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控製係統

計算機控製係統接地技術 (一)

星之球激光 來源:中國自動化網2012-03-30 我要評論(0 )   

現代的建築物內(nei) 存在多種接地,如防雷接地、電氣安全接地、交流 電源 工作接地、 通信 及 計算機 控製係統接地等。其中,計算機控製係統的接地種類最為(wei) 複雜,在計算機控...

現代的建築物內(nei) 存在多種接地,如防雷接地、電氣安全接地、交流電源工作接地、通信計算機控製係統接地等。其中,計算機控製係統的接地種類最為(wei) 複雜,在計算機控製係統中,為(wei) 防止雜散分布電容耦合、靜電及衝(chong) 擊電流的影響,保證計算機控製係統穩定可靠的工作,保證操作人員的安全,建立一個(ge) 良好的接地係統是十分必要的。在計算機係統接地中,各功能的接地有六種之多,這些接地既相互聯係,又相互排斥,所以,在設計時,處理得是否正確,將直接影響係統的正常工作和施工進度。為(wei) 避免這種情況,需注意下麵兩(liang) 個(ge) 方麵:(1)接地點是否正確,正確的接地方式可防止控製係統各部分的串擾;(2)接地是否牢固,盡量使各接地點處於(yu) 零阻抗,以減少接地線上的電壓降。

1計算機控製係統接地種類及作用

  按《電子計算機房設計規範》(gb50174-93)規定:“電子計算機機房的接地一般有四種,交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷保護接地等四種接地宜共用一組接地裝置,其接地電阻按其中最小值確定”。計算機接地係統的種類按其接地功能不同可分為(wei) 兩(liang) 大類:工作接地和保護接地。

  1.1工作接地:

  (1)直流工作接地:①懸浮接地;②直接接地:串聯接地、並聯接地、網絡接地;③數字地和模擬地。(2)交流工作接地。

  1.2保護接地:(1)安全保護接地:①屏蔽接地;②靜電接地。(2)防雷保護接地。下麵針對上述的各種接地方式依次進行分析:

  1.2.1直流工作接地

  這裏的直流地是指計算機控製係統中的直流電源的地線,就是計算機本身的邏輯參考地,即計算機控製係統中的數字電路的等電位地;放大器1采樣/保持器以及a/d轉換器輸入信號的零電位(稱為(wei) 模擬地);傳(chuan) 感器的地(稱為(wei) 信號地),目的是保證控製係統電路工作時有一個(ge) 統一的基準電位,不致因零電位浮動而引起信號的誤差,在具備統一的基準電位時,還可防止外界電磁場幹擾。這個(ge) 基準電位點(麵)對整個(ge) 係統來說是一個(ge) 參考麵,不一定就是大地零電位,本身可能帶電,此等電位點又稱“工作地”。這個(ge) “工作地”隻是用來描述具有零伏電位的有關(guan) 係統接到基準點、線或平麵上,由於(yu) 零電流接地故障和短路電流的短時出現,該零伏電位基準點、線或平麵對遠處的大地來講,可能具有很高的電位,但對有關(guan) 係統來說,仍然是零伏電位。

 (1)懸浮接地:當該“工作地”不直接地時,稱為(wei) 懸浮接地,當“工作地”與(yu) 大地之間的絕緣電阻值大於(yu) 1mw時,可以認為(wei) 直流工作接地是懸浮的。其優(you) 點是可以避免電路之間產(chan) 生導電性電磁幹擾,這產(chan) 生地環路和電氣噪聲。適用於(yu) :雜散分布電容耦合通路可忽略不計和頻率較低的情況;

