Hệ thống điều khiển công nghiệp

Hệ thống điều khiển công nghiệp (ICS) bao gồm hệ thống điều khiển giám sát và thu nhận thông tin (SCADA), hệ thống điều khiển phân tán (DCS) và các thiết lập hệ thống điều khiển tác động khác, ví dụ như bộ điều khiển logic khả trình (PLC), thiết bị điện thông minh (IED), thiết bị điều khiển đầu cuối từ xa (RTU), và các thiết bị thực địa khác. ICS giúp tăng năng suất, tính an toàn và độ tin cậy thông qua việc điều khiển và giám sát liên tục tất cả các quy trình công nghiệp và giảm các tác vụ thủ công.

Hệ thống điều khiển đơn giản có gắn bảng điều khiển và được đặt trên các bộ điều khiển nhỏ riêng biệt, cho phép người vận hành nhìn trực tiếp vào bảng điều khiển phía trước và can thiệp thủ công nếu cần thiết. Thời gian đầu các bộ điều khiển sử dụng khí nén, nhưng hiện tại hầu như tất cả đều chạy bằng điện. Mạng lưới các bộ điều khiển điện tử này giao tiếp với nhau thông qua những giao thức tiêu chuẩn trong ngành để tạo ra các hệ thống phức tạp hơn. Việc liên kết mạng giúp kích hoạt giao diện người vận hành SCADA nội bộ hoặc từ xa và cho phép các bộ điều khiển hoạt động nối tiếp theo tầng và khóa liên động.

DCS là hệ thống điều khiển quy trình kỹ thuật số, sử dụng bộ xử lý được chế tạo riêng để làm bộ điều khiển và sử dụng hoặc giao thức chuẩn hoặc liên kết riêng để giao tiếp. Quy trình này cần có các mô-đun kết nối thực địa, các chức năng điều khiển được phân tán trên toàn bộ hệ thống với sự điều khiển theo hướng tập trung, giúp việc quản lý và giám sát tổng thể các quy trình công nghiệp quy mô lớn dễ dàng hơn.

SCADA là một kiến trúc hệ thống điều khiển sử dụng máy tính, giao diện đồ họa (GUI) và khả năng truyền dữ liệu trong mạng lưới để thực hiện tác vụ quản lý giám sát cấp độ cao. Hệ thống SCADA quản lý các giao diện người vận hành có nhiệm vụ giám sát và thực thi lệnh xử lý. Các mô-đun mạng được kết nối với các thiết bị ngoại vi khác, như bộ điều khiển PID riêng biệt và bộ điều khiển logic khả trình, có nhiệm vụ thực thi các tính toán logic và điều khiển trong thời gian thực. Các bộ điều khiển này được ghép nối với hệ thống máy.

PLC là các thiết bị dạng mô-đun nhỏ gọn với nhiều đầu ra và đầu vào (I/O) được đặt trong một lớp vỏ có tích hợp bộ xử lý. Các thiết bị mô-đun này có thể nhiều đến mức được gắn trên giá lớn trong đó hàng ngàn I/O được kết nối mạng với hệ thống SCADA. Bộ Điều Khiển Logic Khả Trình (PLC), bên trong ICS, có nhiệm vụ làm cây cầu hữu ích giúp kết nối thế giới thật và thế giới ảo. Chính vì vai trò quan trọng này nên ICS và PLC trở thành mục tiêu hấp dẫn của các cuộc tấn công mạng. Những kẻ tấn công sẽ cố gắng làm gián đoạn khả năng hoạt động của ICS và PLC, điều này sẽ gây ra cả bất ổn về xã hội lẫn tổn thất về tài chính.

Có nhiều giao thức truyền thông có thể sử dụng được trong các môi trường ICS khác nhau. Phần lớn các giao thức được thiết kế cho những mục đích cụ thể, ví dụ như tự động hóa quy trình, tự động hóa cấu trúc, và tự động hóa hệ thống điện. Các giao thức của ICS nhìn chung bao gồm Bus Trường Quy Trình (PROFIBUS), Mạng Điều Khiển và Tự Động Hóa Công Trình (BACnet), Giao Thức Mạng Phân Tán (DNP3), Modbus, Truyền Thông Nền Tảng Mở (OPC), Công Nghệ Ethernet Tự Động Hóa Điều Khiển (EtherCAT), và Giao Thức Công Nghiệp Phổ Thông (CIP).

