隨著化工行業(yè)的迅速發(fā)展和自動化水平的提高,，dcs控制系統(tǒng)已在國內(nèi)石化,、電力、醫(yī)藥等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,，這對保證企業(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)起到了十分重要的作用,，并取得了良好的效果,。

　　dcs合理、可靠的系統(tǒng)接地,，是dcs系統(tǒng)非常重要的內(nèi)容,。為了保證dcs系統(tǒng)的監(jiān)測控制精度和安全、可靠運行,，必須對系統(tǒng)接地方式,、接地要求、信號屏蔽、接地線截面選擇,、接地極設(shè)計,、接地箱布置等方面，進行認真設(shè)計和統(tǒng)籌考慮,。本文根據(jù)dcs系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范要求,，根據(jù)實際對dcs系統(tǒng)接地進行討論和簡要的介紹。

　　2 dcs系統(tǒng)接地的基本要求

　　dcs系統(tǒng)接地是為了保證當進入dcs系統(tǒng)的信號,、供電電源或dcs系統(tǒng)設(shè)備本身出現(xiàn)問題時,，可靠的接地系統(tǒng)能承受過載電流并可以迅速將過載電流導(dǎo)入大地。接地系統(tǒng)能夠為dcs提供屏蔽層,，消除電子噪聲干擾,，并為整個控制系統(tǒng)提供公共信號參考點（即參考零電位）。當接地系統(tǒng)發(fā)生問題時（接地電阻過大,，多點接地,，接地線斷線或接地線與高電壓、大電流設(shè)備相接觸等）,，會造成人員的觸電傷害及設(shè)備的損壞,，還會造成dcs系統(tǒng)經(jīng)常“死機”（或不明原因的“死機”）,，大多是因為接地系統(tǒng)不良或存在問題所引起的,。

　　因此，完善,、可靠、正確的接地,，是dcs 系統(tǒng)能夠安全,、可靠和良好運行的關(guān)鍵。

　　2.1 dcs接地分類

　　在一般情況下,，dcs控制系統(tǒng)需要兩種接地：保護地和工作地（邏輯地,、屏蔽地等）。對于裝有安全柵防爆措施的系統(tǒng)如化工行業(yè)所用的系統(tǒng),，還要求有本安地,。

　　（1） 保護地（cg,，cabinet grounding）：cg是為了防止設(shè)備外殼的靜電荷積累,、避免造成人身傷害而采取的保護措施。dcs系統(tǒng)所有的操作員站,、現(xiàn)場控制站,、打印機、端子柜等均應(yīng)接保護地。保護地應(yīng)接至電氣專業(yè)接地網(wǎng),，接地電阻小于4ω,。

　　（2）邏輯地：也叫機器邏輯地,、主機電源地,，是計算機內(nèi)部的邏輯電平負端公共地，也是+5v等的電源輸出地,。如cpu的正負5伏,、正負12伏的負端。需要接入公共接地極,。

　?。?）屏蔽地（ag，analog grounding）：ag也叫模擬地,，它可以把現(xiàn)場信號傳輸時所受到的干擾屏蔽掉,，以提高信號精度。dcs系統(tǒng)中信號電纜的屏蔽層應(yīng)做屏蔽接地,。線纜屏蔽層必須一端接地,，防止形成閉合回路干擾。鎧裝電纜的金屬鎧不應(yīng)作為屏蔽保護接地,，必須是銅絲網(wǎng)或鍍鋁屏蔽層接地,。接入公共接地極。

　?。?） 本安地： 應(yīng)獨立設(shè)置接地系統(tǒng),，接地電阻≤4ω。本安地的接地系統(tǒng)應(yīng)保持獨立,，與電氣地網(wǎng)或其它儀表系統(tǒng)接地網(wǎng)的距離應(yīng)在5m以上,。

　　2.2 dcs系統(tǒng)接地方式

　　（1） 利用電氣接地網(wǎng)作為dcs接地網(wǎng),，即與電氣接地網(wǎng)共地,；

　　（2） 設(shè)dcs系統(tǒng)專用獨立的接地網(wǎng),；

　?。?） 設(shè)dcs專用接地網(wǎng)，經(jīng)接地線,、再接至電氣接地網(wǎng),。

　　2.3 dcs系統(tǒng)接地方式經(jīng)驗交流

　　由于第3種接地方式與第2種接地方式有較多相同處，過去,，計算機或dcs系統(tǒng)曾經(jīng)較多的采用過專用的接地網(wǎng),。但這種接地方式存在的缺點是：占地面積太大,，投資高，電纜及接地網(wǎng)鋼材耗量大,，距廠房有相當?shù)木嚯x（因不易在廠房內(nèi)找到合適的位置）,，管理、維護,、測量及查找接地極和接地線不方便,，且效果不甚良好。根據(jù)實際運行表明,，設(shè)置專用的dcs接地網(wǎng)是既困難又不安全的,。co2壓縮機曾因接地問題，造成機組振值過高和跳車,。dcs后來改用電氣接地網(wǎng)接地,，取得了良好的效果。

