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    接地對PLC控制系統的重要性

    2021-02-24 01:36:24

    接地對PLC控制系統的重要性

    接地技術在現代控制領域方面得到了廣泛而深入的應用,PLC控制系統的“地”通常有兩種含義: -種是“大地”(安全地;另一種是“系統基準地”(信號地。接地就是指在系統與某個電位基準面之間建立低阻抗的導電通路?!敖哟蟮亍?是以地球的電位為基準,并以大地作為零電位,把PLC控制系統設備的金屬外殼電路基準點與大地相連。由于大地的電容非常大,一般認為大地的電勢為零。在PLC控制系統中的接地一般不是指真實意義 上與地球相連的接地,接地點是電路中的共用參考點這一點的電壓為OV,電路中其他各點的電壓高低都是以這一參考點為基準的,一 般在電路圖中所標出的各點電壓數據都是相對接地端的大小, 這樣可以以大方便測試以及調試中的電壓測雖。相同接地點之間的連線稱為地線。把接地平面與大地連接,往往是考慮提高電路工作的穩定性、靜電池放,為工作人員提供安全保障。

    工控系統集成

    接地技術的引入最初是為了防止電力設備或控制設備遭雷擊而采取的保護性措施,其目的是把雷電產生的雷擊電流通過避雷針引人大地,從而起到保護建筑物及設備的作用。同時,接地也是保護人身安全的-種有效手段,當由于某種原因引起的相線如電線絕緣不良線路老化等)和控制設備外殼觸碰時??刂圃O備的外殼就會有危險電壓產生,由此生成的故障電流就會流經PE線到大地,從而起到保護作用。

    在接地系統中只考慮防雷和安全已遠遠不能滿足要求,如在PLC控制系統中,大量控制設備之間信號的互連要求各控制設備都要有一個基準“地” 作為信號的參考地。而且隨著控制設備的復雜化,信號頻率越來越高,所以在接地設計中,信號之間的互擾等電磁兼容問題必須給予特別關注,否則,接地不當就會“重影響PLC控制系統運行的可靠性和穩定性。

    接地就是在兩點間建立傳導通路,以便將設備或元器件連接到“地"的參考點上。接地為信號組成電壓基準網絡(典型情況下,模擬電路為正負10mV,數字電路為正負200mV):承載信號回流承載功萃回流為天線形成基準面;保持天線附近的高頻電位保護人和控制設備不受雷電、電源線路故障的傷害,并泄放靜電。因此,對于接地系統必須仔細設計,以滿足所有要求,同時使|定噪聲問題的信號之間的無用耦合最小。

    接也是提高PLC控制ENC的有效的重要手 段之一,正確的接既能抑制外部電磁干擾原響, 又能防止PLC控制系統向外部發射電磁波。錯誤的接地常常會引入非常嚴重的干擾,甚至會使PLC控制系統無法正常工作。PIC控制系統有 多種控制裝置分散布置在許多地方,所以它們各自的接地往往會形成十分復雜的接地網絡,接地不僅需要在系統設計時周密考慮,而且在安裝調試時也要仔細檢查和做適當的調整。接地的目的有如下三點。

    (1)接地使整個PLC控制系統中的所有單元電路都有一個公共的參考零電位, 以保證各單元電路系統能穩定工作。

    (2)防止外界電磁場的于擾。機殼接地可以使由于靜電感應而積累在機殼上的大量電荷通過大地泄放,否測這些電荷形成的高壓可能引起PLC控制系統內部的火花放電造成干擾。另外,對于電路的屏蔽體,若選擇合適的接地。也可獲得良好的屏被效果。避免PLC控制系統在外界電磁環境作用下使設備對大地的電位發生變化,造成PLC控制系統工作的不穩定。

    (3)保證操作人員的人身安全。當發生直接雷電的電磁感應時,接地可避免PLC控制柜的毀壞;當工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其他原因直接與機殼相通時,可避免操作人員的觸電事故發生。以確保人員和PLC控制柜的安全為目的的接地稱為”保護接地”,它必須可靠地接在大地電位上。-般來說。 PLC控制柜的金屬外殼底盤機座的接地都屬于保護接地的范疇。

    由此可見,PLC控制柜接大地除了是對人員安全、設備安全的考慮外。也是抑制于擾發生的重要手段。良好的接地可以保護PLC控制系統中設備或系統的正常工作以及人身安全,可以消除各種電磁干擾和雷擊等。所以接地設計是非常重要的,也是難度較大的課題。

    地線的種類繁多,有邏輯地、信號地。屏蔽地、保護地等。接地的方式也可分單點接地、多點接地、混合接地和懸浮地等。理想的接地面應為零電位,各接地點之間無電位差。但實際上,任何“地”或接地線都有電阻。當有電流通過時,就會產性壓降,使地線上的電位不為要。在兩個接地點之間會存在地電壓。當電路多點接地,并有信號聯系時,就將構成地環路干擾電壓。

    PLC控制柜中各級電路電流的傳輸、信息轉換要求有一個參考的電位, 這個電位還要防止外界電磁場信號的侵人。常稱這個電位為“邏輯地”。這個“地”不定是“地理地”,可能是PLC控制柜的金屬機殼底座、印刷電路板上的地線或建筑物內的總接地端子、接地干線等。邏輯地可與大地接觸。也可不接觸,而“電氣地”必須與大地接觸。

    雖然從抗雷電和靜電放電的角盤以及安全的角度看,PLC控制柜需要接大地但是從電磁于擾的角度看,大地可能形成地環路,對信號造成干擾。在PLC控制柜中,有將內部電路連接到金尾機柜上的機柜地端子,也有為內部電路地線電流提供的低阻抗通路的信號地端子。在PLC控制系統應用場合,機柜地與信號地在內部連接起來,然后作為接大地端。兩臺PLC與地板之間是絕緣的,信號端子與機柜接地分別在一點接地。這樣。流過PLC控制柜的噪聲電流就不會流到信號地線上。因此不會造成電位基準面的變動。

    并且由于各個信號端子分別接地,因此不會發生地線電流的相互干擾。


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