维普资讯 http://www.cqvip.com ２ＯＯ２年第４期 川 化 ３３ 简述ＤＣＳ系统的接地 计控中心 象 平 何 强 当今，集中分散控制系统（Ｄ（ ）的应用越来 ２接地的处理方法 越广泛，与常规模拟仪表相比，其优越性越来越得 到广大用户的认可。川化集团公司就有好几套 ＤＣＳ系统，但在使用过程中，系统相继出现一些 为了正确接地，必须正确处理各种不同信号 的接地。在ＤＣＳ系统中，大致有以下几种地线： ◆数字地 这种地也叫逻辑地，是各种开关 干扰信号，分析其原因主要有：（１）静电感应产生 的干扰，由信号回路周围存在的静电电容、分布电 容引起，往往来自于电源线Ｉ（２）电磁感应产生的 量（数字量）信号的零电位Ｉ ◆模拟地：这种地是各种模拟量信号的零电 位Ｉ 干扰，由信号回路周围的磁场引起，来自于电机、 变压器、接触器等设备Ｉ（３）多点接地或阻抗匹配 ◆信号地：这种地通常为传感器的地； ◆交流地；交流供电电源的地线，这种地线 通常是产生噪声的地Ｉ ◆直流地：直流供电电源的地； ◆屏蔽地：也叫机壳地，为防止静电感应和 产生的干扰：①信号线有两点以上接地，而这两 点之间又有其他设备的漏电流产生的电位差，信 号回路就会因通过大地构成的闭合回路而产生干 扰Ｉ②信号线的屏蔽层有两点以上接地Ｉ③信号 线对地绝缘差Ｉ④接受信号回路的阻抗低。 为了确保ＤＣＳ系统的长周期安全稳定运行， 必须按要求和规范采取接地及屏蔽等技术措施， 以达到消除干扰信号的目的。 ． 下面就接地的相关知识作些介绍。 １接地及箕基本目的 磁场感应而设。 在ＤＣＳ系统中，针对以上几种地线有下面几 种处理原则。 （１）一点接地和多点接地 一般情况下，频率高于１０ ＭＨｚ的高频电路 应就近多点接地，频率在ｌ ＭＨｚ以下的低频电路 应一点接地，频率在ｌ～１０ ＭＨｚ之间可用一点接 所谓接地就是将电路、单元与充作信号公共 地，也可采用多点接地。在低频电路中，布线和元 件问的电感不是大问题，而接地形成的环路的干 扰影响很大，因此常以一点作为接地点。但一点接 参考点的一等位点或等位面实现低阻抗连接。在 ＤＣＳ系统中，接地是抑制噪声和防止干扰的主要 方法，在设计和安装实施中，如果能把接地和屏蔽 地不适用于高频，因高频电路地线上具有电感而 增加地线阻抗，同时各地线之间会产生电感耦合。 通常ＤＣＳ系统采用一点接地法。 正确地结合起来使用，即可解决大部分噪声问题。 接地有四个基本目的：①消除各电路电流流 经一个公共地线阻抗时所产生的噪声电压Ｉ②避 免受磁场和地电位差的影响，即不使其形成地环 路，如果接地方式处理得不好就会形成噪声耦合Ｉ （２）交流地与信号地不能共用 由于在一段电源地线的两点问会有数毫伏甚 至几伏电压，对低电平信号电路来说，这是一个非 常严重的干扰，因此，必须加以隔截和防止。 （３）浮地与接地的比较 浮地也叫浮置，浮接或浮空，即将全机或系统 某些部分与大地浮置起来，其目的是阻断干扰电 流的通路。这种方法简单，但整个系统与大地的绝 缘电阻应不小于５０ ＭＱ。这种方法具有一定的抗 ③使屏蔽和滤波有环路Ｉ④安全，即安全接地。 接地的含义可以理解为一个等电位点或等电 位面，它是电路或系统的基准电位，但不一定为大 地电位。保护地线必须在大地电位上，信号地线依 据设计要求可以是大地电位，也可以不是大地电 位。 