工控机接地方法图解
工控机接地方法图解
工控机通常安装在控制室内，工控机接地关系到计算机稳定工作和抗干扰性能，电工学习网小编在本文分享工控机接地专业知识。
图1 控制室接地及防雷设备接地的路径为设备的接地线→接地排→接地总汇集线→接地引入线→接地体，从而实现了设备与大地的接地连接。例如电气柜内接地系统可参见图2。
图2 电气柜内接地系统说明：EB为相邻的电柜或夹具；FE为功能地，比如供水管道、房间的中心地；HS为用来安装模块的底板或者安装附件的导轨；M为参考导体系统或者参考导体导轨(铜母线或端子板)；MA为用作功能接地的接地(大地参考面板或者导轨)；PE为保护地而在安装等电位连接电路时必须遵守以下规定：◆ 当等电位连接导线的阻抗减小时，或者等电位连接导线的横截面积增加时，等电位连接的有效性将增加。◆ 如果两个设备部件通过屏蔽数据电缆互连，并且其屏蔽层在两端都连接到接地/保护导体上，则额外敷设的等电位连接电缆的阻抗不得超过屏蔽阻抗的10%。◆ 使用合适的电缆夹夹紧进入等电位连接导轨上的数据线屏蔽层。尽可能地缩短hmi设备和等电位连接导轨间的电缆长度。◆ 平行敷设等电位连接导线和数据缆，使其相互间隙距离最小。一般建筑物的直击雷保护包括外部防雷系统和内部防雷系统两个部分，它们是一个有机的整体。外部防雷主要是指防直击雷，由安装在楼顶的避雷针(或避雷带、避雷网)以及雷电流的引下线组成，雷电流引下线可以是多根的。对于一些高大的现代建筑，往往有必要将外墙体的建筑钢筋(或金属结构)与直击雷避雷装置良好的连接在一起。而内部防雷则包括防雷电感应、防反击、防雷电波侵入以及提供人身安全，它是指除了外部防雷系统外的所有附加措施。这些措施可能会减少雷电流在需要防雷的空间内所产生的电磁效应，防止雷电损坏机房内的电气设备或电子设备。很重要的一点是建筑物的防雷接地和建筑物内通信设备的接地应共用一组接地体。2、SIMATIC工控机的接地处理 西门子SIMATIC IPC能够适应多种要求(抗振动、防冻、防尘、抗热、防水蒸气)，能提供较高的系统可用性、高投资保护和最好工业功能。①SIMATIC IPC的种类SIMATIC Rack PC(机架式PC)：灵活、高性能的工业PC，用于安装在19″机架上，如图3所示。
图3 SIMATIC IPCSIMATIC Box PC(箱式PC)：小型紧凑而强固的工业PC，用于标准安装，如图4所示。
图4 SIMATIC Box PCSIMATIC Panel PC(平板式PC)：强固、高性能的工业PC，具有绚丽的显示器，如图5所示。
图5 SIMATIC Panel PC②连接电源设备配备有经安全测试的电源线，只能将它连接到接地的防电击电源出口插座。如果不使用电源电源，则请使用具有下列特性的软电缆：最小18AWG导线横截面积和15-A/250-V防电击连接器。电缆装置必须符合要安装该系统的国家或地区的安全规章和规定的ID。③西门子工控机接地规范A、设备的等电位连接连接位于设备下并使用下面的符号标识：
SIMATIC Rack PC接地端子位置，如图6所示。
SIMATIC Box PC接地端子位置，如图7所示。
SIMATIC Panel PC接地端子位置，如图8所示。B、工控机接地原则a、将设备上印有标记的等电位连接接头(M4螺纹)与等电位连接电缆相连。确保等电位连接电缆与外壳的大部分区域接触。b、将等电位连接电缆与控制柜的中心接地点连接。确保等电位连接电缆与中心接地点的大部分区域接触。c、务必保证电源接线板第三插孔接地良好。C、工控机接地电缆的要求等电位连接线的横截面积至少为5mm2。
实例分享，工控主板故障检修方法
伦茨带触摸屏工控电脑无显示
故障 ：一台伦茨工控电脑，通电后显示数秒LOGO画面就再无任何显示，也无任何报警。
检修 ：给电脑接入24V电源，通电后，有图片LOGO显示在屏幕上，电源显示电流400mA以上，但大约经过三四秒时间，显示黑屏，触摸屏幕没有任何反应。拆开电脑外壳以后，发现电脑的CPU及内存芯片都在一片插卡上，此卡插在主板插槽内，如图6.58所示。
图6.58 伦茨触摸屏故障
