PLC（可编程逻辑控制器）是现代工业自动化系统中的关键组成部分。在设计 PLC 系统时，安全性是至关重要的考虑因素。本文将介绍 PLC 系统设计中的一些安全注意事项，包括电源设计、接地设计、关键数字量输入输出设计和报警设计。

一.电源设计部分：

在 PLC 系统设计中，电源设计是首要参数。面板中有两种类型的电源——直流和交流，直流通常为 24V DC，交流通常为 220V AC。电源的可靠性和稳定性是至关重要的。以下是一些电源设计的安全注意事项：

1. 不需要多个电源，单个电源还可以最大程度地减少线路干扰。

2. 使用稳定的电源：选择高品质的电源模块，确保电压和电流的稳定输出，以免对 PLC 系统造成干扰或损坏。

3. 电源过载保护：使用过载保护装置来防止过电流对 PLC 系统的损害。这可以包括保险丝、断路器或电流保护开关等。

4. 不同种类的电源供电，需要配备单独的过载保护。例如：PLC供电和传感器供电需配备不同的过载保护，以免故障时相互影响，也更容易排除故障。

5. 电源备份：考虑使用备用电源或不间断电源（UPS）来提供电源备份，以防止突发断电或电源故障导致 PLC 系统停机。

二.接地设计部分：

正确的接地才能将任何泄漏电流传递到地面。这样可以防止触电、噪音和电磁干扰。在工业领域，标准中性线对地电压一定要小于 0.5V。正确的接地设计对于 PLC 系统的安全性和可靠性至关重要。以下是一些建议：

1. 仪器接地和电源接地一定要分开。否则，接地中的任何合并都会造成信号短路或干扰。

2. 接地导线质量：使用良好质量的接地导线，确保其足够粗大以承受系统中的电流，并保持良好的接触。

3. 接地电阻测试：定期测试接地电阻，确保其在规定的范围内。如果接地电阻过高，可能会导致电气故障或人身安全风险。

三.关键数字量输入输出设计部分：

数字量输入是 PLC 系统中常见的信号交换方式。每个 PLC 系统都要具有紧急停止、面板电源故障等关键输入。以下是一些安全设计建议：

1. 输入保护：为数字输入信号提供适当的保护，例如使用过压保护、过流保护和电磁干扰（EMI）过滤器等，以防止损坏或干扰。

2. 所有这些信号都要以 NC（常闭）格式连接。

3. 状态监测和反馈：在设计中考虑到状态监测和反馈机制，以确保数字量输入输出的准确性和安全性。

4. 必要时可以选用带安全认证的输入模块或安全继电器。

关键数字量输出是 PLC 系统中常见的信号输出方式。每个 PLC 系统都需具有控制执行元器件。以下是一些关于数字量输出的设计建议：

1. 输出保护：为数字量输出信号提供适当的保护，例如使用过压保护、过流保护和短路保护等，以防止损坏或故障。确保输出电路的负载能够承受所需电流和电压范围。

2. 电气隔离：对于需要与外部设备或电路进行连接的数字量输出，考虑使用电气隔离来提高系统的安全性和可靠性。电气隔离可以防止干扰和噪声的传播，同时减少由于电气故障引起的潜在风险。

3. 输出状态监测：设计中应考虑到输出状态的监测机制，以确保输出信号的准确性和一致性。可以通过使用反馈机制、传感器或监测电路来实现对输出状态的实时监测，并及时采取措施纠正任何异常情况。

4. 输出故障处理：为了确保系统的安全性和可靠性，在设计中应考虑到输出故障处理机制。这可以包括故障检测、故障报警和自动切换到备用输出等功能，以减少潜在的损失和风险。

5. 必要时可以选用带安全认证的输出模块或安全继电器。

实例赏析：斗轮机无线联锁通讯系统取代线缆，避免斗轮机作业故障频发以及维修更换耗时高成本的情况，圆堆厂房内的堆取料机担负着储存、输送原料的重要任务，要实现由2号圆形煤场堆取料机配电室PLC机柜内开关信号无线传输至4号转运电子间DCS机柜，包含允许堆料、允许取料、外围取料运行、堆取料机紧急停机等8路指令信号，及堆料运行、堆料故障、取料故障、取料回路等16路反馈信号，无线传输距离10公里。从而实现无线控制堆料、取料。

四.报警设计部分：

报警系统对于及时发现和处理异常情况至关重要。以下是一些报警设计的安全注意事项：

1. 运行反馈报警、跳闸反馈报警、超下行程报警、传感器故障报警、PLC 通道故障报警、热过载报警、恒温器报警、过压或欠压报警等。

2. 报警级别：定义不同级别的报警，根据紧急程度确定相应的响应措施。

3. 报警通知：确保报警通知能够及时传递给相关人员，可以使用声音警报、视觉指示或远程通信等方式。

4. 报警记录和分析：记录所有报警事件，并进行分析以查明根本原因并采取相应的纠正措施。

实例赏析：将厂区内检测锅炉液位的流量计信号采集至约600米远的值班室内，锅炉的液位值实时在数显表上显示，并能够在规定液位值触发报警灯报警。由于厂区面积较大，厂房较多，若采用有线方式施工成本高，周期长，故考虑采用无线的方式完成两个分散区域模拟量数据的无线传输。分别在锅炉流量计旁安装一块DTD110FC——达泰无线模拟量传输器作为发射端采集锅炉液位信号；在值班室内安装一台DTD110FCY——达泰无线模拟量传输装置（配有数显表及报警灯）作为接收端，可在数显表上实时显示锅炉液位情况，并在规定液位值报警（该液位值由用户设定）。

总结：

在 PLC 系统设计中，安全是至关重要的。电源设计、接地设计、关键数字量输入输出设计和报警部分都是需要特别关注的方面。通过遵循上述安全注意事项，可以确保 PLC 系统的可靠性、稳定性和安全性，从而提高工业自动化系统的效率和生产安全。