지식||DCS 데이터 변동?봐야 할 DCS 접지!

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1. DCS 시스템의 접지에 관한 기본 요구사항
DCS 시스템의 접지는, DCS 시스템으로 들어오는 신호나 전력 공급원, 혹은 DCS 시스템 자체에 문제가 발생했을 때, 효과적인 접지 시스템이 과부하 전류를 견딜 수 있도록 하고, 그 과부하 전류를 신속하게 지면으로 배출할 수 있도록 하는 것입니다.접지 시스템은 DCS에 차폐층을 제공하여 전자 노이즈의 간섭을 제거하고, 전체 제어 시스템에 공통된 신호 기준점(즉, 기준 0전위)을 제공할 수 있습니다. 접지 시스템에 문제가 생기면(접지 저항이 너무 높거나, 여러 곳에서 접지가 이루어지거나, 접지선이 끊어지거나, 접지선이 고전압/대전류 장비와 접촉하는 경우 등), 이로 인해 사람들이 감전상을 입거나 장비가 손상될 수 있습니다. 알려진 바에 따르면, 일부 DCS 시스템들은 자주 “정지” 상태에 빠지는데, 이는 대부분 접지 시스템에 문제가 있기 때문입니다.따라서, 완벽하고 안정적이며 정확한 접지는 DCS 시스템이 안전하고 신뢰성 있게 원활하게 작동할 수 있도록 하는 핵심 요소입니다.二、DCS 접지 분류 일반적으로 DCS 제어 시스템에는 두 가지 종류의 접지가 필요합니다: 보호 접지와 작동 접지(논리 접지, 차폐 접지 등).화학 산업에서 사용되는 것과 같이 안전 게이트를 통한 폭발 방지 장치가 장착된 시스템의 경우, 본안형 구조도 필요합니다. 2.1 보호지(CG, Cabinet Grounding)는 장비의 외장에 정전하가 축적되는 것을 방지하여 인체 상해를 막기 위해 취해지는 보호 조치입니다.DCS 시스템의 모든 운영자 캐비닛, 현장 제어 스테이션 캐비닛, 프린터, 단자 캐비닛 등은 모두 보호 접지에 연결되어야 합니다.보호 지점은 공장 구역의 전기 전문 접지망에 연결되어야 하며, 접지 저항은 4Ω 미만이어야 합니다. 2.2 논리적으로는 머신 논리 접지, 호스트 전원 접지라고도 하며, 컴퓨터 내부의 논리 전압의 음극 공통 접지이자 +5V와 같은 전원의 출력 접지이기도 합니다.CPU의 +5볼트, -5볼트, +12볼트, -12볼트의 음극과 같습니다.공용 접지극에 연결해야 합니다. 2.3 차폐 접지(AG, Analog Grounding)는 아날로그 접지라고도 하며, 현장 신호가 전송될 때 발생하는 간섭을 차단하여 신호의 정확도를 높여줍니다.DCS 시스템의 신호 케이블 차폐층은 차폐 접지를 해야 합니다.케이블의 차폐층은 한쪽 끝이 반드시 접지되어야 하며, 이는 폐회로가 형성되어 간섭이 일어나는 것을 방지하기 위함입니다.강철 외피를 가진 케이블의 금속 외피는 차폐 보호용 접지로 사용되어서는 안 되며, 반드시 구리망 또는 알루미늄 도금된 차폐층을 통해 접지되어야 합니다.공용 접지극에 연결합니다. 2.4 본안 지점에는 별도의 접지 시스템을 설치해야 하며, 접지 저항은 ≤4Ω이어야 합니다.본안지의 접지 시스템은 독립적으로 유지되어야 하며, 공장 내 전기 접지망이나 다른 계측기 시스템의 접지망과의 거리는 5m 이상이어야 합니다. 삼、DCS 시스템의 접지 방식 1 전기 접지망을 DCS 접지망으로 활용하여, 즉 전기 접지망과 공동으로 접지함； 2 DCS 시스템 전용 독립적인 접지망 설치； 3 DCS 전용 접지망을 설치하고, 접지선을 통해 전기 접지망에 연결한다. 세 번째 접지 방식은 두 번째 접지 방식과 많은 유사점이 있기 때문에, 과거에는 컴퓨터나 DCS 시스템에서 전용 접지망이 자주 사용되었습니다.하지만 이러한 접지 방식의 단점은 다음과 같습니다. 바로 부지 면적이 너무 크고, 투자 비용이 많이 든다는 것입니다. 또한 케이블과 접지망에 사용되는 강철의 양도 많습니다. 공장 내에서 적절한 위치를 찾기 어려워서 공장으로부터 상당한 거리가 필요합니다. 