随着DCS、PLC的廣泛應用，儀表系統的接地已經成為儀表工程設計的一個組成部分。儀表及控制系統的可靠性直接影響到生産裝置安全、穩定的運行，系統的抗幹擾能力是關系到整個系統可靠運行的關鍵。特别是采用分散控制系統，若不考慮和處理好現場電磁幹擾和兼容問題，一方面要求生産制造單位提高系統抗幹擾能力；另一方面，要求工程設計、安裝施工和使用維護單位引起高度重視。

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DCS、PLC控制系統接地的重要性

1）保護接地：保護設備和人身安全。2）工作接地：保證儀表精确、可靠地正常工作。（1）信号回路接地；分兩種類型：一是儀表、PLC、DCS、計算機系統等電子設備本身結構造成的事實上的接地；一是為抑制幹擾而設置接地。（2）屏蔽接地：抑制電容性耦合幹擾，降低電磁幹擾的部件的一種有效措施。

在儀表系統中要做屏蔽的接地的有： a、導線的屏蔽層、排擾線； b、儀表上的屏蔽接地端子；

c 、未作保護接地而起屏蔽作用的金屬導線管、金屬彙線槽及金屬儀表外殼。（3）本安儀表系統接地。這種接地除了具有抑制幹擾的作用外，還有使儀表具有本安性質的措施之一。本安儀表系統的本安性能是借助于安全栅的隔離和能量限制作用，以保證進入危險的能量限制在安全定額以下，從而達到安全火花型的防爆性能。

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控制系統接地設計

控制室内的儀表接地系統由接地線、接地彙流排、公用連接闆、接地體等幾部分組成。

接地系統設計中應遵守的原則、接地體的設置以及接地線等有關問題介紹如下：

由于地電位差的存在，如果出現一個以上的接地點就會形成回路，使儀表引入幹擾，所以同一信号回路、同一屏蔽層或排擾線隻能有根據一個接地點，不能有一個以上的接地點，除了既定接地以外，其他部位應與一切金屬構件絕緣。

2、接地體的設置

儀表接地系統的保護接地一般情況下宜和電力系統的接地體共用，不必單獨設置接地體。

儀表系統工作接地體的設置有三種處理方式：

• 單獨設置的儀表系統接地體
• 廠區電氣系統接地網
• 電氣系統在不同裝置或不同界區分設的接地分配器。

采取何種方式，應根據具體情況決定。

下面幾種情況推薦單獨設置接地體：

• 需要單獨設置的本質安全儀表系統；
• 需要單獨設置的DCS或計算機系統；
• 電氣系統接地網接地電阻不能滿足儀表系統接地要求時；
• 土壤電阻率高，接地電阻不能達到設計值的場所，例如砂地、岩石或幹燥地區；
• 周圍環境存在嚴重的電磁幹擾；
• 所選用的儀表對躁聲相當敏感，抗幹擾要求高，如電磁流量計等；
• 控制室與電力系統接地體距離較遠，若共用接地體，會使接地線過長，給施工維護帶來不便；
• 單獨設置接地體較為經濟合理時。

從抑制幹擾的觀點，防止電力系統對儀表的幹擾，把兩個系統的接地完全分開，各自設置接地體，對儀表的防幹擾是有利的。但從工程觀點看，單獨設置接地體比共用接地體投資大，費鋼材，占地面積大，安裝維護麻煩。一般，除上述特殊情況外，儀表接地系統可以和電力系統共用接地體而不必單獨設置。

3、接地電阻

接地體或自然接地體的對地電阻和接地線電阻的總和稱為接地電阻。

儀表系統的保護接地電阻，一般為4Ω，最高不宜超過10Ω。當設置有高靈敏度接地自動報警裝置時，如漏電開關，接地電阻值可大于10Ω。

PLC主要用于開關量的檢測控制，它的輸入、輸出模塊大多具有光電隔離功能，因而接地要求相對比較低。用于模拟量檢測控制的DCS系統，接地要求相對比較高。

當信号回路多點接地時，由于地點位的不同，會在信号傳輸中引起誤差。但也有一些信号回路不接地的浮動工作地系統。

儀表系統的接地連線，除可引向單獨設置的儀表系統接地體、廠區電氣系統接地網以外，還可以引向電氣系統在不同裝置或不同界區分設的接地分配器。

接地支線、接地分幹線和接地總幹線的截面數值選擇。

儀表盤、儀表櫃、控制櫃上需要接地的儀表，應連接到接地端子或接地彙流排。接地彙流排宜采用25mm×6mm的銅條，應設置絕緣支撐。

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DCS控制系統接地

DCS合理、可靠的系統接地，是DCS系統非常重要的内容。為了保證DCS系統的監測控制精度和安全、可靠運行，必須對系統接地方式、接地要求、信号屏蔽、接地線截面選擇、接地極布置等方面，進行認真統籌考慮。

DCS接地基本要求

DCS系統接地是為了保證當進入DCS系統的信号、供電電源或DCS系統設備本身出現問題時，有效的接地系統能承受過載電流并可以迅速将過載電流導入大地。接地系統能夠為DCS提供屏蔽層，消除電子噪聲幹擾，并為整個控制系統提供公共信号參考點（即參考零電位）。當接地系統發生問題時(接地電阻過大，多點接地，接地線斷線或接地線與高電壓、大電流設備相接觸等)，會造成人員的觸電傷害及設備的損壞，據了解，有些DCS系統經常“死機” (或不明原因的“死機”)，大多是因為接地系統不良或存在問題所引起的。因此，完善、可靠、正确的接地，是DCS系統能夠安全、可靠和良好運行的關鍵。