  (2)直接接地:當該“工作地”經一低阻抗通路接至大地時,稱為(wei) 直接接地。當懸浮接地不滿足上述條件時,就必須采用其它的接地形式。通常采用直流直接接地的作法,直流地的接地電阻原則上越小越好,就目前國內(nei) 外生產(chan) 的計算機看,一般小於(yu) 1w,對此處理主要有三種方法:①串聯接地:將計算機控製係統中各設備的直流工作接地以串聯的方式接至“直流地”母線上。②並聯接地:將計算機控製係統中各設備的直流地並聯接至“直流地”母線上;③網絡接地:就是利用一定麵積的銅排,在活動地板下組成銅排網絡。為(wei) 了保證絕緣,銅排網下需墊2-3mm厚的絕緣橡皮或其它絕緣物體(ti) 。各設備的直流工作接地接至網絡,同時網絡與(yu) 接地體(ti) 相連。當網絡邊長等於(yu) 30mhz波長,0.5m時,對從(cong) 直流到30mhz的所有頻率,在接地網上任何兩(liang) 點之間幾乎沒有電位差。以上三種接地方式的采用,應根據機房麵積、計算機的工作性質、幹擾源的情況和計算機廠家安裝要求等實際情況綜合加以確定;

 (3)數字地和模擬地:在計算機控製係統中,數字地和模擬地都是直流工作地,但在係統內(nei) 部必須分別接地。即使同一芯片上有兩(liang) 種地也要分別進行接地,然後僅(jin) 在一點處把兩(liang) 種地連接起來。否則,數字回路通過模擬電路的地線再返回到數字電,將會(hui) 對模擬信號產(chan) 生影響。

  1.2.2交流工作接地

  交流工作接地又稱功率地,是控製係統中交流電源及交流大電流電路的接地,其性質和電力係統中的工作是一樣的,實際上就是低壓電力係統中,交流電力變壓器地,它屬於(yu) 大電流係統的地,這樣做的目的隻有一個(ge) :安全。這個(ge) 地有兩(liang) 個(ge) 作用:

  (1)通過低阻抗導體(ti) 把所有設備連接在一起,並把這個(ge) 係統接到接地裝置上去,於(yu) 是,所有設備具有同樣的電位,且此電位是地電位。這樣,即使在故障狀態下,任何兩(liang) 個(ge) 暴露的非帶電的金屬之間或非帶電金屬與(yu) 地之間,都不存在不安全的電位差;

  (2)設備接地為(wei) 故障電流提供了一條安全的低阻抗返回通路,可以讓過電流裝置快速切除故障,使損壞減至最小。同時,又保證電路的幹擾信號泄漏到大地中,不致幹擾靈敏的信號電路或測量回路。對於(yu) 直流地來說,它是噪聲地。我國通用電氣規程規定:交流工作地的接地電阻應小於(yu) 4ω。

 1.2.3保護接地

  保護接地的作用是避免操作人員因電子設備的絕緣損壞或下降時遭受觸電的危險並保證設備的安全。

  (1)安全保護接地:簡稱安全地,它是指電力設備的金屬外殼由於(yu) 進線電源絕緣被損壞,有可能帶上危險相電壓。為(wei) 了防止這種危險電壓危及人身和設備安全,將正常工作時的不帶電的金屬外殼(如機櫃外殼、元件外殼等)接地。

  優(you) 點:機殼接地可使高頻幹擾電壓形成低阻抗通路,防止其對電子電路的幹擾。根據我國供電結線方式特點的不同,安全性接地有五種形式;tn-c係統、tn-s係充、tn-c-s係統、it係統、tt係統。目前,國內(nei) 外的計算機安全接地多采用第②、第⑤種方式、安全保護接地電阻應小於(yu) 4w;

  (2)靜電接地:是為(wei) 了消除計算係統運行過程中產(chan) 生的靜電電荷而設的一種接地。由於(yu) 機房內(nei) 的濕度一般不低於(yu) 50%,且機房內(nei) 大都采用抗靜電活動地板,產(chan) 生靜電的可能性較小,因而,一般可不再設此接地。其接地電阻一般應小於(yu) 10w;

  (3)屏蔽接地:一般用於(yu) 通訊係統較多。是將設備屏蔽體(ti) 和大地之間用低阻導線連接起來,形成電氣通路,為(wei) 高頻幹擾信號提供通路,其作用有兩(liang) 點:

  (1)防止計算機處理的信息被竊取;

  (2)防止外界電磁場幹擾計算機係統的正常運行。其接地電阻一般應小於(yu) 2ω。屏蔽接地已包含在計算機機殼的安全保護接地內(nei) ,一般設計時不再另設。

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