Ngày nay, chúng ta mang tất cả mọi thứ lên mạng trực tuyến. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 (Industry 4.0) – thuật ngữ kết nối hệ thống thực-ảo như Internet Dịch Vụ và Internet Vạn Vật (IoT) – đã bắt đầu có sự tương đồng với các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM), chủ sở hữu tài sản và các bên tích hợp hệ thống. Trong tương lai gần, chúng ta sẽ chứng kiến một đợt thông tin về ICS được định vị đến các ứng dụng tối tân trên khắp các doanh nghiệp thông qua một mạng lưới rộng trong đó bảo mật bằng sự mập mờ không còn là biện pháp bảo vệ hữu hiệu nữa. ICS được kết nối Internet cho các dự án như mạng lưới thông minh và đô thị thông minh, tuy nhiên điều này cũng tăng cường những mối nguy từ tội phạm công nghệ cao.

Danh mục sản phẩm liên quan

Giao diện đầu vào/đầu ra

Giao diện đầu vào/đầu ra hay I/O là sự tương tác giữa thiết bị xử lý trung tâm, ví dụ như PLC, và các thiết bị đầu vào và đầu ra. Đầu vào là các tín hiệu hoặc dữ liệu được hệ thống xử lý nhận từ thiết bị đầu vào kỹ thuật số, ví dụ như công tắc, rơ-le hay công tắc tơ, và thông tin nhập liệu analog từ nhiều cảm biến khác nhau biểu thị trạng thái thông số vật lý, ví dụ như nhiệt độ, áp suất, v.v. Đầu ra là các tín hiệu hoặc dữ liệu được hệ thống xử lý gửi đến thiết bị đầu ra kỹ thuật số, ví dụ như thiết bị thông báo, đèn, báo động, rơ-le hoặc công tắc tơ và các thiết bị đầu ra analog, ví dụ như động cơ, van và bộ điều khiển cân xứng, v.v.

Mỗi mô-đun I/O có thể chứa tối đa 32 kênh đã được định mức thông số điện áp và dòng điện cụ thể, và có thể gắn lên giá hoặc khung, phân tán hoặc để riêng, hoặc mở rộng được. Các thiết bị cuối được cố định bằng vít theo truyền thống tạo ra các kết nối bằng dây, mặc dù nhiều người dùng hiện đang chuyển sang thiết bị cuối cố định bằng lò xo để chống rung và hệ thống dây đơn giản hơn.

Một số mô-đun I/O có các tính năng chuyên hóa, bao gồm tần suất (Hz), điện trở (ohms), hay điện áp (mVs). Máy dò nhiệt vi mạch (ICTD), Cặp nhiệt (TC), và máy dò nhiệt điện trở (RTD) là các phiên bản ứng dụng Trí Tuệ Nhân Tạo (AI) chuyên dụng, vì chúng thường xuyên được sử dụng để cung cấp lượng lớn dữ liệu đầu vào. Tất cả các kênh trong một mô-đun thường giống nhau vì có chung một định dạng cơ bản, tuy nhiên một số hệ thống đời mới sử dụng lẫn cả 4 dạng mô-đun cơ bản chứa đầu vào và đầu ra riêng biệt.

Một số nhà cung cấp hệ thống I/O tạo ra các mô-đun I/O đa chức năng có khả năng nhận các tín hiệu có liên quan trong các điểm thiết bị cuối tương ứng, và tận dụng cấu hình lấy phần mềm làm trung tâm để tạo ra các thuộc tính riêng cho mỗi mô-đun.

Các hệ thống I/O hiện tại sử dụng giao thức Ethernet mở. Một vài trong số các hệ thống I/O này có thể tận dụng công nghệ cấp nguồn qua Ethernet (PoE) có trả phí để vận hành I/O từ xa và thậm chí là chu kỳ nguồn điện. Các hệ thống I/O có cấu hình theo phần mềm vì việc điều chỉnh mô-đun I/O để giám sát hoặc điều khiển các liên kết truyền thông hệ thống. Đôi khi, cần phải có một bộ chuyển đổi giao tiếp để xác thực các mô-đun I/O để giao tiếp với hệ thống giám sát.

