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攪拌站作為砼生產(chǎn)的重要設(shè)備，其自動(dòng)化控制系統(tǒng)在生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)安全和穩(wěn)定運(yùn)行中起著非常重要的作用。然而，砼攪拌站的實(shí)際工作環(huán)境往往比較惡劣和復(fù)雜，近年來由于雷電或其他干擾對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)造成損害的事例屢見不鮮，嚴(yán)重地影響了控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。實(shí)踐證明，影響砼攪拌站自動(dòng)化控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的原因有很多，其中的主要原因是接地和防雷措施不夠完善。因此，無論從安全第一的原則，還是從經(jīng)濟(jì)利益的角度，我們都必須采取全方位、多層次的綜合接地與防雷措施， 以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠、長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行。
1　干擾的來源
干擾一般是竄入或疊加在系統(tǒng)電源、信號(hào)線上的與信號(hào)無關(guān)的電信號(hào)。干擾的出現(xiàn)，輕則會(huì)造成稱量系統(tǒng)的誤差、 通訊中斷， 嚴(yán)重的干擾 （如雷擊、 大的串模干擾） 則可能會(huì)造成稱重傳感器、稱重儀表、工控機(jī)等設(shè)備的損壞。為了說明接地的作用，先說說攪拌站控制系統(tǒng)經(jīng)常遇到的幾種干擾。
1）信號(hào)線中引入干擾　當(dāng)幾種信號(hào)在一起傳輸時(shí)，這些信號(hào)線之間均有分布電容存在，不同的信號(hào)會(huì)通過這些分布電容耦合到別的信號(hào)線上，造成信號(hào)相互之間的干擾，即在其他信號(hào)線中引入干擾。
2）帶電體漏電引入干擾　在一些用電能作為執(zhí)行手段的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中（如電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)滾筒等） ， 由于內(nèi)部絕緣性能不是特別好， 也會(huì)引入很大的干擾。
3） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)引入干擾　附近大型用電設(shè)備的啟停、開關(guān)的閉合、斷開等產(chǎn)生的火花會(huì)在周圍產(chǎn)生很大的交變磁場(chǎng)，這些交變磁場(chǎng)可以通過在信號(hào)線上耦合產(chǎn)生干擾。這些干擾如果超過容許范圍，也會(huì)影響系統(tǒng)的工作。
4）供電電源線路上引入的干擾　一般電力系統(tǒng)的供電電源經(jīng)常含有多次協(xié)波，這些協(xié)波通過不同的方法和途徑，也會(huì)竄入控制系統(tǒng)的信號(hào)線中。
5）雷擊引入的干擾　雷擊可能在系統(tǒng)周圍產(chǎn)生很大的電磁干擾，也可能通過各種線路引入干擾。
2　接地的分類
人們?cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)踐過程中總結(jié)出了很多干擾抑制的方法， 如隔離、 屏蔽、 使用雙絞線等等， 在這些抑制的方法中， “接地與防雷” 是最重要也是必不可少的措施。
整個(gè)攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)除了工控機(jī)、PLC的供電線路外，還有很多各種類型的信號(hào)線直接與它們相連。這些信號(hào)有：PLC 的輸入、輸出開關(guān)量信號(hào) （而且負(fù)載能力也有很大差別） ；稱重儀表以及含水率探頭輸出的模擬量信號(hào)（小信號(hào)0～20mV ，大信號(hào) 1～5V） ；工控機(jī)與儀表及其他控制器通訊的微電信號(hào)；直接通過互感器而接到工控機(jī)的交流信號(hào)等等。這些信號(hào)中有四線制的，也有兩線制的，并且各電氣元器件廠家為了保證自己的產(chǎn)品能夠在各種應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)正常運(yùn)行，提出了各種各樣的接地與避雷要求。為了讓砼攪拌站現(xiàn)場(chǎng)安裝員和維護(hù)人員對(duì)控制系統(tǒng)接地問題有一個(gè)較全面的了解，在此介紹一下系統(tǒng)中的各種接地措施。
