DCS控制系统的接地问题探究

DCS控制系统的接地问题探究

杨丙辉

晋能控股电力集团阳高热电有限公司    037000 

摘要：本文首先对DCS控制系统的接地问题进行阐述，然后提出DCS控制系统的接地防护措施，主要包括加强接地保护问题的有效管控、加强不良接地的有效预防，最后对DCS控制系统的抗干扰措施进行论述和总结，旨在确保DCS控制系统运行的安全性与稳定性，及时解决故障问题，起到良好的防护和抗干扰效果。基于此，文章就DCS控制系统的接地问题展开探讨，以期对相关工作起到参考作用。

关键词：DCS控制系统；接地问题；防护；抗干扰

对于DCS模式来说，主要是指现代大型发电机组分散控制系统，作为重要的中枢系统之一，可以对控制机组起停和运行予以有效监控，其安全性、可靠性，是机组稳定运行的重要影响因素之一。现阶段，在计算机技术和现代控制技术不断发展过程中，DCS大大增强了机组监控的覆盖面积，其渗透深度也愈发明显，在发电机变压器、厂用电系统、汽轮机电液控制系统(DEH)等得到了广泛的应用，同时，在机组安全运行方面，对于DCS系统的依赖性也越来越强，所以加强DCS系统抗干扰能力、接地系统设计势在必行，将DCS控制系统的应用价值充分发挥出来。

一、DCS控制系统的接地问题

凭借DCS系统的准确接地，可以为提供供电返回通道提供极大的便捷，将系统中的信号公共参考点的作用发挥出来。而且还可以确保系统中的模拟量测量电路的参考点的稳定性，有效控制外部干扰对系统的影响。在提供返回通道的影响下，可以有效控制外部信号进入系统的交流噪声的影响程度。对于模拟信号参考、机柜以及外壳部分，应确保高度的隔离性，但是应在一点上进行连接，给予系统各部分有一个公共的电位一定的保证。在某类电干扰的影响下，不易影响到系统各部分在同一个相对电位点上，从而避免系统在干扰期出现异常状态。

首先，参考地。参考地，旨在将一个公共参考点提供给系统测量电路，DCS系统的公共点到接地网之间的电阻，最高不得超过1MΩ，DCS系统接地点应在电气接地网上进行连接，在DCS生产厂家对DCS系统设专用接地网提出明确要求时，应加强DCS生产专用接地网的设置【1】，专用接地网与电气接地网防雷接地网的距离应在10M以上。需要注意的是，在选择参考地时，不宜选择建筑钢架或交流安全地。

其次，机柜接地。在机柜中，接地的类型主要包括：（1）机柜地。在每个机柜中，借助接地柱，可以使机柜地连接好各个机柜，最后连接这些机柜的公共接地点和参考地。其中，为了对金属构件中的环流进行消除，提供一个和建筑钢架单独的连接至关重要【2】。（2）安全地。安全地，在所有需要交流电源的硬件单元中具有较高的应用价值，在交流电源接线中，通过连接保护地引线和电源底板的端子，面对短路现象的出现，可以给予操作员人身安全一定的保证，避免造成严重的后果。（3）信号公共地。对于信号公共地这一参考点，在机柜中模拟测量信号方面发挥着重要的优势，形成对供电系统的噪声干扰的有效预防。总而言之，机柜中不同类型接地，都要确保公共接地点的针对性与独立性，且相互间的绝缘性能应提升上来，随即在分别与系统的参考地进行连接。

二、DCS控制系统的接地防护措施

（一）加强接地保护问题的有效管控

在DCS系统接地防护作业实施过程中，如果混乱连接DCS系统的安全接地和工作接地，极容易使安全接地对DCS系统工作信息的传输造成制约，导致异常运行现象的出现。对此技术人员应完全分离工作接地和安全接地。适当的电气连接，在本安接地和系统接地方面至为关键，这对于预防电位发生不等位的问题具有极大的帮助，加剧DCS系统运行故障的出现，基于技术人员角度，同个接地极，在这两个接地防护中非常适用。在屏蔽层接地操作方面，要想防止多点接地对系统信号回路造成影响，在接地防护过程中，对于技术人员来说，使用的高导通型铜棒长度最低为50mm，最高不得超过100mm，同时借助铜棒的镀锡处理，可以将对信号回路的影响程度降至最低。DCS控制室和部件接地防护，应对各自接地的操作原则进行分析，加强放射型接线方式的应用，给予干扰问题有效的预防，在接地防护操作时，母线导线电阻应尽量低于0.1Ω。

