PLC（可編程邏輯控制器）是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分。在設(shè)計(jì) PLC 系統(tǒng)時(shí)，安全性是至關(guān)重要的考慮因素。本文將介紹 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一些安全注意事項(xiàng)，包括電源設(shè)計(jì)、接地設(shè)計(jì)、關(guān)鍵數(shù)字量輸入輸出設(shè)計(jì)和報(bào)警設(shè)計(jì)。

一.電源設(shè)計(jì)部分：

在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，電源設(shè)計(jì)是首要參數(shù)。面板中有兩種類型的電源——直流和交流，直流通常為 24V DC，交流通常為 220V AC。電源的可靠性和穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。以下是一些電源設(shè)計(jì)的安全注意事項(xiàng)：

1. 不需要多個(gè)電源，單個(gè)電源還可以最大程度地減少線路干擾。

2. 使用穩(wěn)定的電源：選擇高品質(zhì)的電源模塊，確保電壓和電流的穩(wěn)定輸出，以免對(duì) PLC 系統(tǒng)造成干擾或損壞。

3. 電源過(guò)載保護(hù)：使用過(guò)載保護(hù)裝置來(lái)防止過(guò)電流對(duì) PLC 系統(tǒng)的損害。這可以包括保險(xiǎn)絲、斷路器或電流保護(hù)開關(guān)等。

4. 不同種類的電源供電，需要配備單獨(dú)的過(guò)載保護(hù)。例如：PLC供電和傳感器供電需配備不同的過(guò)載保護(hù)，以免故障時(shí)相互影響，也更容易排除故障。

5. 電源備份：考慮使用備用電源或不間斷電源（UPS）來(lái)提供電源備份，以防止突發(fā)斷電或電源故障導(dǎo)致 PLC 系統(tǒng)停機(jī)。

二.接地設(shè)計(jì)部分：

正確的接地才能將任何泄漏電流傳遞到地面。這樣可以防止觸電、噪音和電磁干擾。在工業(yè)領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)中性線對(duì)地電壓一定要小于 0.5V。正確的接地設(shè)計(jì)對(duì)于 PLC 系統(tǒng)的安全性和可靠性至關(guān)重要。以下是一些建議：

1. 儀器接地和電源接地一定要分開。否則，接地中的任何合并都會(huì)造成信號(hào)短路或干擾。

2. 接地導(dǎo)線質(zhì)量：使用良好質(zhì)量的接地導(dǎo)線，確保其足夠粗大以承受系統(tǒng)中的電流，并保持良好的接觸。

3. 接地電阻測(cè)試：定期測(cè)試接地電阻，確保其在規(guī)定的范圍內(nèi)。如果接地電阻過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致電氣故障或人身安全風(fēng)險(xiǎn)。

三.關(guān)鍵數(shù)字量輸入輸出設(shè)計(jì)部分：

數(shù)字量輸入是 PLC 系統(tǒng)中常見的信號(hào)交換方式。每個(gè) PLC 系統(tǒng)都要具有緊急停止、面板電源故障等關(guān)鍵輸入。以下是一些安全設(shè)計(jì)建議：

1. 輸入保護(hù)：為數(shù)字輸入信號(hào)提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，例如使用過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)和電磁干擾（EMI）過(guò)濾器等，以防止損壞或干擾。

2. 所有這些信號(hào)都要以 NC（常閉）格式連接。

3. 狀態(tài)監(jiān)測(cè)和反饋：在設(shè)計(jì)中考慮到狀態(tài)監(jiān)測(cè)和反饋機(jī)制，以確保數(shù)字量輸入輸出的準(zhǔn)確性和安全性。

4. 必要時(shí)可以選用帶安全認(rèn)證的輸入模塊或安全繼電器。

關(guān)鍵數(shù)字量輸出是 PLC 系統(tǒng)中常見的信號(hào)輸出方式。每個(gè) PLC 系統(tǒng)都需具有控制執(zhí)行元器件。以下是一些關(guān)于數(shù)字量輸出的設(shè)計(jì)建議：

1. 輸出保護(hù)：為數(shù)字量輸出信號(hào)提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，例如使用過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)和短路保護(hù)等，以防止損壞或故障。確保輸出電路的負(fù)載能夠承受所需電流和電壓范圍。

2. 電氣隔離：對(duì)于需要與外部設(shè)備或電路進(jìn)行連接的數(shù)字量輸出，考慮使用電氣隔離來(lái)提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。電氣隔離可以防止干擾和噪聲的傳播，同時(shí)減少由于電氣故障引起的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

