PLC系统防雷设计方案

PLC系统防雷设计方案一、概述随着计算机技术(Computer)、控制技术(Control)、通讯技术(Communication)、显示技术(CRT)的发展和广泛应用，目前工厂的自动化控制普遍采用由工业计算机IPC或可编程控器PLC组成的集数据采集、过程控制和信息传送于一体的监控网络。由于这些设备大量采用高度集成化的CMOS电路和CPU单元，其对瞬间过电压的承受能力大幅降低，成为工厂受雷电损害的主要设备。所以对自动化系统采取有效的保护措施是非常必要的，明析瞬间过电压产生途径和危害是正确采取防护措施的前提。瞬间过电压的产生瞬间过电压是指在微妙至毫秒之内所产生的的尖峰冲击电压而非一般电源上的所谓过压(一般电源过压可能维持数秒及以上)，瞬间过电压有两种产生途径：雷击和电气开关动作。1、一般构筑物避雷网只能保护其本身免受直击雷损害，雷击会通过以下两种方式破坏电子设备：①直击到电源输入线，经电源线进入而损害设备，因电力线上安装的各种保护间隙和电力避雷器，只可把线对地的电压限制到小于6000伏(IEEEC62.41)，而线对线无法控制。②以感应方式(电阻性、电感性、电容性)偶合到电源、信号线上，最终损害设备。2、当电流在导体上流动时，会产生磁场存储能量并与电流大小和导线长度成正比，当电器设备(大负荷)开关时会便产生瞬间过电压而损害设备。设计原则：1、保护器不影响被保护设备的正常工作；2、雷击产生冲击波时，所采用的防护器件应有低阻抗，将冲击电流直接导入大地而不产生危险的冲击对地电位差；3、防护器件应有较高的承受冲击能量的能力，并有规范的接地系统。按照IEC1312-1～3规范，为保护你计算机网络系统的设备，将需要保护的空间划分为不同的防雷二、PLC系统线路防雷设计简单来讲，PLC分为一体化和模块式PLC。根据多年的雷电波入侵分析，PLC防雷1、一体化PLC电源输入防雷：在220V电源输入线路端口处安装第三级D级CX-PM40D电源防雷器，衰减从第一级和第二级防雷器过滤的残压，实现精细保护级别。其技术参数：最高防雷击电流Iimp=10KA（8/20）、响应时间tA≤25ns。主要分为电源线路防雷和通讯信号线防雷。区（LPZ），根据各部分空间不同的LEMP（雷闪电磁脉冲）的严重程度和实际情况确立相应的防护等级，合理使用相应的防雷器。2、模块式PLC电源输入防雷：在24V直流电源输入线路端口处安装第三级D级CX-DM24直流电源防雷器，衰减从第一级和第二级防雷器过滤的残压，实现精细保护级别。其技术参数：最高防雷击电流Iimp=10KA（8/20）、响应时间tA≤25ns。3、一体化PLC对外的容易受雷电波入侵的是RS485、RS232、现场总线、工业以态网等通讯接口，因此在通讯接口处安装CX-DATA/PLC(24)通讯线路防雷器。其技术参数：最高防雷击电流Iimp=10KA（8/20）、响应时间tA≤1ns。4、模块式PLC由于I/O模块接口处设有光电隔离保护，起到了一定的防雷保护，对外的容易受雷电波入侵的是RS485、RS232、现场总线、工业以态网等通讯接口，因此在通讯接口处安装CX-DATA/PLC(24)通讯线路防雷器。其技术参数：最高防雷击电流Iimp=10KA（8/20）、响应时间tA≤1ns。三、PLC系统接地1、接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地。2、建议PLC接地方式：单独接地。3、接地系统接地装置的任务是：将雷电流导入大地；才能有效地降低引下线上的电压,避免发生反击。接地是防雷系统中最基础的环节。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。引下线间的等电位连接；导电性建筑物墙体附近的电位控制；拦截在地面传播的雷电流。4.1、接地地网阻值要求机房接地电阻阻值要求：R≤4Ω。4.2、接地体结构接地体由于是独立的接地装置，所以适合以A型结构建造。4.3、接地材料接地地网：要求R≤1Ω，CX-LINK总汇流排+引下线16平方接地线+接地体。接地体：是埋于地下与引下线入地相连接，雷击电流由此发散到大地。用自动降阻接地模块CX-EARTH/CF和热镀锌接地体50mm×50mm×5mm×L2500mm组成垂直接地体，再用40mm×4mm热镀锌接地体组成水平接地体焊接连通，组成接地地网,以满足国家防雷规范接地电阻R≤4Ω的要求。四、PLC系统防雷器的选择及安装序号防雷设备名称型号安装说明1第三级电源防雷器CX-PM40D安装在机房或设备间配电开关处2低压直流电源防雷器CX-DM24低压直流电源保护3PLC信号防雷器CX-DATA/PLC（24）控制信号回路防雷保护五、运行维护（1）避雷器安装之后，应检查所有接线是否正确安装，然后运行测试，看系统和设备是否正常工作，有无异常情况，如有，应及时检查，直至整个系统均正常运作。（2）每年雷雨季节前应对接地系统进行检查和维护。主要检查连接处是否紧固、接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理。（3）接地网的接地电阻宜每年进行一次测量。（4）每年雷雨季节前应对运行中的避雷器进行一次检测，雷雨季节中要加强外观巡视，如检测发现异常应及时处理。