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接地对PLC控制系统的重要性

2021-02-24 01:36:24

接地对PLC控制系统的重要性

接地技术在现代控制领域方面得到了广泛而深入的应用,PLC控制系统的“地”通常有两种含义: -种是“大地”(安全地;另一种是“系统基准地”(信号地。接地就是指在系统与某个电位基准面之间建立低阻抗的导电通路。“接大地” 是以地球的电位为基准,并以大地作为零电位,把PLC控制系统设备的金属外壳电路基准点与大地相连。由于大地的电容非常大,一般认为大地的电势为零。在PLC控制系统中的接地一般不是指真实意义 上与地球相连的接地,接地点是电路中的共用参考点这一点的电压为OV,电路中其他各点的电压高低都是以这一参考点为基准的,一 般在电路图中所标出的各点电压数据都是相对接地端的大小, 这样可以以大方便测试以及调试中的电压测虽。相同接地点之间的连线称为地线。把接地平面与大地连接,往往是考虑提高电路工作的稳定性、静电池放,为工作人员提供安全保障。

工控系统集成

接地技术的引入最初是为了防止电力设备或控制设备遭雷击而采取的保护性措施,其目的是把雷电产生的雷击电流通过避雷针引人大地,从而起到保护建筑物及设备的作用。同时,接地也是保护人身安全的-种有效手段,当由于某种原因引起的相线如电线绝缘不良线路老化等)和控制设备外壳触碰时。控制设备的外壳就会有危险电压产生,由此生成的故障电流就会流经PE线到大地,从而起到保护作用。

在接地系统中只考虑防雷和安全已远远不能满足要求,如在PLC控制系统中,大量控制设备之间信号的互连要求各控制设备都要有一个基准“地” 作为信号的参考地。而且随着控制设备的复杂化,信号频率越来越高,所以在接地设计中,信号之间的互扰等电磁兼容问题必须给予特别关注,否则,接地不当就会“重影响PLC控制系统运行的可靠性和稳定性。

接地就是在两点间建立传导通路,以便将设备或元器件连接到“地"的参考点上。接地为信号组成电压基准网络(典型情况下,模拟电路为正负10mV,数字电路为正负200mV):承载信号回流承载功萃回流为天线形成基准面;保持天线附近的高频电位保护人和控制设备不受雷电、电源线路故障的伤害,并泄放静电。因此,对于接地系统必须仔细设计,以满足所有要求,同时使|定噪声问题的信号之间的无用耦合最小。

接也是提高PLC控制ENC的有效的重要手 段之一,正确的接既能抑制外部电磁干扰原响, 又能防止PLC控制系统向外部发射电磁波。错误的接地常常会引入非常严重的干扰,甚至会使PLC控制系统无法正常工作。PIC控制系统有 多种控制装置分散布置在许多地方,所以它们各自的接地往往会形成十分复杂的接地网络,接地不仅需要在系统设计时周密考虑,而且在安装调试时也要仔细检查和做适当的调整。接地的目的有如下三点。

(1)接地使整个PLC控制系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位, 以保证各单元电路系统能稳定工作。

(2)防止外界电磁场的于扰。机壳接地可以使由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放,否测这些电荷形成的高压可能引起PLC控制系统内部的火花放电造成干扰。另外,对于电路的屏蔽体,若选择合适的接地。也可获得良好的屏被效果。避免PLC控制系统在外界电磁环境作用下使设备对大地的电位发生变化,造成PLC控制系统工作的不稳定。

(3)保证操作人员的人身安全。当发生直接雷电的电磁感应时,接地可避免PLC控制柜的毁坏;当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其他原因直接与机壳相通时,可避免操作人员的触电事故发生。以确保人员和PLC控制柜的安全为目的的接地称为”保护接地”,它必须可靠地接在大地电位上。-般来说。 PLC控制柜的金属外壳底盘机座的接地都属于保护接地的范畴。

由此可见,PLC控制柜接大地除了是对人员安全、设备安全的考虑外。也是抑制于扰发生的重要手段。良好的接地可以保护PLC控制系统中设备或系统的正常工作以及人身安全,可以消除各种电磁干扰和雷击等。所以接地设计是非常重要的,也是难度较大的课题。

地线的种类繁多,有逻辑地、信号地。屏蔽地、保护地等。接地的方式也可分单点接地、多点接地、混合接地和悬浮地等。理想的接地面应为零电位,各接地点之间无电位差。但实际上,任何“地”或接地线都有电阻。当有电流通过时,就会产性压降,使地线上的电位不为要。在两个接地点之间会存在地电压。当电路多点接地,并有信号联系时,就将构成地环路干扰电压。

PLC控制柜中各级电路电流的传输、信息转换要求有一个参考的电位, 这个电位还要防止外界电磁场信号的侵人。常称这个电位为“逻辑地”。这个“地”不定是“地理地”,可能是PLC控制柜的金属机壳底座、印刷电路板上的地线或建筑物内的总接地端子、接地干线等。逻辑地可与大地接触。也可不接触,而“电气地”必须与大地接触。

虽然从抗雷电和静电放电的角盘以及安全的角度看,PLC控制柜需要接大地但是从电磁于扰的角度看,大地可能形成地环路,对信号造成干扰。在PLC控制柜中,有将内部电路连接到金尾机柜上的机柜地端子,也有为内部电路地线电流提供的低阻抗通路的信号地端子。在PLC控制系统应用场合,机柜地与信号地在内部连接起来,然后作为接大地端。两台PLC与地板之间是绝缘的,信号端子与机柜接地分别在一点接地。这样。流过PLC控制柜的噪声电流就不会流到信号地线上。因此不会造成电位基准面的变动。

并且由于各个信号端子分别接地,因此不会发生地线电流的相互干扰。


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