게다가 접지극과 접지선을 관리하거나 유지보수하거나 측정하는 것도 불편하며, 그 효과도 그다지 좋지 않습니다.실제 운용 결과에 따르면, 전용 DCS 접지망을 설치하는 것은 어렵을 뿐만 아니라 안전하지도 않습니다. 4. 공용 접지극(망)에 대한 요구사항 1. 공장 내 전기 접지망의 지면으로의 전압 강하가 ≤4Ω일 경우, 해당 공장의 전기 접지망을 DCS 시스템의 공용 접지극(망)으로 사용할 수 있다.2 공장의 전기 접지망의 접지 저항이 크거나 혼잡한 경우, 별도의 접지 시스템을 설치해야 하며, 이는 DCS 시스템의 공용 접지극(망)이 됩니다. 3. 본안 방식으로 연결되지 않은 공용 접지극(네트워크)의 대지 저항은 4Ω 미만입니다；본안지의 경우 1Ω 미만입니다.접지 총간선의 회로 임피던스는 0.1Ω 미만입니다. 4. 접지극 주변 15미터 이내에는 피뢰지가 없는 연결점이 있어서는 안 되며, 8미터 이내에는 30KW 이상의 고전압/저전압 전기 장비의 외장부에 연결되는 점도 있어서는 안 됩니다.현장에서 해당 조건을 충족할 수 없을 경우, 방전 보호 지점은 피뢰기/충격파 억제기를 통해 공용 접지선의 메인 라인과 연결됩니다.용접 시에는 반드시 공용 접지극 및 그 접지망과 연결해서는 안 되며, 두 구조물 사이의 거리는 10미터 이상이어야 합니다. 다섯, DCS 시스템의 접지 원칙 1. DCS 시스템에 설치된 접지 장치 1.1 조작대, 프린터대, 서버 캐비닛: 보호용 접지 나사가 설치되어 있음. 1.2 릴레이 캐비닛, UPS 캐비닛, 배전 캐비닛: 보호용 접지 나사가 장착되어 있습니다.1.3 DCS의 I/O 캐비닛: 차폐 접지 버스바와 보호용 접지 나사가 있으며, 시스템 접지선(+24V 접지)은 띄워져 있습니다.1.4 계기장, 수동 조작판: 차폐 접지용 집전봉과 보호용 나사가 설치되어 있습니다.1.5 안전 게이트 캐비닛: 차폐 접지 버스바, 본안 접지 버스바, 보호용 접지 나사가 장착되어 있습니다. 2. 신호 차폐 및 접지
관련 기술 규정에 따라, 컴퓨터나 DCS 시스템의 신호 케이블의 차폐층은 떠 있어서는 안 되며 반드시 접지되어야 합니다. 그리고 접지 방식은 다음과 같은 규정을 준수해야 합니다: 2.1 신호원이 떠 있는 경우, 차폐층은 컴퓨터 쪽에서 접지되어야 합니다；2.2 신호원이 접지되어 있을 때, 차폐층은 신호원 쪽에서 접지되어야 한다；2.3 증폭기가 띄워져 있는 상태에서는, 차폐층의 한쪽 끝은 차폐 커버에 연결되고, 다른 쪽 끝은 공통 모드 접지에 연결하는 것이 좋습니다(신호원이 접지된 경우에는 신호 접지에 연결합니다).신호원이 불안정할 때 현장 접지에 연결)；2.4 차폐 케이블이 접속 박스를 통과하여 분리되거나 연결될 때는, 접속 박스 내에서 해당 케이블들의 차폐층을 서로 연결해 주어야 합니다. 6. DCS 시스템의 접지를 통해 토양의 저항률을 낮추는 방법 1. 접지체 주변의 토양 구조를 변경하는 것.접지체 주변의 토양 2~3m 범위 내에 물에 녹지 않으면서 흡수성이 우수한 물질, 예를 들어 목탄, 코크스, 석탄 찌꺼기 또는 슬래그 등을 혼입하면, 이 방법을 통해 토양의 저항률을 원래 값의 1/5~1/10 수준으로 낮출 수 있다.2 소금과 숯을 사용하여 토양의 저항률을 낮춘다. 소금과 숯을 층층이 깔아서 단단히 다진다.목탄과 고운 가루를 섞어 약 10~15cm 두께로 한 층 만든 뒤, 그 위에 2~3cm 두께의 식염을 얹습니다. 이렇게 총 5~8층을 만듭니다.바닥을 깐 후 접지체를 박습니다.이 방법을 사용하면 저항률을 원래 값의 1/3~1/5 수준으로 낮출 수 있습니다.하지만 식염은 시간이 지나면 물과 함께 사라지므로, 보통 2년이 지나면 한 번씩 보충해 주어야 합니다. 3장기 작용형 화학적 저항 감소제 사용.장기 작용형 화학 저항 감소제를 사용하면 토양의 전기저항률을 원래 값의 40%까지 낮출 수 있다. 7. DCS 시스템의 접지 재료 및 요구 사항
