PLC(可編程邏輯控制器)是現(xiàn)代工業(yè)自動化系統(tǒng)中的關鍵組成部分。在設計 PLC 系統(tǒng)時,安全性是至關重要的考慮因素。本文將介紹 PLC 系統(tǒng)設計中的一些安全注意事項,包括電源設計、接地設計、關鍵數(shù)字量輸入輸出設計和報警設計。
一.電源設計部分:
在 PLC 系統(tǒng)設計中,電源設計是首要參數(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)定性是至關重要的。以下是一些電源設計的安全注意事項:
1. 不需要多個電源,單個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:選擇高品質的電源模塊,確保電壓和電流的穩(wěn)定輸出,以免對 PLC 系統(tǒng)造成干擾或損壞。
3. 電源過載保護:使用過載保護裝置來防止過電流對 PLC 系統(tǒng)的損害。這可以包括保險絲、斷路器或電流保護開關等。
4. 不同種類的電源供電,需要配備單獨的過載保護。例如:PLC供電和傳感器供電需配備不同的過載保護,以免故障時相互影響,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)來提供電源備份,以防止突發(fā)斷電或電源故障導致 PLC 系統(tǒng)停機。
二.接地設計部分:
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)領域,標準中性線對地電壓一定要小于 0.5V。正確的接地設計對于 PLC 系統(tǒng)的安全性和可靠性至關重要。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造成信號短路或干擾。
2. 接地導線質量:使用良好質量的接地導線,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. 接地電阻測試:定期測試接地電阻,確保其在規(guī)定的范圍內。如果接地電阻過高,可能會導致電氣故障或人身安全風險。
三.關鍵數(shù)字量輸入輸出設計部分:
數(shù)字量輸入是 PLC 系統(tǒng)中常見的信號交換方式。每個 PLC 系統(tǒng)都要具有緊急停止、面板電源故障等關鍵輸入。以下是一些安全設計建議:
1. 輸入保護:為數(shù)字輸入信號提供適當?shù)谋Wo,例如使用過壓保護、過流保護和電磁干擾(EMI)過濾器等,以防止損壞或干擾。
2. 所有這些信號都要以 NC(常閉)格式連接。
3. 狀態(tài)監(jiān)測和反饋:在設計中考慮到狀態(tài)監(jiān)測和反饋機制,以確保數(shù)字量輸入輸出的準確性和安全性。
4. 必要時可以選用帶安全認證的輸入模塊或安全繼電器。
關鍵數(shù)字量輸出是 PLC 系統(tǒng)中常見的信號輸出方式。每個 PLC 系統(tǒng)都需具有控制執(zhí)行元器件。以下是一些關于數(shù)字量輸出的設計建議:
1. 輸出保護:為數(shù)字量輸出信號提供適當?shù)谋Wo,例如使用過壓保護、過流保護和短路保護等,以防止損壞或故障。確保輸出電路的負載能夠承受所需電流和電壓范圍。
2. 電氣隔離:對于需要與外部設備或電路進行連接的數(shù)字量輸出,考慮使用電氣隔離來提高系統(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,同時減少由于電氣故障引起的潛在風險。
3. 輸出狀態(tài)監(jiān)測:設計中應考慮到輸出狀態(tài)的監(jiān)測機制,以確保輸出信號的準確性和一致性。可以通過使用反饋機制、傳感器或監(jiān)測電路來實現(xiàn)對輸出狀態(tài)的實時監(jiān)測,并及時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,在設計中應考慮到輸出故障處理機制。這可以包括故障檢測、故障報警和自動切換到備用輸出等功能,以減少潛在的損失和風險。
5. 必要時可以選用帶安全認證的輸出模塊或安全繼電器。
實例賞析:斗輪機無線聯(lián)鎖通訊系統(tǒng)取代線纜,避免斗輪機作業(yè)故障頻發(fā)以及維修更換耗時高成本的情況,圓堆廠房內的堆取料機擔負著儲存、輸送原料的重要任務,要實現(xiàn)由2號圓形煤場堆取料機配電室PLC機柜內開關信號無線傳輸至4號轉運電子間DCS機柜,包含允許堆料、允許取料、外圍取料運行、堆取料機緊急停機等8路指令信號,及堆料運行、堆料故障、取料故障、取料回路等16路反饋信號,無線傳輸距離10公里。從而實現(xiàn)無線控制堆料、取料。
四.報警設計部分:
報警系統(tǒng)對于及時發(fā)現(xiàn)和處理異常情況至關重要。以下是一些報警設計的安全注意事項:
1. 運行反饋報警、跳閘反饋報警、超下行程報警、傳感器故障報警、PLC 通道故障報警、熱過載報警、恒溫器報警、過壓或欠壓報警等。
2. 報警級別:定義不同級別的報警,根據(jù)緊急程度確定相應的響應措施。
3. 報警通知:確保報警通知能夠及時傳遞給相關人員,可以使用聲音警報、視覺指示或遠程通信等方式。
4. 報警記錄和分析:記錄所有報警事件,并進行分析以查明根本原因并采取相應的糾正措施。
實例賞析:將廠區(qū)內檢測鍋爐液位的流量計信號采集至約600米遠的值班室內,鍋爐的液位值實時在數(shù)顯表上顯示,并能夠在規(guī)定液位值觸發(fā)報警燈報警。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,故考慮采用無線的方式完成兩個分散區(qū)域模擬量數(shù)據(jù)的無線傳輸。分別在鍋爐流量計旁安裝一塊DTD110FC——達泰無線模擬量傳輸器作為發(fā)射端采集鍋爐液位信號;在值班室內安裝一臺DTD110FCY——達泰無線模擬量傳輸裝置(配有數(shù)顯表及報警燈)作為接收端,可在數(shù)顯表上實時顯示鍋爐液位情況,并在規(guī)定液位值報警(該液位值由用戶設定)。
總結:
在 PLC 系統(tǒng)設計中,安全是至關重要的。電源設計、接地設計、關鍵數(shù)字量輸入輸出設計和報警部分都是需要特別關注的方面。通過遵循上述安全注意事項,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)自動化系統(tǒng)的效率和生產(chǎn)安全。
審核編輯 黃宇
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