3. 輸出狀態(tài)監(jiān)測(cè)：設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到輸出狀態(tài)的監(jiān)測(cè)機(jī)制，以確保輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性和一致性?？梢酝ㄟ^(guò)使用反饋機(jī)制、傳感器或監(jiān)測(cè)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并及時(shí)采取措施糾正任何異常情況。

4. 輸出故障處理：為了確保系統(tǒng)的安全性和可靠性，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到輸出故障處理機(jī)制。這可以包括故障檢測(cè)、故障報(bào)警和自動(dòng)切換到備用輸出等功能，以減少潛在的損失和風(fēng)險(xiǎn)。

5. 必要時(shí)可以選用帶安全認(rèn)證的輸出模塊或安全繼電器。

實(shí)例賞析：斗輪機(jī)無(wú)線聯(lián)鎖通訊系統(tǒng)取代線纜，避免斗輪機(jī)作業(yè)故障頻發(fā)以及維修更換耗時(shí)高成本的情況，圓堆廠房?jī)?nèi)的堆取料機(jī)擔(dān)負(fù)著儲(chǔ)存、輸送原料的重要任務(wù)，要實(shí)現(xiàn)由2號(hào)圓形煤場(chǎng)堆取料機(jī)配電室PLC機(jī)柜內(nèi)開關(guān)信號(hào)無(wú)線傳輸至4號(hào)轉(zhuǎn)運(yùn)電子間DCS機(jī)柜，包含允許堆料、允許取料、外圍取料運(yùn)行、堆取料機(jī)緊急停機(jī)等8路指令信號(hào)，及堆料運(yùn)行、堆料故障、取料故障、取料回路等16路反饋信號(hào)，無(wú)線傳輸距離10公里。從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線控制堆料、取料。

四.報(bào)警設(shè)計(jì)部分：

報(bào)警系統(tǒng)對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理異常情況至關(guān)重要。以下是一些報(bào)警設(shè)計(jì)的安全注意事項(xiàng)：

1. 運(yùn)行反饋報(bào)警、跳閘反饋報(bào)警、超下行程報(bào)警、傳感器故障報(bào)警、PLC 通道故障報(bào)警、熱過(guò)載報(bào)警、恒溫器報(bào)警、過(guò)壓或欠壓報(bào)警等。

2. 報(bào)警級(jí)別：定義不同級(jí)別的報(bào)警，根據(jù)緊急程度確定相應(yīng)的響應(yīng)措施。

3. 報(bào)警通知：確保報(bào)警通知能夠及時(shí)傳遞給相關(guān)人員，可以使用聲音警報(bào)、視覺(jué)指示或遠(yuǎn)程通信等方式。

4. 報(bào)警記錄和分析：記錄所有報(bào)警事件，并進(jìn)行分析以查明根本原因并采取相應(yīng)的糾正措施。

實(shí)例賞析：將廠區(qū)內(nèi)檢測(cè)鍋爐液位的流量計(jì)信號(hào)采集至約600米遠(yuǎn)的值班室內(nèi)，鍋爐的液位值實(shí)時(shí)在數(shù)顯表上顯示，并能夠在規(guī)定液位值觸發(fā)報(bào)警燈報(bào)警。由于廠區(qū)面積較大，廠房較多，若采用有線方式施工成本高，周期長(zhǎng)，故考慮采用無(wú)線的方式完成兩個(gè)分散區(qū)域模擬量數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。分別在鍋爐流量計(jì)旁安裝一塊DTD110FC——達(dá)泰無(wú)線模擬量傳輸器作為發(fā)射端采集鍋爐液位信號(hào)；在值班室內(nèi)安裝一臺(tái)DTD110FCY——達(dá)泰無(wú)線模擬量傳輸裝置（配有數(shù)顯表及報(bào)警燈）作為接收端，可在數(shù)顯表上實(shí)時(shí)顯示鍋爐液位情況，并在規(guī)定液位值報(bào)警（該液位值由用戶設(shè)定）。

總結(jié)：

在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，安全是至關(guān)重要的。電源設(shè)計(jì)、接地設(shè)計(jì)、關(guān)鍵數(shù)字量輸入輸出設(shè)計(jì)和報(bào)警部分都是需要特別關(guān)注的方面。通過(guò)遵循上述安全注意事項(xiàng)，可以確保 PLC 系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和安全性，從而提高工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的效率和生產(chǎn)安全。

審核編輯 黃宇