摘要：電廠DCS系統的可靠接地是其正常工作的重要保證，且DCS接地系統的可靠性，又在很大程度上決定其抗千擾能力。本文針對各種影響DCS可靠測量的常見信號干擾類型進行了分析，對DCS系統接地的分類及接地方式進行了說明，并分析了DCS系統抗干擾措施。
　　
　　一、DCS系統干擾簡介
　　
　　干擾是疊加在DCS系統電源、信號線上的與信號無關的電信號。干擾會造成測量的誤差，嚴重的干擾會造成設備損壞。常見的干擾有以下幾種：
　　
　　1.1安裝材料及設備質量問題導致的信號干擾
　　
　　當幾種信號線在一起傳輸時，由于絕緣材料老化，漏電而影響到其他信號，即在其他信號中引入干擾。在一些用電能作為執行手段的控制系統中（如加熱器等）信號傳感器漏電，接觸到帶電體，也會引入很大的干擾。在一些執行機構中，現場端采用380VAC供電，由于設備燒壞而造成電源與信號線間短路，也會造成較大的干擾。
　　
　　1.2由于施工不合理導致的信號干擾
　　
　　在控制系統中，往往很多信號同時接入DCS，這些信號線或者走電纜槽，或者走電纜管，造成現場很多根信號在一起走線。這些信號之間均有分布電容存在，會通過這些分布電容將干擾加到別的信號線上。同時，在交變信號線的周圍會產生交變的磁通，而這些交變磁通會在并行的導體之間產生電動勢，這也會造成線路上的干擾。
　　
　　1.3由于接地不合理導致的信號干擾
　　
　　例如在信號線的兩端接地，會因為地電勢差而產生較大的干擾（雖然大地理論上是O電勢，實際上不同的接地點或多或少都有一定的電勢差）。信號線的兩端同時一接地，這樣，如果兩點的距離較遠，則可能會有較大的電位差，這個電位差可能會在兩端之間的信號線上產生一個很大的環流。
　　
　　二、常見的解決DCS系統干擾方法簡介
　　
　　以上列舉分析產生干擾的種種原因，這些干擾如果得不到很好的抑制和防止，輕則影響系統的測量技術精度，使正常的控制無法實現，重則會造成設備損壞，我們在長期的實踐中總結出很多干擾抑制的方法如下：
　　
　　2.1隔離方法
　　
　　2.1.1保證信號電纜及設備絕緣：使所有的信號電纜及設備很好地絕緣，確保不漏電。這樣，可有效防止由于接觸引入的干擾。
　　
　　2.1.2電纜分層敷設：施工時應注意在同一電纜通道中多層水平電纜橋架上，對電纜按信號強弱進行分層敷設。
　　
　　2.1.3供電系統的隔離：為防止供電線路上引入共模高頻干擾信號，可以在DCS進線回路上設隔離變壓器進行干擾隔離。
　　
　　2.1.4電氣隔離：還有一種隔離是將信號源同DCS在電氣上進行隔離，這樣，會大大地減小共模干擾對計算機造成的危害。用隔離放大器將信號的輸入端子與計算機部分*隔離（有的DCS系統中采用隔離變壓器，或繼電器等方式隔離，對開關量則可以采用光電器件，或繼電器進行隔離）。這樣，由于電位不同所產生的干擾信號形不成回路，抑制廠干擾的危害。
　　
　　2.2屏蔽方法
　　
　　屏蔽是用金屬（屏蔽體）把電場或磁場等外界干擾阻止在受干擾物之外，現場中常用的屏蔽手段是采用屏蔽電纜。使用屏蔽電纜時，應注意進入DCS的信號電纜屏蔽層應采用單點接地的方式。當屏蔽電纜有中繼點時，在中繼處應注意屏蔽層的連續性。為保證屏蔽層單點接地，屏蔽層外應有良好的絕緣性方旨。
　　
　　三、DCS接地
　　
　　隨著現在設備和安裝材料（電纜等）的不斷完善，施工水平的不斷提高，以上抗干擾方式已能很好的解決上述常見干擾一、二，經核實，近年來更多的DCS系統信號干擾是由于接地方式不正確造成的。
　　
　　3.1DCS接地功能簡介
　　