2.1　供電系統(tǒng)接地
一般來說，電力系統(tǒng)的地線是不太干凈的（含有多次諧波、無規(guī)律尖峰脈沖等） ，如果直接采用電力系統(tǒng)的地線，這些諧波、無規(guī)律尖峰脈沖等就可能竄入攪拌站控制系統(tǒng)引起干擾，所以在砼攪拌站工地現(xiàn)場(chǎng)，一般在其基礎(chǔ)施工時(shí)都會(huì)按照廠家提供的地基圖布置一個(gè)很大的地線網(wǎng)，通常整個(gè)攪拌站的控制系統(tǒng)的地線就是與這個(gè)地線網(wǎng)連在一起組成一個(gè)獨(dú)立的接地系統(tǒng)，而不是直接與電力系統(tǒng)的地線連接。從抑制干擾的角度來看，將電力系統(tǒng)的接地和控制系統(tǒng)的接地分開是很重要的。
2.2　保護(hù)接地
保護(hù)接地是將控制系統(tǒng)中平時(shí)不帶電的金屬部分 （電動(dòng)機(jī)外殼， 工控機(jī)柜、 操作臺(tái)外殼等） 與地之間形成良好的導(dǎo)電連接，或當(dāng)絕緣擊穿和設(shè)備損壞時(shí)，保護(hù)接地作為電流流動(dòng)的返回路徑，以保護(hù)設(shè)備和人身安全。因控制系統(tǒng)的動(dòng)力供電是強(qiáng)電供電（220V 或110V） ，通常情況下機(jī)殼等是不帶電的，當(dāng)故障發(fā)生（如主機(jī)電源故障或其他故障）造成電源的供電火線與機(jī)外殼等導(dǎo)電金屬部件短路時(shí)，這些金屬部件或外殼就形成了帶電體，如果沒有很好的接地，那么帶電體和地之間就有很高的電位差 （eN） ， 如果人不小心觸到這些帶電體， 就會(huì)通過人身形成通路， 產(chǎn)生危險(xiǎn)， 同樣也會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)作。 因此，必須將金屬外殼和地面之間很好地連接，使機(jī)殼和地面等電位。此外，保護(hù)接地還可以防止靜電的積聚。
2.3　工作接地
就攪拌站控制系統(tǒng)本身而言，它是由多種電子電氣元器件組成的， 除了工業(yè)控制計(jì)算機(jī)以外，還包括很多外設(shè)，而且數(shù)據(jù)、信號(hào)的處理或轉(zhuǎn)換也不一樣。這就涉及到了多種電氣元器件，多種接地的問題。工作接地就是為了使工業(yè)控制計(jì)算機(jī)以及與之相連的儀表、PLC、觸摸屏等均能可靠運(yùn)行，并保證測(cè)量和控制精度而設(shè)的接地。在具體的每一個(gè)控制元器件內(nèi)部，有時(shí)它又細(xì)分為邏輯地（PG） 、屏蔽地（又叫模擬地） （AG） 、信號(hào)地（SG） 。
2.4　防雷接地
一般情況下控制系統(tǒng)防止受雷擊干擾有兩種接地方式。
1）對(duì)用于鋪設(shè)信號(hào)線的金屬電纜管或槽表面接地，以防止打雷時(shí)產(chǎn)生的耦合干擾。
2） 對(duì)于架空信號(hào)線， 則必須在計(jì)算機(jī)輸入端子處采取防雷措施， 如裝避雷器， 加壓敏電阻、 較強(qiáng)的濾波電路等來抑制其干擾。
3　接地要求與方法
3.1　接地要求
1）接地電阻　接地電阻是衡量接地系統(tǒng)好壞的一個(gè)重要參數(shù)。在攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)中，不同電氣元器件的接地組態(tài)和要求不同，大多元器件對(duì)接地電阻一般要求 4 Ω以下，最好小于1Ω，特別是稱量?jī)x表和 PLC 的AG 接地，接地電阻應(yīng)小于 1 Ω，否則將嚴(yán)重影響 PLC 中A/D 轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換精度，使系統(tǒng)無法正常工作。