（二）加强不良接地的有效预防

1. 加强预防维护

为了将DCS控制系统接地防护问题的处理水平提升上来，预防处理措施非常值得应用。基于系统运行视角，维护措施的应用，可以使故障的发生几率得到控制，从而最大程度地规避DCS接地系统故障的发生【3】。对于系统维护人员来说，应从设备的特征出发，对设备运行要求和性能特点进行深入分析，确保预防措施制定的针对性与可行性。同时，要想防止DCS系统接地故障处理影响到生产活动，在机组停机维修方面，应将DCS系统接地防护检查工作落实下去，及时将不良接地问题挖掘出来，以免对DCS系统的安全运行造成影响，有效预防系统运行故障。在DCS系统的维护方面，停电检修措施的应用价值较高，通过对操作站和控制站的检查，可以为了解设备或系统是否出现故障提供一定的依据，及时清理电源箱和机组设备。

2. 系统日常维护

要想将DCS控制系统设备故障问题的发生几率降至最低，系统日常维护工作应积极予以落实，加强巡检制度的构建。对于维护人员来说，应从系统检查规章制度出发，将DCS系统故障责任落实下去，并将其与DCS系统维护管理工作紧密联系在一起，以此来为系统安全隐患的查找提供极大的便捷，在故障发生前，安全隐患如果能得到有效处理，可以保证DCS系统运行的稳定性。加强静电防护措施的制定，对静电电荷积累予以有效的控制，形成静电的有效预防，当然也可以将防静电地板设置在DCS控制室内部，在操作DCS系统内部元器件时，技术人员应将防静电服穿戴齐全，加强防静电保护措施的制定，避免损坏到元器件。

三、DCS控制系统的抗干扰措施

首先，输入电路的抗干扰措施。针对于DCS系统输入信息的干扰形式，其多样化特点显著，处理的难度性较高，在对这些干扰信息进行控制时，应对电路的功能信息类别潜在的干扰形式进行深入分析，加大查找力度，同时借助减小取样点与装置输入接口间电位差值【4】，可以使优良的对称性得到保障，而在采用差模输入时，PC、PE电容具有较强的滤掉干扰作用。

其次，电源和谐波。要想将DCS系统的工作可靠性提升上来，不停电电源的应用价值显著，UPS作为供电电源，其构成主要包括整流逆变和旁路供电部分。在谐波的产生方面，参数和负载饱和程度的影响也比较大，要想达到谐波有效控制的目的，应在装置交流电的输入源侧加强隔离变压器的使用，或者滤波电容也是非常值得增设的。

四、结束语

结合以上叙述内容，针对于DCS控制系统，必须要提高对接地问题的重视程度，做好接地防护工作，既要将接地操作落实下去，有效预防源头性故障，也要树立高度的不良接地预防意识，重点预防、维护DCS控制系统，有效消除系统的潜在问题，避免系统异常运行状态的出现，从而给予设备使用性能一定的支持。

参考文献：

[1] 郑宏阳, 吴佩泽. 一起FMK开关分合闸时直流接地故障的原因分析及整改措施[J]. 机电信息, 2021(8):2.

[2] 林海, 黄莹雪, 秦忠明,等. 基于零序电流变化特征值和消弧线圈分散补偿的接地故障选线方法[J]. 分布式能源, 2020, 5(6):9.

[3] 方国春, 张腾宇, 唐堂. DCS系统接地方式对模拟量信号的影响分析[J]. 东北电力技术, 2021, 42(10):3.

[4] 苏江平、崔永志、陈泉、施旭辉、左甫俊. 集散控制系统DCS的可靠性提升措施[J]. 安装, 2020(8):3.