PLC（可編程邏輯控制器）是現代工業自動化系統中的關鍵組成部分。在設計 PLC 系統時，安全性是至關重要的考慮因素。本文將介紹 PLC 系統設計中的一些安全注意事項，包括電源設計、接地設計、關鍵數字量輸入輸出設計和報警設計。

一.電源設計部分：

在 PLC 系統設計中，電源設計是首要參數。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. 使用穩定的電源：選擇高品質的電源模塊，確保電壓和電流的穩定輸出，以免對 PLC 系統造成干擾或損壞。

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，以防止突發斷電或電源故障導致 PLC 系統停機。

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.關鍵數字量輸入輸出設計部分：

數字量輸入是 PLC 系統中常見的信號交換方式。每個 PLC 系統都要具有緊急停止、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：為數字輸入信號提供適當的保護，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. 狀態監測和反饋：在設計中考慮到狀態監測和反饋機制，以確保數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。

關鍵數字量輸出是 PLC 系統中常見的信號輸出方式。每個 PLC 系統都需具有控制執行元器件。以下是一些關于數字量輸出的設計建議：

1. 輸出保護：為數字量輸出信號提供適當的保護，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字量輸出，考慮使用電氣隔離來提高系統的安全性和可靠性。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. 輸出狀態監測：設計中應考慮到輸出狀態的監測機制，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、傳感器或監測電路來實現對輸出狀態的實時監測，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：斗輪機無線聯鎖通訊系統取代線纜，避免斗輪機作業故障頻發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。從而實現無線控制堆料、取料。

四.報警設計部分：

報警系統對于及時發現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顯表上顯示，并能夠在規定液位值觸發報警燈報警。由于廠區面積較大，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域模擬量數據的無線傳輸。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（配有數顯表及報警燈）作為接收端，可在數顯表上實時顯示鍋爐液位情況，并在規定液位值報警（該液位值由用戶設定）。

總結：

在 PLC 系統設計中，安全是至關重要的。電源設計、接地設計、關鍵數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 系統的可靠性、穩定性和安全性，從而提高工業自動化系統的效率和生產安全。

審核編輯 黃宇