1. 접지체와 접지망의 주선에 사용되는 강재의 규격은 아래 표를 참고하여 선택할 수 있습니다. 만약 접지 저항이 요구 기준을 충족시키지 못할 경우에는 구리 재질을 사용할 수도 있습니다.접지체와 접지망의 주선이 부식이 심한 장소에 설치될 경우, 부식의 성질에 따라 열아연 도금, 열주석 도금과 같은 방식을 사용하거나 단면적을 적절히 키워야 합니다. 2. 접지 연선 요구사항: DCS 시스템의 보호지와 차폐지 연선은 구리심 절연 전선 또는 케이블을 사용하여 공장 내 전용 접지망 또는 접지체에 연결해야 합니다.접지 연선의 길이가 길거나, DCS 시스템에서 요구하는 접지 저항값이 높거나, 접지 메인라인에서 분기되는 지선의 수가 많은 경우에는 표에 명시된 것처럼 단면적이 큰 전선 및 케이블을 사용하는 것이 바람직합니다.八、현장 접지 시 주의사항 1. 현장 제어장치의 접지 나사는 캐비닛 본체와 베이스 사이에 고무가 있어 절연이 이루어지며, 차폐용 접지 버스도 베이스와 절연되어 있으므로, 현장 제어장치는 반드시 규정에 따라 적절한 접지 처리를 해야 합니다.즉, 각각 현장 제어소의 접지 버스에 연결됩니다.I/O 캐비닛의 전원 접지와 UPS의 전원 접지는 반드시 동일한 접지에 연결되어야 하며, 등전위를 유지해야 합니다. 2. 각종 하드웨어 장비의 작업자 스테이션, 엔지니어 스테이션, 네트워크 스위치, 서버 호스트, 시스템 디스플레이 등은 케이스를 접지하거나 전원 접지선을 직접 전기 접지망에 연결합니다. 3. I/O 컴포넌트의 아날로그 모듈 40번 단자, 즉 직류 24볼트의 음극단자는 로직 접지 버스에 연결되며, 이 로직 접지 버스는 차폐 접지에 연결된 뒤 최종적으로 전체 접지 버스에 연결됩니다. 4. 차폐 접지: 현장 제어 스테이션의 보호용 접지는 캐비닛 아래에 있는 접지 나사를 통해 접지 분기선으로 연결되어야 합니다. 또한, 현장 제어 스테이션의 차폐 접지는 접지 버스바를 통해 공통 연결판으로 연결되어야 합니다. 5. 접지 저항 테스트 접지 시스템의 저항은 반드시 테스트를 거쳐야 하며, 이는 접지가 제어 시스템 제조업체의 요구사항을 충족할 수 있도록 하기 위함입니다. 구, 접지의 시공 규범 요구사항 1 전기 계측기의 외함, 계기판, 캐비닛, 상자, 박스 및 케이블 홈, 보호관, 지지대, 베이스 등 정상적으로는 비전압 상태인 금속 부품들 중, 절연이 파괴되어 위험한 전압이 발생할 가능성이 있는 경우에는 반드시 보호 접지를 해야 한다.공급 전압이 36V를 초과하지 않는 현장용 계측기, 스위치 등의 경우, 설계 문서에 특별한 요구사항이 없다면 보호 접지를 할 필요가 없습니다. 2 비폭발 위험 구역에 설치된 금속판이나 금속판 위에 부착된 버튼, 신호등, 릴레이와 같은 소형 저전압 전기 기기의 금속 외장은, 이미 접지된 금속판이나 금속판과 잘 접촉하고 있을 경우에는 보호 접지를 할 필요가 없습니다. 3. 계측기 보호 접지 시스템은 전기 공학 분야의 저전압 전기 장비들의 보호 접지망에 연결되어야 하며, 연결은 단단하고 안정적이어야 합니다. 직렬로 접지해서는 안 됩니다. 4. 보호 접지의 접지 저항값은 설계 문서에 명시된 기준을 준수해야 합니다. 5 건물에 설치된 케이블 홈 및 케이블 보호관은 반복적으로 접지할 수 있다.6. 계측기 및 제어 시스템은 작동용 접지가 이루어져야 하며, 작동용 접지에는 신호 회로의 접지와 차폐용 접지, 그리고 특별한 요구사항이 있는 본질적으로 안전한 회로의 접지도 포함됩니다. 접지 시스템의 연결 방식과 접지 저항값은 설계 문서에 명시된 규정을 준수해야 합니다. 7 계측기 및 제어 시스템의 신호 회로 접지와 차폐 접지는 공용 접지 장치를 사용해야 한다. 8. 각 계측기 회로에는 단 하나의 신호 회로 접지점만 있어야 합니다. 단, 두 접지점 사이의 직류 신호 회로를 분리하기 위해 절연기를 사용하는 경우는 예외입니다. 