既然电脑有LOGO显示，说明CPU、电源、内存及显示部分元件都是好的，判断是电脑检测到外设有严重错误而自动关机。将插卡与好机对换，故障如旧，说明故障在主板上。怀疑插槽接触不良，将其清洗并仔细检查，确认插槽没有问题后通电试机，故障不变。顺便检查电源情况，24V经变换后得到12V、5V、3.3V电压，万用表检查，各电压稳定，示波器检查亦无纹波。怀疑主板与CPU卡板之间的沟通芯片CPLD及相关电路有问题，测试此芯片与插槽脚位的串联电阻，阻值未见异常。除CPLD以外，将主板上其他芯片与好机对调，故障依旧。怀疑CPLD损坏，因CPLD含用户程序，不敢和好机对调以防对调后损坏到好机CPLD程序。本想就此放弃维修，后在观察电脑启动至稳定期间电流变化时发现，好机在瞬间达到300mA后变为200mA多一点，而坏机瞬间会达到430mA，然后变为10mA左右，根据平时经验，此种电脑的显示器部分消耗了绝大部分电流，坏机有没有可能显示部分耗电过大而自关断呢?于是将好机的显示部分高压条输入12V电源插头拔掉，启动观察发现机器稳定后的电流也是10mA左右，这说明有可能坏机本身一直启动都是正常的!只是高压条在启动过后关断了，灯管未被点亮，于是在显示屏上看不到任何东西。于是将好机坏机高压条对调，坏机显示正常了!故障点指向了高压条，将高压条拆下，仔细检查发现PCB板上有一个焊盘过孔腐蚀断开，接细铜线上下联通后试机，一切正常。
研华工控机主板不开机故障
故障 ：一台注塑机，上电后屏幕无显示，经用户确认是注塑机的控制主板引起的故障，该主板本来是从好机上拆下到其他机器试机，试机时怀疑弄坏了。
检修 ：将主板插入专用的工控板插槽，连接显示器、键盘，通电，观察显示器无任何反应。基于用户反映的情况，先从外观上检查板上有无损坏的痕迹。除了查看较容易观察的元件，还要使用放大镜查看细小元件，例如小电阻、电容，芯片的细小引脚等。
检查后发现有两个小元件有明显被碰离焊盘的状态，如图6.59所示。
图6.59 工控机主板电阻碰掉
测量电阻的焊盘两端电阻值，显示有数百千欧，而电阻标记的是22Ω，这样的小阻值电阻一般是串联在电路中，无此电阻，则此路信号必定断开，这很有可能是主板不开机的原因。电容的引脚也已经碰掉，虽然电容断开对电路的影响可能没有那么重要，但电阻开路会造成主板故障是肯定无疑的。测电阻阻值还是22Ω，将其重新焊回电路。电容的引脚已经破损，但尚可测其电容，将其焊下，测其容量为10nF，找相同封装、容量的电容代替焊上。重新插入插槽，通电，“滴”的一声，显示器有了显示，说明已经可以开机，故障排除。
工控机主板USB口失效故障
故障 ：客户反映在插拔此工控主板USB接口的时候，发现数据不能传输，如图6.60所示。
图6.60 工控机主板USB接口不通信故障
检修 ：USB接口包括VCC、D+、D-、GND共4根线，使用万用表测试D+对地只有40Ω左右，D-对地电阻也只有38Ω。随手找身边带有USB接口的某块电路板，不通电时测试，对比结果发现被修电路板存在短路情况。使用万用表通断挡扫描D+、D-信号的去向，发现其连接到了一个双列贴片密脚芯片，拆下此芯片再测试USB口D+ D-对GND阻值，在数十千欧以上，实测该芯片对其接地脚电阻40Ω左右，确认该电阻损坏。购买新的芯片代换，问题解决。
工控机主板与变频器不通信故障
故障 ：使用者反映该控制器与变频器不能通信，不能控制变频器启动，更换其他相同电路板可以启动变频器。如图6.61所示。
图6.61 工控主板通信故障
检修 ：通常工业控制使用RS485通信方式，既然通信不上，就应该先查找RS485通信芯片。发现电路板上有两个8脚芯片MAX485(图6.62)，这类芯片差分信号引脚都是要连接到接线端子的，于是使用万用表蜂鸣器挡顺着第六脚第七脚检查看连接到哪一个端子位去了。结果测试中无意发现6、7脚之间的电阻值非常低，只有5.4Ω，拆下这一个MAX485芯片，发现确实是这一个芯片6、7脚之间短路，同时6、7脚又和5V是短路的。更换这个芯片，上机测试，故障排除。
图6.62 MAX485通信芯片故障
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