一、 概述

　　卷煙行業(ye) 的自動化控製係統主要是采用PLC現場總線構建的。係統中各主機設備使用的溫度參數、水分參數、閥門控製數據等多采用模擬量4～20mA電流方式進行傳(chuan) 輸。同時控製係統中還大量使用了變頻器、軟啟動器等具有強烈電磁幹擾的電器設備，而且工業(ye) 現場動力線路密布，設備啟停運轉繁忙，因此存在嚴(yan) 重的電場和磁場幹擾。

　　模擬量信號等控製電纜和現場總線的網絡電纜運行在幹擾環境中，其屏蔽接地若不能得到較好的處理，將對整個(ge) 係統的穩定性和係統的正常工作造成嚴(yan) 重影響。

　　屏蔽接地的目的是為(wei) 防止電氣設備因受電磁幹擾，而影響其工作或對其它設備造成電磁幹擾。

　　二、 屏蔽接地方式 

　　在卷煙行業(ye) 的工業(ye) 控製係統中，屏蔽接地通常采用兩(liang) 種方式來處理：屏蔽層單端接地和屏蔽層雙端接地。

　　① 屏蔽層單端接地是在屏蔽電纜的一端將金屬屏蔽層直接接地，另一端不接地或通過保護接地。如下圖：

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　　在屏蔽層單端接地情況下，非接地端的金屬屏蔽層對地之間有感應電壓存在，感應電壓與(yu) 電纜的長度成正比，但屏蔽層無電勢環流通過。單端接地就是利用抑製電勢電位差達到消除電磁幹擾的目的。

　　這種接地方式適合長度較短的線路，電纜長度所對應的感應電壓不能超過安全電壓。靜電感應電壓的存在將影響電路信號的穩定，有時可能會(hui) 形成天線效應。

　　② 雙端接地是將屏蔽電纜的金屬屏蔽層的兩(liang) 端均連接接地，如下圖：

　　圖2

　　在屏蔽層雙端接地情況下，金屬屏蔽層不會(hui) 產(chan) 生感應電壓，但金屬屏蔽層受幹擾磁通影響將產(chan) 生屏蔽環流通過，如果地點A和地點B的電勢不相等，將形成很大的電勢環流，環流會(hui) 對信號產(chan) 生抵消衰減效果。

　　在實際的應用中，采用何種方式的接地處理，需要根據具體(ti) 的現場情況來分析和選用。

        三、 控製係統的屏蔽接地選用#p#分頁標題#e# 

　　卷煙行業(ye) 的控製係統中，因PLC控製係統的集中性特點決(jue) 定，現場動力線路分布相對集中，加上輸入輸出的數字量通道，導線之間形成相互耦合是信號幹擾的重要原因。另外，控製係統使用的變頻器、軟啟動器，也對環境形成了嚴(yan) 重的電磁輻射幹擾。

　　根據屏蔽接法的方式和特點，在處理控製係統的屏蔽時，需要考慮多個(ge) 方麵的因素。

　　① 減少導線間的串擾主要采用遠離技術：弱信號的模擬數據線要遠離強信號線敷設，尤其是遠離動力線路。要避免平行走線，實際的操作中可以采用敷設不同橋架的方式進行隔離。

　　② 抑製磁場耦合幹擾，盡量屏蔽幹擾源：對於(yu) 變頻器、熱啟動器等強幹擾源設備最好能將其用導磁材料屏蔽，但在工程中較難實現，不過應該杜絕的是將它們(men) 同控製係統的輸入輸出通道設計在同一個(ge) 控製箱內(nei) 。建議采用相對獨立的電控箱安裝。變頻器的動力輸出電源最好使用屏蔽電纜，采用單端接地的連接方式，即在控製櫃變頻器端的屏蔽接地，電機端的屏蔽層懸浮。（需要注意的是，電機側(ce) 屏蔽懸浮但正常的保護接地線仍然要正確安裝和連接）

　　③ 模擬信號的傳(chuan) 輸選用雙絞屏蔽線較好。雙絞屏蔽線的信號線與(yu) 其返回線絞合能減少感性耦合引起的幹擾。絞合的兩(liang) 條線阻抗一樣，自身產(chan) 生的磁場幹擾或外部磁場幹擾都可以較好的抵消。同時，平衡式傳(chuan) 輸又獨具很強的抗共模幹擾能力。

　　④ 區分處理低頻信號和高頻信號的屏蔽接地。對於(yu) 低頻信號一般采用屏蔽電纜的屏蔽層單端接地方式，能較好的抑製電位差達到消除電磁幹擾目的（4～20mA的模擬量信號多屬於(yu) 此類）；對於(yu) 高頻信號，應該采用雙端接地的方式，包括PLC控製係統的總線網絡（例如ProfiBus網絡、DeviceNet網絡等）、同軸網絡（ControlNet等）。同軸網絡更是需要有良好的雙端屏蔽接地，因為(wei) 同軸網絡的屏蔽層除擔當屏蔽的作用外，還是高頻通道的回程導線。

　　⑤ 屏蔽接地要遵循一點接地的原則，係統的控製櫃和子控製箱盡可能做到等電勢，減少靜電幹擾。可以在櫃間安裝直徑6㎜以上連接地線用於(yu) 平衡電勢。

　　在安裝連接屏蔽電纜時，要特別保持屏蔽的完整性，拆斷或分開屏蔽將極大地降低屏蔽效率。

　　四、 結論

　　控製係統現場的幹擾來源是多方麵的，各種輸入輸出信號之間接地是否合理，不隻是形成相互耦合幹擾的問題，有時還危及計算機係統的安全。

　　針對不同的項目和不同的現場，屏蔽接地需要有不同的處理方法，正確的設計和利用它們(men) 、良好地抑製幹擾，關(guan) 係到控製係統安全穩定地運行。