Następujące trzy główne kategorie przyrządów wymagają wykonania uziemienia sygnału (uziemienia funkcjonalnego)-na miejscu zgodnie z zasadą „jednopunktowego-uziemienia pętli sygnałowych”, aby zapobiec tworzeniu się pętli uziemienia, które mogłyby wprowadzić zakłócenia.
Przyrządy wymagające uziemienia sygnału w miejscu instalacji
|
Typ |
Powody, dla których sygnały polowe muszą być uziemione |
Główna podstawa |
|
Termopara typu-masowego |
Jego koniec pomiarowy (gorący koniec) jest podłączony bezpośrednio do sprzętu procesowego (który jest zwykle uziemiony) za pomocą metalowej tulei ochronnej, a samo źródło sygnału służy jako punkt uziemienia. Jeśli po stronie sterowni zostanie wykonane dodatkowe połączenie uziemiające, utworzona-dwupunktowa pętla uziemiająca zostanie utworzona. |
HG/T 20513-2014, punkt 5.1.3 (Noty wyjaśniające): „Przyrządy takie jak uziemione termopary, pehametry i przepływomierze elektromagnetyczne należy uziemiać wyłącznie na miejscu”. |
|
Pehametr (miernik kwasowości) |
Elektroda odniesienia jest połączona z masą poprzez badany roztwór elektrolitu, a samo źródło sygnału (elektroda) jest już uziemione. |
HG/T 20513-2014, punkt 5.1.3 (Noty wyjaśniające): „Przyrządy takie jak uziemione termopary, pehametry i przepływomierze elektromagnetyczne należy uziemiać wyłącznie na miejscu”. |
|
Przepływomierz elektromagnetyczny |
Zasada pomiaru wymaga, aby czujnik, mierzone medium przewodzące i rurociąg procesowy pozostały na tym samym potencjale, ustanawiając w ten sposób stabilny, czysty punkt odniesienia zerowy dla słabo indukowanej siły elektromotorycznej (w zakresie miliwoltów). To połączenie wyrównawcze należy wykonać w miejscu montażu czujnika (w terenie). |
HG/T 20513-2014, punkt 5.1.3 (Noty wyjaśniające): „Przyrządy takie jak uziemione termopary, pehametry i przepływomierze elektromagnetyczne należy uziemiać wyłącznie na miejscu”. |
Wyjaśnienie
Zasada uziemienia pojedynczego-punktu. W przypadku trzech typów przyrządów wymienionych powyżej punkt uziemienia pętli sygnałowej jest ustalony w miejscu montażu. Jeśli zarówno źródło sygnału (przyrząd terenowy), jak i miejsce odbioru (system w sterowni) są uziemione, pomiędzy tymi dwoma lokalizacjami może występować różnica potencjałów, tworząc w ten sposób „pętlę uziemienia” w warstwie ekranującej lub linii sygnałowej. Prąd ten będzie nakładać się na użyteczny sygnał pomiarowy, powodując poważne zakłócenia i skutkując niestabilnymi, wahającymi się lub niedokładnymi wartościami pomiaru. W przypadku słabych sygnałów przepływomierzy elektromagnetycznych, wahających się od kilku mikrowoltów do kilku miliwoltów, takie zakłócenia są katastrofalne. Uwaga specjalna: Warstwa ekranująca przewodów sygnałowych tego typu przyrządów powinna być uziemiona od strony sterowni (masa robocza); jednakże, ponieważ sam obwód sygnałowy (taki jak ujemny zacisk termopary lub linia sygnałowa przepływomierza) jest już uziemiony w miejscu instalacji, strona sterowni musi pozostać izolowana, a dodatkowe uziemienie jest surowo zabronione.
Zasada „tylko jednego punktu uziemiającego na pętlę sygnałową”: 1) HG/T 20513-2014, klauzula 5.1.2, Objaśnienia: Każda pętla sygnałowa przyrządu powinna mieć tylko jeden punkt uziemienia. 2) GB 50093-2013, klauzula 10.2.8: Każdy obwód oprzyrządowania powinien mieć tylko jeden punkt uziemienia obwodu sygnałowego. Objaśnienia: Celem tego punktu jest zapobieganie sygnałom zakłócającym spowodowanym różnicami potencjałów.. 3) SH/T 3551-2024, punkt 10.4.2: Uziemienie obwodów sygnałowych należy wykonać metodą uziemienia jednopunktowego.
GB 50093-2013 Kodeks budowy i akceptacji jakości inżynierii oprzyrządowania automatyki, rozdział 10.2.9: W przypadku stosowania uziemionych termopar i przyrządów z już uziemionymi elementami czujnikowymi, nie należy zapewniać dodatkowego uziemienia po stronie przyrządu wyświetlającego.
Przepływomierze elektromagnetyczne muszą być uziemione, aby zapewnić, że rurka pomiarowa, ciecz i elektrody mają ten sam potencjał, co zapewnia stabilny sygnał odniesienia i ogranicza-zakłócenia w trybie wspólnym. Ponieważ przepływomierze elektromagnetyczne są przyrządami-prędkościowymi opartymi na indukcji elektromagnetycznej, ich elektrody wykrywają indukowaną siłę elektromotoryczną generowaną, gdy płyn przecina linie pola magnetycznego. Jeśli potencjał płynu się zmienia, sygnał detekcji będzie niestabilny. Dlatego ten punkt ekwipotencjalny musi zostać utworzony na miejscu-na miejscu za pomocą pętli uziemiającej, elektrody uziemiającej lub rury łączącej. Warunkiem koniecznym dokładnego pomiaru jest prawidłowe uziemienie przepływomierza elektromagnetycznego.
Jeśli projekt systemu wymaga uziemienia sygnału w miejscu instalacji, a przyrząd odbiorczy musi być uziemiony w sterowni (np. ze względu na pewne wymagania dotyczące architektury systemu), zwykłe uziemienie obu końców nie jest wystarczające. Należy zastosować „izolator elektryczny” (taki jak izolująca bariera bezpieczeństwa lub izolator sygnału).
