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DCS系统接地与抗干扰问题浅析
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摘要：接地系统在DCS安装和应用过程中是很重要的一环，很多令人费解的故障现象往往都是系统接地不好引起的，不同DCS厂家对接地系统的要求和接法又都不一样。本文主要介绍了OVATION和INFI-90接地系统的主要特点，并对北仑电厂因接地或信号干扰引发的问题及处理过程进行了分析，对其它电厂在DCS系统接地或抗干
扰方面的故障处理具有一定的指导意义。关键词：DCS控制系统；接地；分析
1前言
随着科学技术的发展，DCS在工控制中的应用越来越广泛。DCS控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。而DCS接地系统的可靠性，又在很大程度上决定了该系统抗干扰
能力的强弱。一般认为，DCS接地系统应该具备二种功能：1、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，能有效地承受过载电流并可以迅速将过载电流导入大地。2、接地系统应能够为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。为了满足上述功能，DCS系统一般具有2个接地，即保护接地和工作接地：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。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。不同资料对工作接地的分类和表述不同，一般分为逻辑地、信号地、系统地和屏蔽地。a、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。b、信号地：也叫信号回路地，是现场返回信号的负端。当DCS给现场提供24VDC时，且AI、AO为非隔离式，信号地就是系统地。当由其他设备提供电源时，根据信号源原理决定是否接入公共接地极。c、系统地：也叫系统基准地，通常也是系统电源地，是为DCS信号提供的一个基准点。在DCS中系统地就是给模件供电的24VDC或5VDC的电源地。对于通道隔离的I/O模块应用场合，它与信号地是有区别的，因为两者没有电气联系。系统地接地比较复杂，一般要考虑如下几种情况：1）信号在现场侧已经接地的情况；2）系统I/O的输入、输出在现场接入同一装置（而装置的电路原理不明确）的情况。d、屏蔽地：也叫模拟地，是为了避免电磁场对仪表和信号的干扰而采取的屏蔽网接地。屏蔽地的接法电气和仪控专业是有争议的，电气一般要求电缆屏蔽线二端接地，而仪控要求电缆屏蔽层必须一端接地，以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。除了上述几种接地外，在很多场合下容易引起混乱的还有一个供电系统地，也叫交流电源工作地，它是电力系统中为了运行需要设的接地(如中性点接地)。
2OVATION接地系统分析1）OVATION系统接地特点北仑发电厂一期2台600MW机组原控制系统为ABBTAYLOR公司的MOD300集散型控制系统，在2004年和2005年检修期间，成功完成了2台机组的DCS改造工作，把原来的MOD300系统彻底改造为美国西屋公司的OVATION系统，OVATION系统典型接地图如下：
OVATION系统接地主要特点如下：
a)系统必须单点接地。b)机柜（包括远程I/O柜）在安装时都要求装绝缘垫，机柜和地之间的电阻在5兆欧以上。c)一般以控制器为单位，每个控制器的机柜要求所有保护地（CG）串联，工作地（PG）以电源卡为单位串联，最终在中心机柜的电源分配模件中与保护地连接，最终接入接地系统汇流排,由汇流排再接入DCS专用的接地地桩。d)OVATION系统要求配置独立的DCS接地地桩，不能与其它系统共用。e)机柜到接地地桩的电阻不能大于1欧姆，并尽量使接地电缆最短。f)远程柜一般也要求接入DCS的接地汇流排，但如果距离比较远，且附近没有大的电机设备，可以就近接地。g)操作员站机柜不要求装绝缘垫，保护地也不能接入DCS接地系统的汇流排，应该就近接地。

2）我厂因接地或干扰原因曾引起的设备异常我厂OVATION系统投入使用已将近3年，系统运行一直比较稳定。在设备安装和运行初期，曾发生过由于接地和干扰原因引起的异常，所幸的是没有导致机组跳闸或主设备跳闸。具体情况介绍如下：a、热电偶信号二端接地在1号机组DCS改造期间，OVATION系统上电后，我们就发现600个左右的热电偶信号中有大约200个信号白天在大幅跳跃，而到了晚上这些信号的跳跃幅度就会小很多。曲线如下图：

我们对此百思不得其解，做了很多试验，都没能解决这个问题，后来我们检查发现这些跳跃的热电偶负端现场都是接地的。查阅热电偶方面的手册发现，其实热电偶可以分为2大类：搭壳式