ЖУРНАЛ «СТА» №3/2006

92 СТА 3/2006 www.cta.ru быть причиной воспламенения взры- воопасной смеси. Например, при ёмкости человеческого тела 100…400 пФ и потенциале заряда 1 кВ энергия искрового разряда с тела че- ловека будет равна 50…200 мкДж, что может быть достаточно для воспламе- нения взрывоопасной смеси группы IIC (60 мкДж) [20]. В ЕРИФИКАЦИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ Для обнаружения проблем заземле- ния используют осциллографы с «пла- вающим» (батарейным) питанием и самописцы. Самописцы [11] помогают найти плохие («шуршащие») контакты в це- пи заземления и питания аппаратуры, редко появляющиеся сбои в системах автоматизации. Для этого с помощью многоканального компьютерного са- мописца контролируют интересую- щий параметр, напряжение в цепи низковольтного питания, в питающей сети 220 В и разность напряжений между несколькими точками системы заземления. Непрерывная запись па- раметров процесса и напряжений по- зволяет установить причинноследст- венную связь между сбоями техноло- гических параметров и выбросами на- пряжения в цепи питания и заземле- ния. Осциллографы с «плавающим» пи- танием [19] позволяют контролиро- вать величину и частоту помехи на клеммах заземления в монтажных шкафах систем автоматизации, оце- нить уровень и найти источник маг- нитного поля помехи с помощью ан- тенны из нескольких витков провода, подключенной к осциллографу. Ана- логично можно найти источник элек- трического поля с помощью пластины (обкладки конденсатора). Идеальным прибором для исследо- вания помех мог бы быть миниатюр- ный цифровой осциллограф с малой ёмкостью на землю и на руки операто- ра, с батарейным питанием и пере- дающий сигнал в компьютер через оп- тический кабель, имеющий потенци- альный, токовый и электрометриче- ский входы. В ЫВОДЫ : ПРАВИЛА ЗАЗЕМЛЕНИЯ Радикальные методы решения проблем заземления 1. Используйте модули вводавывода только с гальванической развязкой. 2. Не применяйте длинных проводов от аналоговых датчиков. Распола- гайте модули ввода в непосредст- венной близости к датчику, а сигнал передавайте в цифровой форме. 3. Используйте датчики с цифровым интерфейсом. 4. На открытой местности и при боль- ших дистанциях используйте опти- ческий кабель вместо медного. 5. Используйте только дифференци- альные (не одиночные) входы моду- лей аналогового ввода. Другие советы 1. Используйте в пределах вашей сис- темы автоматизации отдельную землю из медной шины, соединив её с шиной защитного заземления здания только в одной точке. 2. Аналоговую, цифровую и силовую землю системы соединяйте только в одной точке. Если этого сделать невозможно, используйте медную шину с большой площадью попе- речного сечения для уменьшения сопротивления между разными точками подключения земель. 3. Следите, чтобы при монтаже систе- мы заземления случайно не образо- вался замкнутый контур. 4. Не используйте по возможности землю как уровень отсчёта напря- жения при передаче сигнала. 5. Если провод заземления не может быть коротким или если по конст- руктивным соображениям необхо- димо заземлить две части гальвани- чески связанной системы в разных точках, то эти системы нужно раз- делить с помощью гальванической развязки. 6. Цепи, изолированные гальваниче- ски, нужно заземлять, чтобы избе- жать накопления статических заря- дов. 7. Экспериментируйте и пользуйтесь приборами для оценки качества за- земления. Допущенные ошибки не видны сразу. 8. Пытайтесь идентифицировать ис- точник и приёмник помех, затем на- рисуйте эквивалентную схему цепи передачи помехи с учётом паразит- ных ёмкостей и индуктивностей. 9. Пытайтесь выделить самую мощ- ную помеху и в первую очередь за- щищайтесь от неё. 10.Цепи с существенно различающей- ся мощностью следует заземлять группами, в каждой группе – блоки с примерно равной мощностью. 11.Заземляющие проводники с боль- шим током должны проходить от- дельно от чувствительных провод- ников с малым измерительным сиг- налом. 12.Провод заземления должен быть по возможности прямым и коротким. 13.Не делайте полосу пропускания приёмника сигнала шире, чем это надо из соображений точности из- мерений. 14.Используйте экранированные ка- бели, экран заземляйте в одной точке со стороны источника сигна- ла на частотах ниже 1 МГц и в не- скольких точках – на более высо- ких частотах. 15.Для особо чувствительных измере- ний используйте «плавающий» ба- тарейный источник питания. 16.Самая «грязная» земля – от сетево- го блока питания. Не совмещайте её с аналоговой землёй. 17.Экраны должны быть изолирован- ными, чтобы не появилось случай- ных замкнутых контуров, а также электрического контакта между эк- раном и землёй. 18.Прочтите также статьи [2 и 21]. ● Л ИТЕРАТУРА 15. Low level measurements. — 5th edition. Ohio : Keithley ; 2004. 16. Барнс Д. Электронное конструирование: методы борьбы с помехами. — М. : Мир, 1990. — 239 с. 17. Ke H., Lee W.J., ChenM.S., Liu J.P., Yang J. S. Grounding techniques and induced surge voltage on the control signal cables // IEEE Transactions on Industry Applications. 1998. Vol. 34. No. 4. P. 663 668. 18. Caruso M. Analog grounding considerations : Application Note AN103. — Honeywell. 19. Floating oscilloscope measurements … and operator protection : Technical Brief. — Tektronix, 1998. 20. Денисенко В.В. Выбор аппаратных средств автоматизации опасных про- мышленных объектов // Современные технологии автоматизации. 2005. № 4. С. 8694. 21. Гарманов А. Принципы обеспечения электросовместимости измерительных приборов // Современные технологии автоматизации. 2003. № 4. С. 6472 ; 2004. № 1. С. 6268. Автор — сотрудник НИЛ АП Телефон: (8634) 376-157 Факс: (8634) 324-139 E-mail: victor@RLDA.ru В З АПИС Н УЮ К НИЖК У ИНЖЕ Н Е РА