9신호 회로의 접지점은 표시 계기 측에 있어야 하며, 접지형 열전대와 검출 소자가 이미 접지된 계기를 사용할 경우에는 표시 계기 측에서 다시 접지해서는 안 된다. 10. 계측 케이블 및 전선의 차폐층은 제어실의 계기 패널 쪽에 접지되어야 하며, 동일한 회로의 차폐층들은 안정적인 전기적 연속성을 가져야 합니다. 또한, 차폐층이 공중에 떠 있거나 중복으로 접지되어서는 안 되며, 표시 계기 쪽에서도 다시 접지되어서는 안 됩니다.현장 계측기 쪽 케이블의 차폐층은 보호층 밖으로 노출되어서는 안 됩니다. 11 방해 방지가 필요한 경우, 다핵 케이블의 예비 핵선은 한 지점에서 접지되어야 하며, 차폐 케이블의 예비 핵선과 케이블의 차폐층은 같은 쪽에서 접지되어야 합니다. 12. 계기판, 캐비닛, 상자 내의 각 회로들의 접지는, 각각의 접지 지선을 통해 접지 버스바나 접지 단자판으로 연결되어야 합니다. 그리고 접지 버스바나 접지 단자판에서 나온 접지 선은 다시 접지 메인라인 및 접지 전극과 연결됩니다.각 접지 분기선, 버스바 또는 접지 단자판들은 연결되지 않은 부분에서 서로 절연되어야 한다. 13 접지 시스템의 연결에는 구리심 절연 전선 또는 케이블을 사용해야 하며, 아연 도금 볼트로 고정해야 한다. 계기판, 캐비닛, 상자 내부의 접지 버스바는 구리 재질을 사용해야 하고, 절연 지지대로 고정되어야 한다.접지 총관선과 접지체 사이에는 용접을 사용해야 한다. 14 본질적으로 안전한 회로의 경우, 설계 문서에 특별한 규정이 없는 한 접지시키면 안 됩니다.다이오드 안전 게이트를 사용할 경우, 그 접지는 직류 전원의 공통 단자와 연결되어야 합니다. 15 방전지면은 설계서의 규정을 준수해야 하며, 장비, 파이프라인 및 전기 관련의 방전 방지 공사와 동시에 진행될 수 있다. 16. 접지 연선은 다중 권선 구조의 동심 절연 전선 또는 케이블을 사용해야 하며, 아연 도금된 볼트나 동제 볼트를 이용하여 연결해야 합니다. 접지 버스바는 동재로 제작되어야 하며, 절연 지지대에 의해 고정되어야 합니다. 17 접지선의 단면적은 설계 문서와 제조업체의 규정을 준수해야 합니다. 설계 문서나 제조업체에서 명시된 규정이 없는 경우, 접지 연결선의 단면적은 2mm2보다 커야 하며, 접지 분기선의 단면적은 6mm2보다 커야 합니다. 접지 주선의 단면적은 20mm2보다 커야 하고, 접지 총주선의 단면적은 30mm2보다 커야 합니다. 18 접지 총간선과 접지체 사이에는 용접을 사용해야 한다.매설형 접지간선은 동일한 유효 단면적을 가진 열아연 도금 평강 또는 원강을 사용하여 용접할 수 있다.접합부는 겹치게 할 수 있으며, 판금의 겹침 길이는 너비의 2배, 원형 강철의 경우 직경의 6배여야 한다. 접촉은 양호해야 하고, 연결은 단단해야 하며, 용접 부위에는 방식 처리를 해야 한다. 19. 접지 저항값은 설계 문서 및 제조업체의 규정을 준수해야 합니다. 만약 설계 문서나 제조업체에서 명시된 바가 없다면, 다음과 같은 규정을 준수해야 합니다: a. 계측 시스템의 보호용 접지 저항값은 일반적으로 4Ω이며, 최대로는 10Ω를 초과해서는 안 됩니다.고감도 접지 자동 경보 장치나 접지 자동 차단 장치가 설치된 경우, 접지 저항값은 10Ω를 초과할 수 있지만 100Ω 이내여야 합니다. 또한, 낙뢰 방지 시스템이 설치된 경우에는 접지 저항값은 1Ω을 초과해서는 안 됩니다；b. 차폐 접지와 작동 접지는 10Ω 이내여야 합니다；c. 본질적 안전 회로의 접지 및 기타 계측기의 접지 저항은 제품의 기술 문서에 명시된 요구사항을 충족해야 합니다；d. DCS, PLC, PCS 시스템의 접지 저항은 4Ω 미만이어야 합니다；e. 접지판들 사이의 거리는 5m보다 커야 합니다.20 접지 시스템을 설치할 때는, 반드시 적시에 은폐공사 기록을 작성해야 합니다