DCS 应用中的接地问题

在

DCS 应用中，最让人不清楚的，但又是必须理解的大概就是接地问题了。不仅很多用户

不清楚，就连有的系统集成商、

DCS 厂商代理处的有些人都未必特别清楚，原因是因为大

部分学自动控制和计算机的人在学校学自动控制原理或计算机原理时是不学接地内容的。
而工业控制计算机又涉及到除了计算机本身外还有很多各种类型的信号线，直接与计算
机

I／O 接口相连，这些信号有开关量型（包括开入、开出、而且负载能力也有很大差别，

有模拟类的（大信号

: 4－20mV，1－5V，小信号 0－50mV。O－10mV，大信号中有四线

制的，也有两线制的）有的系统中还有交流信号直接通过互感器而接到计算机的交流信
号来样，这样也就造成了各工控机厂家（特别是

DCS 厂家）为了保证自己系统能够在各

 

种应用现场正常运行，提出了各种各样的接地要求。而这些接地要求差别很大，有的很苛

 

刻，有的相对宽松一些。这就更使现场人员混乱了。不仅厂家提的接地要求不一致，而且
各种教科书和设计手册中对接地的解释也不甚统一。为了让现场施工人员和工程服务人员
对接地问题有一个较全面的了解，我们在此较为详细地介绍一个系统应用中遇到的一些
接

 地概念和方法。

1、干扰原因
为了理解接地的目的，我们先介绍系统应用中所面临的几种干扰。干扰又叫噪声，是窜入
或叠加在系统电源、信号线上的与信号无关的电信号。干扰会造成测量的误差、严重的干扰
（如雷击、。大的串模干扰可会造成设备损坏。常见的干扰有以下几种：
（

1）电阻耦合引入的干扰（传导引入）

① 当几种信号线在一起传输时，由于绝缘材料老化，漏电而影响到其它信号，即在其它
信号中引入干扰。
② 在一些用电能作为执行手段的控制系统中（如电热炉、电解槽等）信号传感器漏电，接
触到带电体，也会引入很大的干扰。
③ 在一些老式仪表和执行机构中，现场端采用 220V 供电，有时设备烧坏，造成电源与信
号线间短路，也会造成较大的干扰。
④ 由于接地不合理，例如在信号线的两端接地，会因为地电位差而加入一较大的干扰，
如图

3.4.9 所示。信号线的两端同时接地，这样，如果 A、B 两点的距离较远，则可能会有

较大的电位差

eN ，这个电位差可能会在 A·B 两端之间的信号线上产生一个很大的环流。

（

2）电容电感耦合引入的干扰

因为在被控现场往往有很多信号同时接入计算机，而且这些信号线或者走电缆槽，或者
走电缆管

,但肯定是很多根信号在一起走线。这些信号之间均有分布电容存在，会通过这些

分布电容将干扰加到别的信号线上，同时，在交变信号线的周围会产生个交变的磁通，
而这些交变磁通会在并行的导体之间产生电动势，这也会造成线路上的干扰。
（

3）计算机供电线路上引入的干扰

在有些工业现场

(特别是电厂冶金企业、大的机械加工厂）大型电气设备启动频繁，大的开

关装置动作也较频繁，这些电动机的启动、开关的闭合产生的火花会在其周围产生很大的