　　2.4 對公共接地極（網(wǎng)）的要求

　?。?） 當電氣接地網(wǎng)對地分布電阻≤4ω時,，可將電氣接地網(wǎng)當著dcs系統(tǒng)的公共接地極（網(wǎng)）。

　?。?） 當電氣接地網(wǎng)接地電阻較大或雜亂時,，應(yīng)獨立設(shè)置接地系統(tǒng)，即為dcs系統(tǒng)的公共接地極（網(wǎng)）,。

　?。?） 沒有本安地接入的公共接地極（網(wǎng)）的對地分布電阻小于4歐姆；有本安地的小于1歐姆,。接地總干線的線路阻抗小于0.1歐姆,。

　　（4） 接地極周圍15米內(nèi)無避雷地的接入點,，8米內(nèi)無30kw以上的高低壓用電設(shè)備外殼的接入點,。當現(xiàn)場無法滿足該條件時，防雷保護地通過避雷器/沖擊波抑制器與公共接地極的主干線相連,。電焊地切勿與公共接地極及其接地網(wǎng)搭接在一起，二者應(yīng)距離10米以上,。

　　3 dcs系統(tǒng)的接地原則

　　3.1 dcs系統(tǒng)設(shè)置的接地裝置

　?。?） 操作臺、打印臺,、服務(wù)器柜：設(shè)有保護地螺釘,。

　　（2） 繼電器柜,、ups柜,、配電柜：設(shè)有保護地螺釘,。

　　（3） dcs的i/o機柜：設(shè)有屏蔽接地匯流排,，保護地螺釘,。系統(tǒng)地（+24v地）懸浮。

　?。?） 儀表柜,、手操盤臺：設(shè)有屏蔽地接地匯流排，保護地螺釘,。

　?。?） 安全柵柜：設(shè)有屏蔽地接地匯流排，本安地接地匯流排,，保護地螺釘,。

　　3.2 信號屏蔽及其接地

　　（1）根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)定要求,，計算機或 dcs系統(tǒng)信號電纜的屏蔽層不得浮空,，必須接地，其接地方式應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　當信號源浮空時,，屏蔽層應(yīng)在計算機側(cè)接地,；

　　當信號源接地時，屏蔽層應(yīng)在信號源側(cè)接地,；

　　當放大器浮空時,，屏蔽層的一端與屏蔽罩相連，另一端宜接共模地（當信號源接地時,，接信號地,。當信號源浮空時接現(xiàn)場地）。

　　當屏蔽電纜途經(jīng)接線盒分斷或合并時,，應(yīng)在接線盒內(nèi)將其兩端電纜的屏蔽層連接,。

　　（2）dcs系統(tǒng)信號電纜的選擇與鋪設(shè),，應(yīng)嚴格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,。屏蔽電纜的屏蔽層應(yīng)按以上要求進行接地。為了提高dcs系統(tǒng)的抗干擾能力,，dcs系統(tǒng)開關(guān)量輸入/輸出信號,，選用阻燃型對絞銅網(wǎng)屏蔽計算機電纜還是比較恰當?shù)摹?/p>

　　4 dcs系統(tǒng)的接地方法

　　4.1 分散布置的dcs設(shè)備接地方法

　　分散布置dcs系統(tǒng)設(shè)備之間的連接一般是網(wǎng)絡(luò)（通訊）線，例如：現(xiàn)場控制站分散到現(xiàn)場,，而操作員站位于不同的控制室,，分散直徑在500米的范圍內(nèi)，各站點間使用多模光纖或5類雙絞線或dp屏蔽雙絞線等連接,。

　?。?） 使用光纖連接的站點：各站點內(nèi)的接地方法同集中布置的dcs設(shè)備,。

　　（2） 使用5類雙絞線或dp屏蔽雙絞線連接的站點：

　?。?） 控制室的各類地線先連接到公共連接板,，公共連接板通過接地總干線與公共接地極相連。從公共接地極看過去,，整個接地網(wǎng)絡(luò)是一個星型結(jié)構(gòu),。

