PLC 控制箱SPD安裝方案 —— 同步保護電源與訊號的完整解決方案
PLC（可程式邏輯控制器）系統是現代廠房自動化控制的核心。然而，由於其電子元件敏感，一旦遭遇突波電壓（特別是來自雷擊沿電源線或訊號線傳導），極易造成損壞。
僅在總配電盤或分配盤安裝SPD並不足以保護PLC，因為突波可能會沿著多條訊號線或LAN網路深入系統。
為了達成全面防護，最理想的做法是：在PLC控制箱內同步安裝用於電源與訊號端的SPD，確保從源頭到控制層的完整保護。
1. 雷擊傳導對 PLC 的潛在損害風險
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來源 |
影響機制 |
常見損害情況 |
|---|---|---|
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雷擊經由市電電網傳導 |
突波電壓沿著電源線侵入 |
電源模組燒毀、PLC自動重啟或異常復位 |
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雷電感應至訊號線 |
感應突波進入 RS-485、4–20mA、Ethernet 等訊號線 |
通訊埠損壞、感測器訊號遺失 |
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接地點之間電位不一致 |
接地系統間產生電流回路 |
CPU 當機、邏輯錯誤、系統干擾或雜訊問題 |
備註： 多數 PLC 僅能承受 ≤800V 的突波，而雷擊傳導可能產生高達 6,000V 的電壓。
2. PLC 控制箱的 SPD 保護架構
2.1 電源保護（AC 或 DC）
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選用 SPD Type 3，適用於單相或三相（視 PLC 供電方式而定）
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工作電壓：
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230V AC
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或 24V DC（視應用而定）
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安裝位置：PLC 控制箱內的電源進線處
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可選配：EMI／RFI 濾波器以抑制高頻雜訊
2.2 控制訊號保護
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使用針對各類訊號設計的專用 SPD，安裝於 PLC 端子輸入處
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常見保護類型：
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訊號類型 |
對應SPD形式 |
|---|---|
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4–20mA / 0–10V |
類比訊號專用SPD（2線或3線） |
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RS-485 / RS-232 / CAN |
差分訊號用 SPD |
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Ethernet / TCP/IP |
RJ45接頭式SPD（符合 Cat5e／Cat6 標準） |
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Digital I/O（數位輸入輸出） |
DIN導軌式 數位訊號 SPD |
2.3 建議的同步保護架構
[市電輸入] ─► SPD Type 1（安裝於主配電盤 MSB） │ └► SPD Type 2（安裝於分電盤 DB） │ └► SPD Type 3（安裝於 PLC 控制箱 – 電源保護） [感測器／網路線] ─► 訊號專用 SPD / RJ45 SPD（安裝於 PLC 控制箱）
3. 適用於 PLC 控制箱的 SPD 選型指南
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特性項目 |
PLC 電源用 SPD |
訊號線用 SPD |
|---|---|---|
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工作電壓 (Uc) |
230V AC 或 24V DC |
5 – 48VDC |
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適用訊號類型 |
AC／DC |
RS-485、Ethernet、4–20mA |
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額定放電電流 (In) |
5 – 10kA（Type 3） |
2 – 5kA |
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響應速度 |
< 25 ns |
< 1 ns（資料線專用） |
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安裝方式 |
DIN導軌安裝，靠近電源斷路器 |
DIN導軌或串接於通訊端口前 |
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建議品牌 |
Dehn、Phoenix、Mersen、Citel |
Dehn、Weidmüller、Citel、MTL |
注意： 訊號用SPD需與通訊線阻抗匹配，避免訊號衰減。
4. 安裝 PLC 用 SPD 的技術注意事項
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注意事項 |
說明 |
|---|---|
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SPD接地線應越短越好 |
最長不超過0.5米，避免彎折、打圈 |
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勿共用中性線與接地線 |
避免形成跨越PLC的電流環路 |
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所有PLC輸入口皆需保護 |
特別是RS-485與Ethernet端口常被忽略 |
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定期檢查SPD狀況（每6–12個月） |
尤其在雷雨後或PLC出現異常當機現象時應立即檢查 |
5. 同步安裝SPD於PLC控制箱的效益
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有效防止高價控制設備（如PLC、I/O模組、HMI）損壞
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降低因控制系統故障導致的設備停機時間
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保護關鍵控制資料與製程完整性
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延長控制系統設備使用壽命
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符合 ISO 9001、ISO 45001 及 IEC 62305 等國際標準要求
PLC 控制系統是現代生產線的「心臟」，同時也是最容易受雷擊傳導或突波損害的脆弱區域。要有效保護PLC控制箱，僅在電源端安裝SPD是不夠的，還必須針對所有訊號埠進行保護，才能實現全面性防護方案，降低故障與設備損壞風險。
因此，承包商、設計工程師與維護管理人員應詳細掌握PLC控制箱中的電源與訊號佈線結構，以選擇適當的SPD類型。安裝時必須依照正確的技術原則佈局與接地，並且定期進行檢查維護，確保SPD長期有效發揮保護功能。
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