Vì Ethernet tiêu chuẩn có thể được sử dụng để kết nối mạng với các hệ thống I/O hiện đại và không bị giới hạn đến phương pháp giao tiếp chủ-tớ (master-slave), nên khả năng sẽ có các kiến trúc mới để gỡ bỏ khoảng cách giữa mạng dây truyền thống với mạng không dây thông minh và với I/O IIoT. Những hệ thống này có thể ghép việc điều khiển I/O với các công nghệ IT nhúng để chuyển đổi các thiết bị phụ thuộc từ xa thành node dữ liệu phân tán. Ngay cả khi các thiết bị trường thông minh và thiết bị IIoT hiện diện nhiều ở cự ly gần, nhu cầu cài đặt lại và cài đặt mới để giám sát và điều khiển các điểm I/O sử dụng dây vẫn sẽ tiếp tục xuất hiện. Tại các hệ thống cũ hơn, các điểm I/O sẽ được kết nối với một hệ thống I/O được quản lý bởi một bộ điều khiển. Các hệ thống I/O mới hơn cung cấp các tính năng linh hoạt giúp thiết kế, cài đặt, và bảo trì một cách dễ dàng, bên cạnh đó là tiết kiệm thời gian và chi phí.

Thế hệ hệ thống I/O mới nhất đã tiên phong, cung cấp khả năng kết nối tốt hơn thông qua các mạng Ethernet đến hệ thống tương đương, thiết bị khác và hệ thống phần mềm, và không bị ràng buộc với một thiết bị chủ duy nhất nào. Thế hệ I/O mới này giúp việc tạo ra các hệ thống tự động hóa với IIoT hoàn chỉnh trở nên thiết thực hơn bao giờ hết.

Danh mục sản phẩm liên quan

Khả năng kết nối

Khả năng kết nối công nghiệp là vô cùng quan trọng trong việc tích hợp thiết bị một cách liền mạch. Quy trình tự động hóa và điều khiển công nghiệp phụ thuộc rất nhiều vào hệ thống dây cáp và đầu nối để truyền dữ liệu, năng lượng, và yêu cầu giữa các máy móc công nghiệp trong phạm vi của nhà máy, nền tảng Đám Mây và IT. Môi trường công nghiệp yêu cầu thiết kế với khả năng kết nối chắc chắn, bền và hiệu suất cao. Dây dẫn phải có khả năng chống dầu, chịu được nhiệt độ cao và vẫn duy trì chức năng trong máng xích cuốn.

Việc đi dây rất quan trọng trong Tự Động Hóa Công Nghiệp. Giao thức truyền thông trên hệ thống dây điện trong môi trường điều khiển công nghiệp phải đáp ứng được các yêu cầu đặc biệt. Tủ điện cần phải có đầu nối công nghiệp, dây điện đầu nối, thanh ray nhôm (DIN rail), cầu đấu và bộ quản lý dây điện. Cảm biến và solenoid phải được cố định bằng bu-lông M8, vuông, hoặc bu-lông M12 DIN, cùng với các trung tâm phân phối. Ngày càng có nhiều đơn vị lắp đặt dây cáp RJ45 và M12-8 do nhu cầu ngày càng tăng của việc giao tiếp qua Ethernet. Thậm chí các ứng dụng không dây vẫn cần phải có dây nối để dừng hoạt động.

Dây cáp thông thường có một dây dẫn, một lớp chống nhiễu, một lớp cách nhiệt, và một vỏ bảo vệ bên ngoài. Cáp Dây Xoắn Đôi Không Chống Nhiễu (UTP) và Cáp Dây Xoắn Đôi Chống Nhiễu (STP) là 2 loại cáp chính dùng trong môi trường công nghiệp. Cáp chống nhiễu giúp tín hiệu được truyền đi tốt hơn nhờ có lớp vỏ chống nhiễu bảo vệ dây cáp khỏi sự ảnh hưởng của tần số điện và sóng radio bên ngoài, do đó cáp chống nhiễu có giá cao hơn so với cáp không chống nhiễu.