　　DCS接地系統應該具備二種功能：*，當進入DCS系統的信號、供電電源或DCS系統設備本身出現問題時，能有效地承受過載電流并可以迅速的將過載電流導入大地。第二，接地系統應能夠為DCS提供屏蔽層，消除電子噪聲干擾，并為整個控制系統提供公共信號參考點，即參考零電位。為了滿足上述功能，DCS系統一般具有2個接地，即工作接地和保護接地。
　　
　　3.1.1工作接地工作接地是為了使DCS以及與之相連的儀表或執行機構均能可靠運行并保證測量和控制精度而設的接地。不同資料對工作接地的分類和表述不同，一般分為邏輯地、信號地和屏蔽地。
　　
　　3.1.1.1邏輯地：也叫主機電源地，是計算機內部的邏輯電平負端公共地，也是＋24v等電源的輸出地。
　　
　　3.1.1.2信號地：也叫信號回路地，是現場返回信號的負端。當DCS給現場提供24VDC時，且AI、AO信號為非隔離式，信號地就是邏輯地。當由其他設備提供電源時，根據信號源原理決定是否接入公共接地極。
　　
　　3.1.1.3屏蔽地：是為了避免電磁場對儀表和信號的干擾而采取的屏蔽網接地。電纜屏蔽層必須一端接地，以防止形成閉合回路干擾。愷裝電纜的金屬銷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。
　　
　　3.1.2保護接地
　　
　　保護接地是將DCS中平時不帶電的金屬部分（機柜外殼，操作臺外殼等）與地之間形成良好的導電連接，以保護設備和人身安全。DCS的供電是強電，通常情況下機殼等是不帶電的，當故障發生（如主機電源故障或其它故障）造成電源的供電火線與外殼等導電金屬部件短路時，這些金屬部件或外殼就形成帶電體，如果沒有很好的接地，那么這帶電體和地之間就有很高的電位差，如果人不小心觸到這些帶電體，就會通過人身形成通路，發生危險。因此，必須將金屬外殼和地之間作很好的連接，使機殼和地等電位。此外，保護接地還可以防止靜電的積聚。保護接地應牢固可靠，且不應串聯接地。當利用自然接地體（如金屬構件等）作為接地線時，應保證其全長為完好的電氣通路。
　　
　　3.2DCS接地的要求
　　
　　在DCS安裝及使用中，必須遵循以下要求：系統的接地應牢固可靠，宜與電廠電力系統公用一個接地網，接地電阻應符合DCS廠家的要求不得通過非DCS設備接地，不得接到高壓設備所用的接地點，非系統設備不得通過DCS系統接地，不得把接地接到結構件上。接地系統能否符合規程要求，主要指標是接地電阻大小。具體DCS接地電阻值，不同的DCS廠家會有不同的要求，以制造廠要求為準。
　　
　　3.3DCS接地方式
　　
　　DCS系統一般接地方式有三種：
　　
　　1．利用電氣接地網作為DCS接地網，即與電氣接地網工地。
　　
　　2．設置DCS系統獨立的接地網。
　　
　　3．設置DCS接地網，再經接地線接至電氣接地網。
　　
　　過去，計算機或DCS系統曾經較多的采用接地網，但是這種接地方式存在的缺點是：占地面積大，投資高，電纜及接地網鋼材耗量大，距廠房有相當的距離（因不易在廠房內找到合適的位置）。管理、維護、測量及查找接地極和接地線不方便，且效果不
　　
　　佳。根據實際運行表明，設置的DCS接地網是既困難又不安全的。不少電廠DCS后來改用電氣接地網接地，取得了良好的效果。從大量電廠的調查、總結、測試和理論分析證明，設置DCS專門獨立的接地網，不但不能減少因電氣接地網電位波動時對DCS系統的干擾，反而會增加其干擾程度。因此，DCS系統的接地“宜與電氣網共地，不宜設置的獨立接地網”這個結論是正確的。
　　
　　第三種接地方式與第二種借地方是有較多相同處，下面我們介紹*種接地方式。