　　（4） 使用5類雙絞線或dp屏蔽雙絞線兩頭通過網(wǎng)絡(luò)連接保護設(shè)備（信號避雷器,、通流量不小于5ka）與dcs的switch,、hub、repeat,、或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連,。兩邊的站點有各自的公共接地極，二者不必有金屬連接,，各站點的接地方法同集中布置的dcs設(shè)備,。5類雙絞線或dp屏蔽雙絞線必須穿鍍鋅鋼管或金屬橋架敷設(shè)，鋼管或橋架必須可靠接地,。當雷擊或者電氣事故造成兩邊地電位差過大時,，信號避雷器可以保護兩邊的設(shè)備。

　　4.2 dcs設(shè)備接地安裝

　　接地體：為釘入地下的良導(dǎo)體,，由接地總干線傳來的電流通過接地體導(dǎo)入大地,。接地體與接地總干線之間采用銅焊，焊接后應(yīng)做防腐處理,?？捎媒拥鼐W(wǎng)干線把多個接地體連接成網(wǎng)，接地網(wǎng)應(yīng)滿足dcs系統(tǒng)接地電阻的要求,。當接地網(wǎng)干線與接地體采用搭接焊時,，其搭接長度必須為扁鋼寬度的2倍或圓鋼直徑的6倍。

　　4.3 dcs系統(tǒng)接地降低土壤電阻率的方法

　?。?） 改變接地體周圍的土壤結(jié)構(gòu),。在接地體周圍的土壤2～3m范圍內(nèi)，摻入不容于水的,、有良好吸水性的物質(zhì),，如木炭、焦碳煤渣或礦渣等,，該法可使土壤電阻率降低到原來的1/5～1/10。

　?。?） 用食鹽,、木炭降低土壤電阻率用食鹽,、木炭分層夯實。木炭和細摻勻為一層,，約10～15cm厚,，再鋪2～3cm的食鹽，共5～8層,。鋪好后打入接地體,。此法可使電阻率降至原來的1/3～1/5。但食鹽日久會隨流水流失,，一般超過兩年就要補充一次,。

　　（3） 用長效化學(xué)降阻劑,。用長效化學(xué)降阻劑方法可使土壤電阻率降至原來的40%,。

　　4.4 dcs系統(tǒng)接地材料及要求

　　（1） 接地體與接地網(wǎng)干線的材料要求接地體和接地網(wǎng)干線所用鋼材規(guī)格可按下表選用,，若接地電阻滿足不了要求時,，也可選用銅材。如果接地體和接地網(wǎng)干線安裝在腐蝕性較強的場所,，應(yīng)根據(jù)腐蝕的性質(zhì)采取熱鍍鋅,、熱鍍錫等防腐措施或適當加大截面。

　?。?） 接地連線要求dcs系統(tǒng)的保護地和屏蔽地連線應(yīng)使用銅芯絕緣電線或電纜連接到電氣專用接地網(wǎng)或接地體上,。當接地連線距離較長、dcs系統(tǒng)對接地電阻要求較高或接地干線分接的支線數(shù)量較多時,，宜選用表中截面較大的電線電纜,。

　　5 現(xiàn)場接地施工關(guān)鍵

　　5.1現(xiàn)場控制站

　　接地螺絲因機柜本體與底座間有膠皮形成絕緣，屏蔽地匯流排與底座間絕緣,，現(xiàn)場控制站必須按規(guī)定做好接地處理,。即分別接至現(xiàn)場控制站接地匯流排上。i/o柜的電源地與ups的電源地必須接至同一個地,，保證等電位,。

　　5.2 裝備外殼接地

　　現(xiàn)場控制站、操作員站,、工程師站,、網(wǎng)絡(luò)交換機、服務(wù)器主機,、系統(tǒng)顯示器等采用外殼接地或直接將電源地線連接至電氣接地網(wǎng),。

　　5.3 i/o卡件

　　模擬量模件的40端即直流24伏的負端接至邏輯地匯流排上，邏輯地匯流排接至屏蔽地,，再接入總接地匯流排,。

　　5.4 保護接地

　　現(xiàn)場控制站的保護地應(yīng)從機柜下方的接地螺釘接至接地分干線,，現(xiàn)場控制站的屏蔽地應(yīng)從接地匯流排接至公共連接板。

　　5.5工程測試

　　接地系統(tǒng)的電阻必須進行測試,，以保證接地能滿足控制系統(tǒng)需要,。

　　6 結(jié)束語

　　完善、可靠,、正確的接地,，是dcs系統(tǒng)能夠安全、可靠和良好運行的關(guān)鍵,。是影響企業(yè)長周期穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵,。在生產(chǎn)實踐中，積累一些有關(guān)接地原因而引發(fā)事故的經(jīng)驗,。掌握接地的規(guī)范和要求,，杜絕因接地而引發(fā)事故的發(fā)生，為企業(yè)長周期安全穩(wěn)定運行提供可靠的保障,。