Ống co nhiệt giúp bảo vệ dây cáp khỏi các tác động của hóa chất và nhiều điều kiện khí hậu khác nhau. Sản phẩm đa năng này cũng phù hợp để dùng làm phân loại theo màu, làm giảm lực ép và bó đồ vật lại. Ngoài ra, ống co nhiệt cũng có thể dùng để giảm lực ép khi tháo gỡ, chuyển đổi đầu nối với cáp và bịt kín đầu nối phụ trợ. Ổng có nhiệt còn được dùng như vật liệu bảo vệ khi bó dây điện hoặc dây cáp bị chùng.

Đầu nối công nghiệp rất quan trọng trong nhiều ứng dụng, bao gồm môi trường công trường, máy móc, khai khoáng, thăm dò địa chất, sản xuất/phân phối năng lượng điện, trang thiết bị nông nghiệp và nhiều hơn nữa. Đầu nối hạng nặng là một giải pháp linh hoạt có thể thiết lập cấu hình. Chúng hỗ trợ bảo vệ tối đa theo chuẩn IP 69K, chịu được 216 lần va chạm và phù hợp để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt. Công suất dòng điện dao động từ 10 A đến 200 A. Hệ thống đầu nối M8/M12 cung cấp các đầu nối, mô-đun IO và các cụm cáp.

Dòng sản phẩm Đầu Nối Hạng Nặng (HDC) cấu tạo theo dạng mô-đun vừa mạnh mẽ vừa dễ thiết lập, khiến chúng là thành phần lý tưởng cho các ứng dụng về robot và tự động hóa. Sự sắp xếp này kết hợp sức mạnh với các công nghệ giao thoa đã thiết lập. Nắp đậy và vỏ bọc hỗ trợ định hướng cáp theo phương thẳng đứng và góc vuông, đạt chuẩn IP65 đến chuẩn IP69K.

Danh mục sản phẩm liên quan

Truyền thông

Hệ thống truyền thông công nghiệp là xương sống của bất kỳ kiến trúc hệ thống tự động hóa nào. Hệ thống còn cung cấp quy trình trao đổi dữ liệu mạnh mẽ, tính linh hoạt và khả năng kiểm soát dữ liệu để kết nối nhiều thiết bị, quản lý tính toàn vẹn dữ liệu và kiểm soát thời gian thực trong các môi trường đòi hỏi khắt khe trên toàn bộ các bước cài đặt chính. Do đó, mạng công nghiệp đã mở ra việc triển khai các giao thức truyền thông dồi dào giữa các bộ điều khiển kỹ thuật số, các công cụ phần mềm liên quan đến tự động hóa, thiết bị trường và cả hệ thống bên ngoài.

Giao thức truyền thông đề ra các quy tắc và định dạng tin nhắn kỹ thuật số cần thiết để các thiết bị có thể trao đổi tin nhắn với nhau. Việc trao đổi tin nhắn được tiến hành thông qua các kênh giao tiếp có dây hoặc không dây và là một phần không thể thiếu của bất kỳ hệ thống tự động phức tạp nào. Phần lớn các hệ thống tự động hiện đại sử dụng các mạng giao tiếp chia sẻ kỹ thuật số với nhiều kiểu giao thức khác nhau, ví dụ như RS-485, PROFIBUS, EtherCAT PROFINET, CAN control, Ethernet/IP, PowerLink, PROFINET, Modbus, Modbus™ TCP/IP, và các giao thức khác.

Cảm biến, các bộ điều khiển khác nhau (PLC, HMI, DCS), và bộ truyền động là những thiết bị trường thấp nhất trong tự động hóa công nghiệp. Cảm biến truyền thông tin chẩn đoán và bộ điều khiển tính toán tín hiệu điều khiển dựa theo thông tin chẩn đoán và truyền đến bộ truyền động. Các bộ điều khiển công nghiệp như PLC, hệ thống máy tính, và các đơn vị điều khiển phân tán phụ trách việc điều khiển, quản lý các tác vụ như cấu hình thiết bị tự động hóa, tải tất cả các dữ liệu chương trình và dữ liệu biến số của quy trình, giám sát việc điều khiển, điều chỉnh các biến số đã được đặt, và lưu trữ lịch sử vận hành.

Ethernet là một loại công nghệ mạng dựa theo mối quan hệ "chủ-tớ". Mạng dây được lắp đặt nội bộ bên trong công trình. Mạng cấp độ điều khiển được tạo bởi Ethernet công nghiệp bằng giao thức TCP/IP giúp liên kết các đơn vị điều khiển với máy tính.