维普资讯 http://www.cqvip.com ３违 川 化 ２００２年第４期 干扰能力，但一旦绝缘下降就又会带来干扰。 有一种方法，就是将机壳接地，其他部分浮 空。这种方法抗干扰能力强，安全可靠，但实现起 置接地系统。对于本安仪表接地，其接地电阻要求 在１～４ Ｑ内，须独立设置接地系统，并与其他接 地网相距５ ｍ以上。不同ＤＣＳ系统制造厂家，其 来比较复杂。通常ＤＣＳ系统以接大地为好。 （４）模拟地 ・ ．接地要求也有所不同。如日本横河ＣＳ一３０００系 统，接地电阻要求小于ｌ０ Ｑ，并独立设置接地体； 美国福克斯波罗Ｉ／Ａ系统。若用于发电厂则接地 电阻要求小于１ Ｑ，若用于其他厂则接地电阻要 求小于５ Ｑ；美国霍尼韦尔ＴＩＸ：一３０００系统，其 安全地的接地电阻要求小于４ Ｑ，逻辑地的接地 模拟地的接法十分重要，为了提高抗共模干 扰能力，对于模拟信号可采用屏蔽浮地技术。 （５）屏蔽地 在ＤＣＳ系统中为了减少信号中电容耦合噪 声，准确检测和控制，对信号采用屏蔽措施是十分 电阻要求小于ｌ Ｑ；北京和利时ＨＳ２０００、ＭＡＣＳ 必要的。目的不同，屏蔽地的接法也不一样。 系统接地电阻要求小于４ Ｑ。若用在发电厂则接 电场屏蔽解决分布电容问题，一般接大地；电 地电阻应小于ｌ Ｑ，并独立设置接地体；浙大中控 磁场屏蔽主要为了避免雷达、电台等交频电磁场 ｊｘ一３ｏｏＸ系统，普通场合要求其接地电阻不大于 辐射干扰，利用低阻金属材料高导流而制成，可接 ４ Ｑ，在变电所、电厂及有大型用电的场合，其接地 大地；磁器屏蔽是为防止磁铁、电机、变压器、线圈 电阻应不大于１ Ｑ，并独立设置接地体。 等引起的磁感应、磁耦合，其屏蔽方法是用高导磁 总之，组成Ｉ）ＣＳ系统的模件、模块比较娇贵， 材料使磁路闭合，一般接大地为好。 有的怕静电感应，有的经受不起雷击感应，所以， 当信号电路是一点接地时，低频电缆的屏蔽 安装时要特别注意说明书中对接地的要求，并严 层也应一点接地，如果电缆的屏蔽层接地点有一 格按要求执行。 个以上，将产生噪声电流形成噪声干扰源。当一个 电路有一个不接地的信号源与系统中接地的放大 ４接地连线的规格及接地体和接地网干线用材 器相连时，输入线的屏蔽层应接至放大器的公共 规格（见表１、表２） 端。相反，当接地的信号源与系统中不接地的放大 表１接地连线的规格 器相连时，输入线的屏蔽层就应接到信号源的公 用途 导线规格 共端。这种单端接地方式如图’１、图２所示。 接地支线 铜芯绝缘电Ｉ５ｌｌ线也缆截ｊｆｉ『＝１～２．５ ｍｍ。 接地干线 多股铜芯绝缘电阻线电缆截ｌｎｉ ４～２５ ｍｍ 接地总干线 多股铜芯绝缘电阻线电缆截面１６～５０ ｍｍ。 表２接地体和接地网干线用材及规格 材料 规格／ｎｌｎ＇ｌ 圈１单靖接地方式一 扁 钢 ２Ｓ Ｉ 圆 钢 ｌ４～ ２｛ 等边角钢 ３０×３０ｘ １ ．１｛） ｌＩ）＾ Ｉ ５１）×５０ ５ 钢 管 ．１Ｓ ３．５ ５７ ３．５ ＝信号 接地 ＝ ． 圈２单端接地方式二 ５ Ｉ）ＣＳ系统接地举例 ３ Ｉ）ＣＳ系统的接地要求 不同的ＤＣＳ生产厂家对其产品的接地要求 对于保护接地，其接地电阻要求小于４ Ｑ，可 各有不同，应按厂家的安装要求接地。图３为费希 接在厂区电气专业接地网。对于工作接地（包括信 尔的ＰＲ０Ｖ０Ｘ系统接地图；图４为横河的ＣＥＮ— 号回路接地、屏蔽接地等），它的接地电阻要求在 Ｔ０Ｍ系统接地图；图５为浙大中控的ｊｘ一３ＯＯＸ ‘１～４ Ｑ内，可接至厂区电气专业接地网或独立设 接地图。 