　　
　　較多DCS廠家要求設置獨立的接地箱（DCS廠家有特殊要求的除外），接地箱可設置在集中控制室下的電纜夾層中，它與電氣地網的連接方式應符合：
　　
　　1.DCS系統內不同性質的接地，均經絕緣電纜引至總接地箱上的接地銅排，然后用絕緣電纜與電氣地網單點連接。在電氣地網上，DCS系統接地點和大型電氣設備接地點之間應保持足夠的距離并符合廠家要求。
　　
　　2．不同廠家的控制系統（如DCS和DEH等），廠家不同意在總接地箱處共地時，總接地箱內可分別設置接地銅排，分別用絕緣電纜按廠家要求與電氣地網相連。
　　
　　3．總接地箱中各種電纜與接地銅排連接，宜采用線鼻子壓接后用帶彈簧墊圈的螺栓連接或焊接。
　　
　　4．計算機系統各種用途接地線的截面選擇應符合廠家要求，一般情況可進行如下選擇：總接地箱至地網接地點連接的接地電纜截面宜不小于50mm2，系統內不同性質的中心接地點至接地箱的接地電纜截面宜不小于25mm2，機柜間鏈式接地連接電纜的截面宜不小于16mm2，上述各項接地電纜可以采用低壓銅芯電力電纜。
　　
　　3.4DCS信號屏蔽及其接地
　　
　　根據有關技術規定要求，計算機或DCS系統信號電纜的屏蔽層不得浮空，必須接地，但不可同時接地，其接地方式應符合下列規定：
　　
　　1．當信號源浮空時，屏蔽層應在計算機側接地
　　
　　2．當信號源接地時，屏蔽層應在信號源側接地
　　
　　3．當放大器浮空器時，屏蔽層的一端宜與屏蔽罩相連（現在的AI,AO信號普遍采用隔離器）
　　
　　4．當屏蔽電纜途經接線盒分斷或合并時，應在接線盒內將其兩端電纜的屏蔽層連接。
　　
　　DCS系統信號電纜的選擇與敷設，應嚴格按照有關規定執行。屏蔽電纜的屏蔽層應按以上要求進行接地。為廠提高DCS系統的抗*力，DCS系統開關量輸入才輸出信號，選用阻燃型對絞銅網屏蔽計算機電纜還是比較恰當的。
　　
　　現在國內電廠施工現場有時會出現AO信號無法驅動設置的情況，經檢查后發現，其信號源和DCS側的屏蔽層都接地導致環流讓AO信號失效。現在普遍采用將屏蔽層在DCS側統一接地的方式。
　　
　　3.5電氣系統進入DCS信號接地
　　
　　根據電氣專業相關規程，當采用靜態保護時，采用屏蔽電纜時一屏蔽層宜在兩端接地，這與熱控專業對于電纜屏蔽層接地的規定產生廠矛盾。原因如下：對通過電容藕合的電場干擾，一點接地即可大大降低干擾電壓，發揮屏蔽作用；但對于通過感應藕合的磁場干擾，傳遞信號的屏蔽雙絞線兩線上感應的干擾電壓接近相等且方向相反，在應用回路中是互相抵消的。
　　
　　3.6DCS接地注意事項
　　
　　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（DCS廠家有特殊要求的除外）。DCS機柜、操作員站、工程師站、網絡交換機、服務器主機、系統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。帥模件：模擬量模件的24VDC的負端接至邏輯地匯流排上，邏輯地匯流排接至屏蔽地，再接人總接地匯流排。DCS機柜的保護地可從機柜下方的接地螺釘接至接地分干線，機柜的屏蔽地應從接地匯流排接至總結地箱匯流排（DCS廠家有特殊要求的除外）。遠程DCS機柜可單獨供電并根據DCS廠家要求就近接人電氣地網。接地系統的電阻必須進行測試，以保證接地能滿足控制系統制造商的要求。
　　
　　四、結束語
　　
　　DCS干擾是每個電廠DCS都會遇到的問題，本文對各種抗干擾方式進行了歸納總結，尤其對DCS接地作了細致的分析，希望能為今后工程提供參考。