擬量4～20mA電流方式進行傳輸,。同時控制系統(tǒng)中還大量使用了變頻器、軟啟動器等具有強烈電磁干擾的電器設備,，而且工業(yè)現(xiàn)場動力線路密布,，設備啟停運轉繁忙，因此存在嚴重的電場和磁場干擾,。

　　模擬量信號等控制電纜和現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡電纜運行在干擾環(huán)境中,，其屏蔽接地若不能得到較好的處理，將對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和系統(tǒng)的正常工作造成嚴重影響,。

　　屏蔽接地的目的是為防止電氣設備因受電磁干擾,，而影響其工作或對其它設備造成電磁干擾。

　　二,、 屏蔽接地方式

　　在卷煙行業(yè)的工業(yè)控制系統(tǒng)中,，屏蔽接地通常采用兩種方式來處理：屏蔽層單端接地和屏蔽層雙端接地。

　?、?屏蔽層單端接地是在屏蔽電纜的一端將金屬屏蔽層直接接地,，另一端不接地或通過保護接地。如下圖：

　　圖1 

　　在屏蔽層單端接地情況下,，非接地端的金屬屏蔽層對地之間有感應電壓存在,，感應電壓與電纜的長度成正比，但屏蔽層無電勢環(huán)流通過,。單端接地就是利用抑制電勢電位差達到消除電磁干擾的目的,。

　　這種接地方式適合長度較短的線路，電纜長度所對應的感應電壓不能超過安全電壓,。靜電感應電壓的存在將影響電路信號的穩(wěn)定,，有時可能會形成天線效應。

　?、?雙端接地是將屏蔽電纜的金屬屏蔽層的兩端均連接接地，如下圖：

　　圖2

　　在屏蔽層雙端接地情況下,，金屬屏蔽層不會產(chǎn)生感應電壓,，但金屬屏蔽層受干擾磁通影響將產(chǎn)生屏蔽環(huán)流通過，如果地點A和地點B的電勢不相等,，將形成很大的電勢環(huán)流,，環(huán)流會對信號產(chǎn)生抵消衰減效果。

　　在實際的應用中,，采用何種方式的接地處理,，需要根據(jù)具體的現(xiàn)場情況來分析和選用,。 

　　三、 控制系統(tǒng)的屏蔽接地選用

　　卷煙行業(yè)的控制系統(tǒng)中,，因PLC控制系統(tǒng)的集中性特點決定,，現(xiàn)場動力線路分布相對集中，加上輸入輸出的數(shù)字量通道,，導線之間形成相互耦合是信號干擾的重要原因,。另外，控制系統(tǒng)使用的變頻器,、軟啟動器,，也對環(huán)境形成了嚴重的電磁輻射干擾。

　　根據(jù)屏蔽接法的方式和特點,，在處理控制系統(tǒng)的屏蔽時,，需要考慮多個方面的因素。

　?、?減少導線間的串擾主要采用遠離技術：弱信號的模擬數(shù)據(jù)線要遠離強信號線敷設,，尤其是遠離動力線路。要避免平行走線,，實際的操作中可以采用敷設不同橋架的方式進行隔離,。

　　② 抑制磁場耦合干擾,，盡量屏蔽干擾源：對于變頻器,、熱啟動器等強干擾源設備最好能將其用導磁材料屏蔽，但在工程中較難實現(xiàn),，不過應該杜絕的是將它們同控制系統(tǒng)的輸入輸出通道設計在同一個控制箱內,。建議采用相對獨立的電控箱安裝。變頻器的動力輸出電源最好使用屏蔽電纜,，采用單端接地的連接方式,，即在控制柜變頻器端的屏蔽接地，電機端的屏蔽層懸浮,。（需要注意的是,，電機側屏蔽懸浮但正常的保護接地線仍然要正確安裝和連接）

　　③ 模擬信號的傳輸選用雙絞屏蔽線較好,。雙絞屏蔽線的信號線與其返回線絞合能減少感性耦合引起的干擾,。絞合的兩條線阻抗一樣，自身產(chǎn)生的磁場干擾或外部磁場干擾都可以較好的抵消,。同時,，平衡式傳輸又獨具很強的抗共模干擾能力。

　　④ 區(qū)分處理低頻信號和高頻信號的屏蔽接地,。對于低頻信號一般采用屏蔽電纜的屏蔽層單端接地方式,，能較好的抑制電位差達到消除電磁干擾目的（4～20mA的模擬量信號多屬于此類）；對于高頻信號,，應該采用雙端接地的方式,，包括PLC控制系統(tǒng)的總線網(wǎng)絡（例如ProfiBus網(wǎng)絡、DeviceNet網(wǎng)絡等）,、同軸網(wǎng)絡（ControlNet等）,。同軸網(wǎng)絡更是需要有良好的雙端屏蔽接地，因為同軸網(wǎng)絡的屏蔽層除擔當屏蔽的作用外,，還是高頻通道的回程導線,。

　　⑤ 屏蔽接地要遵循一點接地的原則,，系統(tǒng)的控制柜和子控制箱盡可能做到等電勢,，減少靜電干擾?？梢栽诠耖g安裝直徑6㎜以上連接地線用于平衡電勢,。

　　在安裝連接屏蔽電纜時，要特別保持屏蔽的完整性,，拆斷或分開屏蔽將極大地降低屏蔽效率,。

　　四、 結論

　　控制系統(tǒng)現(xiàn)場的干擾來源是多方面的,，各種輸入輸出信號之間接地是否合理,，不只是形成相互耦合干擾的問題，有時還危及計算機系統(tǒng)的安全,。

　　針對不同的項目和不同的現(xiàn)場,，屏蔽接地需要有不同的處理方法，正確的設計和利用它們,、良好地抑制干擾,，關系到控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。