西门子3VA1180-6GD42-0AA0

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将以技术为基础的现场总线控制系统(fcs)用于发电厂机组级控制，在我国正处于起步阶段。fcs有许多设计和应用技术是传统控制系统(如、)所不曾遇到的，如区域(站点)划分与位置确定、fcs 网段设计、fcs的屏蔽/接地等，其中屏蔽/接地直接关系到fcs的监测控制精度和机组的安全、可靠、稳定运行。由于现场总线标准繁多，本文以适用于发电厂控制，且配套产品相对齐全的ff和profibus现场总线标准为例，阐述现场总线控制系统屏蔽/接地。

1 现场总线控制系统屏蔽/接地

控制系统具有保护地和工作地2 种接地方式，其中工作地分为逻辑地、屏蔽地等，对于装有安全栅防爆措施的控制系统，还要求具有本安地。

1.1 ff现场总线屏蔽/接地

ff现场总线系统中仪表信号导线不得用于接地，仪表安全接地必须通过信号电缆之外的独立导线;在网络中的任何一处现场总线设备不得将双绞线对中的任一根导线与地连接，现场总线导线中的任一根导线接地将导致该总线网络/网段上的所有设备通信中断。与传统仪表系统相同，采用双绞线外部的屏蔽是为了避免信号干扰(噪声)，现场总线电缆的屏蔽层必须接地。

针对不同工程，原则上可选用以下3种电缆屏蔽层接地方法。

(l)整个网段中所有电缆的屏蔽层连接在一起，只在网段的一端接地，通常是在控制室端接地。在此情况下，整个网段的电缆屏蔽层不得与现场仪表和接线盒的机壳连接，因为这些机壳通常总是接地的。在没有等电位地的情况下，应该遵循这种屏蔽层单端接地原则。

(2)在现场电磁干扰较强的情况下，理想的抗干扰措施是将电缆屏蔽层与金属接线盒、仪表机壳及控制室内的系统接地连接在一起，这就不可避免地存在多点接地。只有当设有等电位地时，才可以采用此方法。

(3)在多数现场中，没有完善的等电位地(仪表的安装现场设有装置区域范围的等电位地，而控制室与装置现场的地没有等电位)，为了获得很好的抗干扰效果，可将电缆屏蔽层与现场的接线盒和仪表机壳连接在一起，实现现场等电位基础上的多点接地，而电缆屏蔽层在控制室内经由一个隔离接地。该电容的参数为10nf/1500v，可集成在 ff 配电单元中。

对少数现场等电位地不完善的装置区域，建议实施的接地方法为：(l )主干线电缆屏蔽层在控制室单点接地，且与现场接线盒机箱之间通过隔离电容连接，该隔离电容可集成在接线盒内;(2)将各分支的电缆屏蔽层与接线盒机箱之间也通过隔离电容连接，此时分支的电缆屏蔽层即可经仪表机壳接地

(l)电缆屏蔽层通常是两端接地。特别是在高频干扰情况下，用此种方法可以抑制信号干扰。如果在大范围分散系统的各个总线站之间存在电位差且不能实现等电位屏蔽层接地时，建议仅在一端将电缆屏蔽层接地，以避免在 profibus 电缆屏蔽层中产生等电位屏蔽接地电流。对于静止的总线站，将机柜入口一端的 profibus 电缆屏蔽网连接到基准地。

(2)在工业装备中安装profibus dp的标准方法是有接地基准电位地，即必须把所有模块机架和负载电流回路与公共的基准电位地相连接。总线插头连接器将pronbus 电缆的屏蔽与网络中所有的总线站相连接，然后将各个部件的接地连接到控制柜的公共接地点(接地总线汇流条)。就地设备就近单点接地。另外，应该注意与接地点相连的连接线应有足够大的载面积，同时还须确保在控制柜内的各个接地总线汇流条都有相同的接地电位，即它们之间不能存在电位差和电流。

2 屏蔽/接地分析

2.1 多点接地与等电位地

在ff与profibus屏蔽/接地规范中，均提到了多点接地和就地设备就近单点接地。由图1可见，主站与1号、2号从站皆有就地接地，同时接地电缆将3个机柜的接地汇流条串联在一起。为了保证控制系统稳定运行，ff与profibus屏蔽/接地规范中，均要求等电位地，如图2所示。

rofibus或过程在1989年被引入，它有时与profinet混淆。它链接的工厂自动化模块与所述过程控制。 profibus采用多支路单电缆连接设备。相比于旧的方法时，此方法成本特别是对于较大的站点有效。其安装，这是很容易找到故障以及因为它是一个单一的电缆。

profibus的类型

有两种类型或profibus版本通常被称为

1. profibus dp

2. profibus pa

下面是简要介绍了这两种类型。

profibus dp

它运行**过两芯屏蔽电缆，护套紫色和它的速度从的9.6kbps到12mbps的不同而不同。一个特定的速度，可以选择一个网络，得到足够的时间用于与所有存在于网络中的设备。如果系统慢慢地改变再下层通信速度是合适的，如果系统迅速改变则有效的沟通将通过更快的速度发生。即在profibus dp使用rs485的平衡传输只允许在一次要连接32个设备，但多个设备可以连接和网络可以通过使用集线器或中继器进行扩展。

profibus pa

它比profibus dp较慢，通过蓝色31.2kbps的定速运行护套二芯屏蔽电缆。该通信可以开始以减少爆炸的或为本质需要安全设备的系统的风险。在profibus pa的消息格式是相同的profibus dp。

注：profibus dp和profibus pa不应与profinet相混淆。 profinet是以太网通信标准，它是用于过程控制和处理的测量。它基本上是用于计算机系统在办公室或一个网络链接。