控制系统抗干扰接地及模块接地.pdf

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1、控制系统抗干扰接地简介 一、接地的作用 1、给计算机控制系统故障电流提供一个低阻抗的入地通道，防止人身触电伤亡和设备损坏故障。（例如：电源线与设备外壳短路；雷电电击设备外壳。）2、消除各电路电流流经一个公共地阻抗是产生噪声电压，避免电磁场和地电位差的影响，使其不能形成地环路，提高抑制干扰能力。3、给控制系统建立一个基准电压，保证系统稳定、正常工作。二、接地的种类 1、安全保护地：控制系统金属外壳的接地 2、屏蔽地：防止电磁辐射的接地；3、交流地：交流电的零线，应与保护地严格的区分开；4、直流地：直流电“地”，零电位参考点；5、模拟地：模拟器件（如放大器、A/D，比较器等）的零电位参考点；6、数

2、字地（逻辑地）：数字电路的零电位参考点。第 1，2 种地必须接大地电位；第 3 种接电力系统的零线；第 4，5，6 种接系统地（工作地，参考地），它们可以是大地电位，也可以不是大地电位，仅是零电位的参考点。三、接地技术 1、安全保护地 2、屏蔽地 为防止电磁干扰，金属罩，屏蔽的双绞线的金属层，变压器初/次间的金属屏蔽层等都应接保护地。至于一点还是多点接地视具体情况而定。3、交流地 交流地就是电工的接零 N，有企业配电系统提供。4、系统地 直流地，数字地，模拟地属系统地 A 电源电路隔离技术 I,II 部分 采用 1：1 隔离放大器隔离 I,与 III 部分 光电隔离 功率部分电流大，电压高，地

3、线上干扰较大将三大块独立供电，即 GND1,GND2,GND3 互相隔离，阻断了电流环，防止了强电路对弱电路的干扰。B半浮空接地 从理论上将，系统可以是大地电位，也可以是非大地电位，即为一公共参考点。实践证明，对于无雷或少雷地这最好能保证机箱与 PCB 之前有良好的绝缘电阻（M50）。采用半浮空技术的接地方式，即控制系统的机箱与保护地连接，机箱内的 PCB 上的系统地与大地隔离。C优化 PCB 地线设计 单点接地，消除地环路干扰 对于双面板，地线布置用单点接地法。PCB 上有多个返回地线，这些都必须汇聚到电源引出的那个地节点上，构成单点接地。加粗地线，降低地线阻抗 地线加粗，应三倍于印刷电路板

4、上的允许电流，尽可能在 23mm 以上。电源线和地线尽量靠近，呈“井”字分布，使电流分布达到均衡。模拟区与数字区应当用地线隔开，减少信号间串扰。数字地与模拟地分别走线，最后在 PCB 一点接地。运用抗干扰保护地，减少辐射 时钟振荡电路、高频电路宜采用保护地，如下所示：空的铜皮层应接地，克服电磁干扰 PCB 板上布应留空的铜箔层，防止他们充当发射或接收天线。四、S7-300 接地 1、CPU 接地 2、CPU 浮地 ADC逻辑背板总线M+M+M-M-L+M建议连接MANAMML+图2-10 隔离传感器与隔离模拟量输入模块的连接图ADCM+M+M-M-L+MMANA逻辑MML+图2-11 隔离传感

5、器与非隔离模拟量输入模块的连接图ADC背板总线M+M+M-M-L+MMANA逻辑UCMMML+UISO图2-12 非隔离传感器与隔离模拟量输入模块的连接图ADCM+M+M-M-L+MMANA逻辑等电位连接导线UCM背板总线MML+接地母线图2-13 非隔离传感器与非隔离模拟量输入模块的连接图ADC逻辑背板总线M+M+M-M-L+MMANAUU图2-14 电压型传感器与隔离模拟量输入模块的连接图ADC背板总线M+M-L+MMANA两线制变送器P传感器例如压力计图2-16 L+供电两线制变送器与隔离模拟量输入模块的连接图ADC逻辑背板总线I+M+M-I-L+MMANAIc图2-18 热电阻与隔离模

6、拟量输入模块的四线制连接图逻辑背板总线M+M-L+MMANAIc-Ic+图2-19 热电阻与隔离模拟量输入模块的三线制连接图逻辑M+M-L+M/MANA热电偶补偿导线（材料和热电偶相同）COMP+COMPM+M-背板总线图2-22 使用内部补偿的热电偶与隔离模拟量输入模块的连接图逻辑L+MQvS-MANAS+地板总线RLMM内部L+接地母线UISO图2-25 负载四线制与隔离模拟量电压输出模块的连接图逻辑L+MQ1MANA地板总线RLMM内部L+图2-26 负载两线制与隔离模拟量电压输出模块的连接图接地母线逻辑L+MMANA地板总线RLMM内部L+UISO接地母线图2-27 负载两线制与隔离模拟量电流输出模块的连接图Q I