DCS接地分類

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

• 保護地：（CG，Cabinet Grounding） 是為了防止設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系統所有的操作員機櫃、現場控制站機櫃、打印機、端子櫃等均應接保護地。保護地應接至廠區電氣專業接地網，接地電阻小于4Ω。
• 邏輯地：也叫機器邏輯地、主機電源地，是計算機内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） 也叫模拟地，它可以把現場信号傳輸時所受到的幹擾屏蔽掉，以提高信号精度。DCS系統中信号電纜的屏蔽層應做屏蔽接地。線纜屏蔽層必須一端接地，防止形成閉合回路幹擾。铠裝電纜的金屬铠不應作為屏蔽保護接地，必須是銅絲網或鍍鋁屏蔽層接地。接入公共接地極。
• 本安地：應獨立設置接地系統，接地電阻≤4Ω。本安地的接地系統應保持獨立，與廠區電氣地網或其它儀表系統接地網的距離應在5m以上。

DCS對公共接地極（網）的要求

• 當廠區電氣接地網對地分布電阻≤4Ω時，可将廠區電氣接地網當着DCS系統的公共接地極（網）。
• 當廠區電氣接地網接地電阻較大或雜亂時，應獨立設置接地系統，即為DCS系統的公共接地極（網）。
• 沒有本安地接入的公共接地極（網）的對地分布電阻小于4歐姆；有本安地的小于1歐姆。接地總幹線的線路阻抗小于0.1歐姆。
• 接地極周圍15米内無避雷地的接入點，8米内無 30KW 以上的高低壓用電設備外殼的接入點。當現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幹線相連。電焊地切勿與公共接地極及其接地網搭接在一起，二者應距離10米以上。

DCS系統接地原則

• DCS系統設置的接地裝置

1. 操作台、打印台、服務器櫃：設有保護地螺釘。
2. 繼電器櫃、UPS櫃、配電櫃：設有保護地螺釘。
3. DCS的I/O機櫃：設有屏蔽接地彙流排，保護地螺釘。系統地( 24V地)懸浮。
4. 儀表櫃、手操盤台：設有屏蔽地接地彙流排，保護地螺釘。
5. 安全栅櫃：設有屏蔽地接地彙流排，本安地接地彙流排，保護地螺釘。

• 信号屏蔽及其接地

根據有關技術規定要求，計算機或 DCS系統信号電纜的屏蔽層不得浮空，必須接地，其接地方式應符合下列規定：

1. 當信号源浮空時，屏蔽層應在計算機側接地；
2. 當信号源接地時，屏蔽層應在信号源側接地；
3. 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(當信号源接地時，接信号地。當信号源浮空時接現場地)。
4. 當屏蔽電纜途經接線盒分斷或合并時，應在接線盒内将其兩端電纜的屏蔽層連接。

DCS系統接地方式

• 利用電氣接地網作為DCS接地網，即與電氣接地網共地；
• 設DCS系統專用獨立的接地網；
• 設DCS專用接地網，經接地線、再接至電氣接地網；由于第三種接地方式與第二種接地方式有較多相同處，過去，計算機或DCS系統曾經較多的采用過專用的接地網。但這種接地方式存在的缺點是：占地面積太大，投資高，電纜及接地網鋼材耗量大，距廠房有相當的距離(因不易在廠房内找到合适的位置)，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。根據實際運行表明，設置專用的DCS接地網是既困難又不安全的。

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PLC控制系統接地

一般要求

①系統接地必須良好，對于PLC控制系統，接地電阻應小于4Q。 ②接地線必須有足夠大的線徑，獨立安裝的PLC基本單元，應使用截面積在2.5nim2以上的黃／綠線與系統保護接地線(PE)連接。 ③模塊化結構的PLC，各模塊與機架間一般可以通過模塊本身的接地連接端，使得各模塊與叽架間保持良好的接地，但機架與系統保護地之間應保證接地良好，應使用截面積在2.5mm2以上的黃／綠線與系統保護接地線(PE)連接。

④系統中的其他控制裝置（如驅動器、變頻器等）的接地必須同樣符合規範，并獨立接地。 ⑤系統中的各類屏蔽電纜的屏蔽層、金屬軟管、走線槽（管）、分線盒等均必須保證接地良好。

不同接地的處理

在PLC系統中，主要有以下幾種與接地有關的常用“地”，需要根據不同的情況進行分别處理。

模拟信号地是指系統中各類模拟量的OV端，如用于驅動器（變頻器）的速度給定電壓輸出、測速反饋輸入、傳感器輸入等。

模拟信号通常采用差動輸出／輸入，各信号間的OV各自獨立，因此，模拟信号地一般不允許進行相互間的連接，也不允許與系統的PE線進行連接。

用于模拟量輸入／輸出的連接線，原則上應使用帶有屏蔽的“雙絞”電纜，屏蔽電纜的屏蔽層必須根據不同的要求與系統的PE線連接。

（3）保護地

保護地是指系統中各控制裝置、用電設備的外殼接地，如電動機、驅動器的保護接地等。這些保護地必須直接與電櫃内的接地母線（PE母線）連接，不允許控制裝置、用電設備的PE線進行“互連”。

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