关于自控系统的接地问题探讨

骆睿智

摘 要：随着社会和科技的不断进步，自控系统技术也愈加的成熟，现在人们也慢慢的认识到了自控系统的重要性。自控系统的核心便是计算机，并且还有很多传感器以及综合监控系统，能够对被检测的设施和对象集中的进行监控，进行分散管理和操作，从而达到节能、舒适、安全和经济的目的。文章主要分析了自控系统干扰的来源和自动系统接地的分类，对其安装过程中的注意事项进行了研究，希望能够解决自动系统接地存在的问题，推动其更好的发展。

关键词：自控系统；接地；干扰；影响；注意事项

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0088-02

在系统运行的过程中，系统抗干扰方面的能力会给系统运行的可靠性造成重要的影响。现在自控系统发展呈现出了多元化的趋势，这也让干扰源越来越多，形式也在不断的增加。此外，自控系统中存在的“地”的形式也比较多，比如说信号地、数字地、保护地、模拟地、屏蔽地等等。接地的质量和方式都会给系统本身的抗干扰性造成重要的影响，所以，必须分析自控系统接地方面的问题以及自控系统抗干扰方面的技术。

1 自控系统干扰的主要来源

1.1 空间辐射带来的干扰

空间辐射电磁场产生的设备包含了无线广播、电气设备、电力网络、雷达等一些高频感应加热设备，一般情况下可以将其称为辐射干扰，其分布比较的复杂，并且其对仪表控制系统造成的影响途径包含了两种。首先是直接对内部进行辐射，通过电路感应而出现的干扰，这种方式会导致系统连接中的很多回路工作不正常，影响的面积也比较大；其次，给通信线路和外围设备造成影响，外部磁场产生的感应会给测量信号造成影响，若是测量信号比较的弱，影响会更加明显。产生辐射干扰的原因和现场设备布置、设备电磁场的大小以及频率有着直接的关系，在保护的时候一般会采取局部屏蔽电缆、屏蔽电缆以及高压泄放原件的方式。

1.2 系统外引线造成的传输干扰

①电源造成的干扰。在给自控系统进行正常供电的时候，其电源往往是电网，但是电网的覆盖范围比较广泛，其会受到空间电磁的干扰，从而导致线路上面出现感应电压。特别是电网内部发生的变化，比如说电梯起停、开关操作浪涌、交直流传动装置导致的谐波以及电网短路暂态冲击等等，都会给电源造成干扰。

②信号线产生的干扰。在自控系统中，连接的信号传输线种类比较多，这些传输线除了能够进行信息的传递，还会导致外部的干扰信号侵入到系统中，给系统造成严重的影响。这种干扰的途径主要包含了两种，分别是通过信号仪表共用以及变送器供电电源带来的干扰以及信号线受到空间电磁辐射感应造成的干扰，这种干扰比较的严重。信号引入造成的干扰会给I/O信号工作造成影响，导致其精度下降比较严重，甚至会导致元器件出现损伤。若是系统的隔离性能比较差，还会导致信号之间互相的干扰，共地系统总线会出现回流的情况，逻辑数据受到影响会发生一定的变化以及误动，若是比较严重，甚至可能导致系统出现瘫痪的情况。

③接地系统混乱会导致干扰的出现。要提高电子设备电磁的兼容性，便必须做好接地工作，若是接地正确，不但会给电磁干扰造成影响，还会给设备干扰造成一定的抑制，若是接地错误，反而会将干扰信号引入进来，给系统的正常工作造成严重的干扰。

此外，大地、接地线以及屏蔽层可能会构成闭合环路，若是受到变化磁场的影响，屏蔽层中也会出现感应电流，给信号回路造成严重的干扰。若处理其他接地和系统接地的时候比较混乱，那么产生的地环流可能会在地线上面出现电位分布不等的情况，给模拟电路以及逻辑电路的工作造成重要的影响。

2 自控接地系统的主要分类

2.1 TN-S系统

这个接地系统本身是一个PE线和三相四线结合的接地系统。若存在独立变配电所，那么可以将这种系统使用进去。这个系统的特点便是保护接地线PE以及中性线N除了在变压器的中性点存在共同接地之外，其他地方不具备电气连接。其中PE是不带电的，N是带电的，这个系统的基准电位比较的可靠和安全。若是计算机等一系列的电气设备没有比较特殊的要求，那么都可以将这种接地系统使用进去。在自控系统设计以及实施的时候，还应该根据需要考虑到屏蔽接地以及防静电接地方面的要求。

2.2 TN-C-S系统

这个系统包含了两个重要的接地系统，第一部分的组成是TN-C系统，第二部分的组成则是TN-S系统，分界面是PE线以及N线的连接点。进户之前往往使用的是TN-C系统，在进户的时候，需要进行重复接地，进户之后则使用TN-S系统。在这个系统中带电的是中性线N，而PE则没有电。这个接地系统的安全性比较高，只要我们使用接地引线，都能够在接地体中引出去。

3 在安装接地系统的时候需要注意的问题

3.1 重视设备和自控系统之间的接口

在进行自控系统施工的时候，首先必须重视设备和自控系统之间的接口。这会直接给自控系统指令作用的发挥造成重要的影响。这便要求在施工的时候必须对设备供应商以及业主提出接口方面的要求。在设备进场的时候，还应该做好设备的检查工作，确保进场的设备都能够满足安装的需要。

3.2 安装传感器的位置以及方法

传感器可以说是自控系统的眼睛，传感器的工作情况，会直接给自控系统被控对象的实际控制效果造成影响。在自控系统中，特别是接地的时候，系统若是出现故障，那么原因经常是传感器出现故障。传感器出现故障的原因和传感器安装的方法和位置有着直接关系，若是施工的时候，不保证传感器安装方法的正确性和安装的位置，会直接给自控系统造成严重的影响。

3.3 模拟地以及数字地的处理

数字信号本身的电力强度便比较强，并且还是高低电平跳变，这也直接导致了数字地中的电流尖峰以及噪声比较大。模拟信号本身的电流比较弱，为了避免二者之间出现共阻抗耦合干扰，必须将二者分开设置。所有模拟电路以及电源去耦电容都应该分开，并通过分开的铜箔、印刷板或者导线连接在一起，而逻辑电路以及数字地的地都应该在另外的一点上进行连接。这样可以避免数字电路以及模拟电路因为公共地线而出现互相干扰的情况。

3.4 合理的处理高频电路

在处理高频电路的时候，应该讲多点接地方式使用进去，地线系统一般会和机壳相连接，也经常会将导电条连接成为网络，或者是使用金属网板来作为地线。为了更好的将电路地电位降低，每个线路中的地线都应该尽量的缩短，这样能够起到降低接地线抗阻的作用。多点接地系统优点明显，并且接地线比较短，在其接地线上面可能出现高频驻波现象会有明显的降低。但是接地点比较多，设备中的地线回路会有明显的增加，其会干扰低电平信号，导致不良影响的出现。这便要求必须做好高频线路的处理工作，降低接地过程中的干扰，发挥自控系统的作用。

4 结 语

在系统安全运行的过程中，自控系统本身的整体性和可靠性会给其安全运行造成重要的影响，而其中的关键便是系统的抗干扰能力，这便要求必须根据需要做好抗干扰技术的研究。本文主要研究了自控系统中出现干扰的原因，分析了自控系统的分类，最后探究了接地系统安装过程中的注意事项，希望能够提高我国自控系统的控制水平，给系统安全运行奠定良好的基础。

参考文献：

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[2] 张勇明.探讨DCS控制系统的接地问题及防护[J].硅谷，2011，（1）.

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