Mạng Cục Bộ (LAN) được sử dụng chủ yếu như các mạng truyền thông để nhận biết các đặc điểm cần có. Dữ liệu Ethernet liên kết các lớp bên trong hệ thống mạng. Nó hoạt động giống như một lớp vật lý và chỉ ra các loại đầu nối, tín hiệu điện tử và tốc độ của tín hiệu.

Ethernet Mạng Diện Rộng (WAN) được sử dụng phổ biến trong việc trao đổi thông tin quy hoạch và quản lý nhà máy. Ethernet WAN sử dụng cổng kết nối công nghiệp để làm hệ thống mạng cấp thông tin. Công nghệ truyền thông không dây phù hợp cho các giải pháp tự động hóa cần sự linh hoạt và hiệu quả, bên cạnh đó là để tránh các hạn chế của việc đi dây cáp và lắp đặt mạng dây gắn cứng. Nhiều phương pháp giao tiếp được phân loại dựa theo thời gian mà tín hiệu đi từ điểm truyền đến điểm nhận. Ví dụ như, công nghệ GSM hoặc CDMA thường dùng để truyền tín hiệu ở khoảng cách dài, còn Bluetooth, Wireless HART Zigbee, và Wi-Fi dùng cho khoảng cách ngắn hơn. Wi-Fi hỗ trợ băng thông cao và dễ dàng tương thích với mạng lưới Giao Thức Internet (IP). Bluetooth có khả năng quét thông lượng diện rộng, nhưng lại yêu cầu điện năng để hoạt động. Công nghệ Bluetooth Tiết Kiệm Năng Lượng cung cấp khả năng định vị trong nhà từ các máy phát không dây nhỏ chạy bằng pin mạnh mẽ có thể hoạt động trong nhiều tháng cho đến một năm.

Mạng 5G là chìa khóa chính trong hạ tầng Tự Động Hóa Công Nghiệp với ngành sản xuất dự kiến sẽ tiến tới tổ chức sản xuất phân bổ, với hàng hóa được kết nối (sản phẩm có khả năng giao tiếp), quy trình tiết kiệm năng lượng, ứng dụng robot và tích hợp hậu cần trong sản xuất. Một hệ thống với người dùng cuối ở trên đỉnh cấu trúc mạng, sử dụng công nghệ 5G được hỗ trợ bởi các dịch vụ truyền thông đầu cuối. Một hệ thống mạng như vậy cung cấp khả năng giao tiếp theo chiều ngang bên trong và trên toàn bộ cấu trúc theo chiều thẳng đứng.

Danh mục sản phẩm liên quan

Nguồn điện

Mạng lưới nguồn điện công nghiệp cung cấp điện áp DC 24V cố định luôn có sẵn trong các giới hạn quy định. Điện áp đầu ra được tạo từ các nguồn cung cấp khác nhau, bao gồm hệ thống điện AC và DC, nguồn 1 pha và 3 pha lên đến 500V AC.

Máy móc công nghiệp cần nhiều nguồn điện để vận hành, thông thường để chuyển đổi AC điện áp cao sang DC điện áp thấp để cung cấp năng lượng cho PLC, I/O và các thiết bị HMI. Sự khác biệt giữa nguồn điện dùng trong máy móc thương mại và công nghiệp nằm ở yếu tố thiết yếu khi sử dụng tại các địa điểm sản suất thuộc Class 1 Div 2 (môi trường dễ cháy nổ), hoặc thậm chí có nhiệt độ cao từ -40°C cho đến +70°C.

Nguồn Điện Chuyển Mạch (SMPS) và Nguồn Điện Tuyến Tính là 2 phương pháp cấp nguồn chính để kiểm soát Nguồn Điện DC một cách ổn định. Với thiết kế nhỏ gọn, nhẹ và hiệu quả cao, nguồn SMPS phù hợp với các bo mạch kích cỡ nhỏ, kết nối song song trực tiếp thông qua các bóng bán dẫn ORing MOSFET được tích hợp. Nguồn SMPS chuyển nguồn AC đầu vào sang nguồn tần số cao bằng khả năng chuyển đổi tốc độ cao của các thiết bị bán dẫn. SMPS cung cấp các tính năng đã được nâng cấp giúp cải thiện độ tin cậy, độ an toàn điện và khả năng dự phòng song song cho các thành phần và hệ thống phụ trợ. Ngoài những yếu tố trên, nguồn điện công nghiệp có thể đáp ứng tốt lượng điện cần có trong tương lai cho hạ tầng số hóa công nghiệp đang phát triển của các nhà máy thông minh và sáng kiến Công Nghiệp 4.0.