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第４期 川 化 隔 机柜地 图３费希尔ＰＲＯＶＯＸ系统接地图 中继连接端子盘 （各端子之间及端子和 仪表盘之间是被绝缘的） 电缆护套接地系统接地 外壳接地 （…其接地阻抗均在… 适 机箱专用）１００ Ｑ以下） （仪表盘接地）… 图４ 横河ＣＥＮ．ｒ（ＪＭ系统接地图 图５浙大中控ＪＸ一３ｏｏｘ系统接地图 （下｛｝第３９页） 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第４期 川 化 ３９ 环填料充填。近年已利用大修逐步将２ 提馏塔填 表４ 改造前后肫酸变动成本变化表 料用 ２５×２５钾玻璃环替代了原 １５×２５钾玻 璃环，使提馏塔阻力下降，操作状况得到改善，起 到了明显的增产效果。若更换为规整填料，增产效 果将更加明显。 １．３提馏塔改用矽铁材质 提馏塔现为内衬辉绿岩板的不锈钢塔体，此 塔内衬易裂，硝酸渗透后引起不锈钢腐蚀，造成检 修频繁，停产次数多，使用寿命仅为３年左右。如 将提馏塔改为矽铁材质，可使塔的使用寿命延长 一倍，达到６年以上，并且有效内径可由９５０ ｍｍ １４８万兀。 扩大到１０００ ｍｍ，与漂白塔、精馏塔内径一致。若 ３．２ 固定成本 采用该改造方案，可使浓硝增产５ 。 浓硝酸增产改造后．一方面装置岗位人数不 ２投资估算 变，即工资及福利费用不增加；另一方面，运行周 期的延长，使停工损失及修理费用减少。固定成本 整个改造方案的投资估算见表３。 则由于产量的扩大将大幅度下降。以２００１年相关 表３投资估算表 数据（年产量为１．１５万ｔ）计算可知．吨酸固定成 项 目 投资／万元 本下降约１５０元，全年可降低成本４００万元左右。 沉淀槽系统改造 ２４ 更换新型规整填料 ３０ ４结论 提馏塔改造 ２０ 浓硝酸装置按照该方案进行扩产改造后，吨 管道阀门配套改造 １０ 其他 ２０ 酸生产成本将下降约２００元．全年降成本５００万 小计 ｌ０４ 元以上，年内即可收回投资，大大增强了产品的市 场竞争力，将为公司创造更多的经济效益。 ３经济分析 另外，浓硝酸生产自投产以来一直是以综合 法硝酸为原料酸（浓度为４３％左右）．单套日产仅 ３．１ 变动成本 ３６ ｔ。若用全加压法硝酸（浓度为５１ 左右）为原 借鉴兄弟厂家的经验，以济南化肥厂浓硝改 料，在同样设备和生产条件下日产量可达４８ ｔ，产 造为依据，结合我公司各物料价格进行测算，改造 量增加３０ 以上，吨酸产品蒸汽消耗也将大幅度 前后吨酸变动成本变化情况见表４。 降低，不失为浓硝扩产降耗的一条捷径。 由表４可知：改造后，吨酸变动成本较改造前 下降了５３．８５元，若以扩产后年产浓硝酸２．５万 （收稿ｆＩＩ啦２００２一（）９—２３） ～３．０万ｔ（平均２．７５万ｔ）计，一年便可降低成本 ｐ ：， 、 、 ，， ，’、 。 、 ． ．一 （上接第３５页） 正确接地是一个不可忽视的环节。ＪＩＩ化集团公司 ６结束语 几套ＤＣＳ系统的安装、调试和正常投运，充分证 随着ＤＣＳ控制系统在自控领域应用的不断 明了其必要性。 ・ 增加，为确保ＤＣＳ控制系统的正常运行，系统的 ‘收稿ｆ｛朋２￣）０２—０８～１５）