2）接地線　接地線是攪拌站控制系統(tǒng)中各電氣元器件或設(shè)備與接地母線之間的連線。所有的接地線均為銅質(zhì)絕緣導(dǎo)線，且其截面應(yīng)不小于2.5mm2 。當(dāng)控制系統(tǒng)中采用屏蔽電纜布線時(shí)，信息轉(zhuǎn)接插座的接地可利用電纜屏蔽層作為接地線連至每層的配線柜。若控制系統(tǒng)布線電纜采用穿鋼管或金屬線糟敷設(shè)時(shí)，鋼管或金屬線糟應(yīng)保持連續(xù)的電氣連接，并應(yīng)在兩端具有良好的接地。
3）接地隔離　攪拌站控制系統(tǒng)的所有接地必須和其他供電系統(tǒng)嚴(yán)格分開，而且分開距離至少應(yīng)保持15m 以上。為了徹底防止供電系統(tǒng)的影響，控制系統(tǒng)的控制電源一般采用隔離變壓器隔開。 當(dāng)接地控制系統(tǒng)中存在兩個(gè)不同的接地體時(shí)，其接地電位差應(yīng)不大于1V（有效值） 。還要考慮當(dāng)線路處于任何一種危險(xiǎn)環(huán)境時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行過壓過流保護(hù)。
3.2　接地方法
攪拌站控制系統(tǒng)中的各種電氣元器件和設(shè)備的接地，應(yīng)在安裝位置處自己分別接地，匯于一點(diǎn)，然后用較粗銅質(zhì)絕緣導(dǎo)線將各匯地點(diǎn)連接起來， 接到接地母線上。 對(duì)采用屏蔽電纜的布線， 所有屏蔽層應(yīng)保持連續(xù)性，并應(yīng)注意保證導(dǎo)線間相對(duì)位置不變。屏蔽層的配線設(shè)備端應(yīng)接地，用戶端視具體情況接地，兩端的接地應(yīng)盡量連接至同一接地體。
所有外設(shè)必須從一條供電線上供電，而且一臺(tái)設(shè)備（攪拌站電控柜所連接的所有外設(shè)即工控主機(jī)系統(tǒng)、PLC、稱量?jī)x表、打印機(jī)等）的電源必須從設(shè)備的供電分配器上取電，而不允許從其他地方取電，否則可能會(huì)燒壞接口甚至設(shè)備。
原則上不允許各稱重傳感器和其他變送器在現(xiàn)場(chǎng)端接地，而都應(yīng)將其負(fù)端在用戶端處一點(diǎn)接地。但有時(shí)現(xiàn)場(chǎng)端必須接地，這時(shí)，必須注意原信號(hào)的輸入端子（上雙端）絕對(duì)不許和計(jì)算機(jī)的接地線有任何電氣連接。而計(jì)算機(jī)在處理這類信號(hào)時(shí)，必須在前端采用有效的隔離措施。在相互通信的電路元件（PLC 與儀表、PC 與儀表等）需要一個(gè)公共參考地，在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)應(yīng)盡量把計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備緊密裝置在一起，并用通信抑制器限制任何傳導(dǎo)數(shù)據(jù)線的電壓升高。另外，對(duì)開關(guān)量（輸入、輸出）均是采用隔離的PLC，其內(nèi)部邏輯地就是一個(gè)獨(dú)立的單元，與其他部分沒有電氣連接，這種系統(tǒng)中往往不需要PG 接地，而是保持內(nèi)部浮空。所以，用戶在設(shè)計(jì)和施工接地系統(tǒng)時(shí)，一定要仔細(xì)閱讀產(chǎn)品的技術(shù)要求和接地要求。
4　結(jié)束語
總之，隨著砼攪拌站控制系統(tǒng)智能化的不斷發(fā)展， 干擾會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)失效甚至產(chǎn)生誤動(dòng)作，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，故人們必將對(duì)其干擾控制和接地系統(tǒng)提出更為嚴(yán)格的要求。對(duì)于整個(gè)砼攪拌站，應(yīng)根據(jù)攪拌站所在工地的實(shí)際情況和各設(shè)備的接地要求等級(jí)進(jìn)行多層次、全方位的綜合防御，建立完善的縱深防御體系，以確保整個(gè)砼攪拌站安全可靠、長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行。

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