防爆PLC控制箱是专用于爆炸性危险环境、集成了可编程逻辑控制器(PLC)的核心控制设备。其安全特性是其设计的根本,必须确保在任何工况下都不会成为点燃源。主要安全特性可归纳为以下四个层面:
一、防爆结构与隔离安全
这是最核心的物理安全层。箱体采用隔爆型(Ex d)、增安型(Ex e)或复合型防爆结构。
隔爆外壳:高强度壳体(如铸铝、不锈钢)能承受内部爆炸压力而不损坏,精密加工的法兰间隙能冷却和熄灭内部爆炸火焰,防止其传到外部。
多重密封:所有箱体接缝、电缆引入口(采用认证的防爆格兰头)、操作杆等穿透处均采用弹性密封圈、填料或浇封技术,确保外部可燃介质无法侵入。
元件隔离:通常将PLC、电源、输入/输出(I/O)模块等不同回路在箱内进行物理或电气隔离,防止故障扩散。
二、电气与热能安全
本安与非本安回路隔离:对于连接现场传感器、执行机构的I/O回路,通常通过内置隔离栅或安全栅,将通往危险区域的信号能量限制在本质安全(Ex i)水平以下,即使线路短路、开路也不会产生足以引燃的火花或热效应。这是保障现场安全的关键。
温度控制:严格控制所有元器件及箱体表面的工作温度,使其低于环境气体或粉尘的引燃温度。通过优化散热设计(如散热片、热管)、选择低功耗元件和必要的通风(采用防爆风扇或空气净化系统)来实现。
三、操作与维护安全
断电开盖联锁:高级别设计配备机械或电气联锁装置,确保在切断主电源前无法打开箱盖,从根本上防止带电误操作。
清晰明确的标识:箱体外部性标明防爆标志(如 Ex d IIB T4 Gb)、温度组别、认证信息、警告语等,确保用户正确识别和使用。
四、系统与控制安全
冗余与容错设计:在可靠性要求的场合,PLC系统本身可采用冗余电源、冗余CPU等配置,确保单点故障不导致系统失效。
故障安全状态:PLC程序可被设计为在检测到通信中断、超温或关键故障时,能自动将输出置于预定义的安全状态(如关闭阀门、停止电机),防止危险过程失控。
防爆PLC控制箱的安全特性是一个系统性工程,它从物理防爆、电气隔离、热能管理到操作规范,构建了多层级、纵深防御的安全体系,确保在完成复杂自动化控制功能的同时,自身安全可靠。用户必须严格依据其防爆认证所规定的条件进行选型、安装、使用和维护,任何不当操作都可能破坏其安全完整性。