Nguồn điện AC-DC và bộ chuyển đổi DC-DC có nhiều mẫu mã với kích cỡ, công suất, hình dạng khác nhau, v.v. Các thiết bị cuối có thể cần kết hợp các bộ chuyển đổi AC/DC và DC/DC hoặc Điểm Tải Trọng Không Cô Lập để hỗ trợ nguồn điện, hệ thống điện khác nhau và nhu cầu cách ly của các hệ thống con như điện tử điều khiển, sạc pin và cổng giao tiếp.

Bộ nguồn AC và bộ chuyển đổi DC/DC được tích hợp vào thiết bị cuối theo nhiều kiểu, ví dụ như kiểu khung mở, gắn trên mạch in (PCB), gắn trên khung, tấm nền dạng làm mát hoặc đính kèm hoặc có thể được thiết kế riêng để phù hợp với các thiết bị cụ thể. Sự phát triển của các cấu trúc liên kết cộng hưởng ZVS (Chuyển Điện Áp Về 0) và ZCS (Chuyển Dòng Điện Về 0) và các phương thức chỉnh lưu đồng bộ giúp làm giảm sự tiêu tán nhiệt và mang lại hiệu suất chuyển đổi cao hơn.

Việc lựa chọn nguồn điện cần phải xem xét đến nhiều yếu tố, chẳng hạn như yêu cầu về kích thước, giới hạn dòng điện quá tải, mạch ngắn, khả năng bảo vệ khi quá nhiệt, và khả năng hiệu chỉnh hệ số công suất khi thiết bị vận hành trong môi trường nguy hiểm. Đầu nối công nghiệp được thiết kế để cung cấp nguồn điện an toàn và đáng tin cậy cho thiết bị trong môi trường khắc nghiệt, nhiệt độ cao. Các mẫu nguồn điện khác nhau tuân thủ các tiêu chuẩn UL, CSA và VDE hoặc các tiêu chuẩn EN đều có sẵn hàng.

Danh mục sản phẩm liên quan

An toàn và bảo vệ

Bảo Vệ Mạch là một phần rất quan trọng trong bất kỳ quá trình cài đặt công nghiệp nào. Việc này phải tuân thủ quy định quốc gia và bảo vệ các thiết bị, quy trình và người dùng khỏi bất kỳ sự cố dự thừa năng lượng nào có thể gây ra thiệt hại và các vấn đề về an toàn.

Thiết bị bảo vệ đáng tin cậy phải duy trì và giám sát môi trường của hệ thống mà không gây cản trở đến việc vận hành bình thường. Mạch bảo vệ tích hợp cung cấp các giải pháp mạnh mẽ, dễ thực hiện và hiệu suất cao giúp phản ứng nhanh chóng nếu có sự cố nguy hiểm xảy ra. Những mạch này nhỏ gọn, hiệu quả cao và đảm bảo khả năng vận hành trơn tru trong thời gian dài, và điều này khiến chúng rất có giá trị đối với các thiết bị công nghiệp.

Quá tải điện hoặc bất kỳ tình trạng bất thường nào đều có thể để lại hậu quả nghiêm trọng. Những hậu quả đó bao gồm dây dẫn điện bị hỏng do quá nhiệt, hư hỏng thiết bị, hỏa hoạn, thương tích cá nhân, điện giật và thiệt hại về tài sản. Một thiết bị gặp phải tình trạng quá tải khi nó vận hành quá mức chịu tải tối đa, hoặc một dây dẫn có cường độ dòng điện vượt quá mức khuyến nghị. Thiết bị thường xuyên bị quá tải có thể gây ra sự tích tụ các điều kiện nhiệt cao nguy hiểm trong dây dẫn và mạch tải. Cầu dao là thiết bị đảm bảo giúp phòng tránh các trường hợp nguy hiểm ở trên.

Đoản mạch mô tả tình trạng quá tải điện nếu như dòng điện vượt quá mức tải tối đa của mạch và xảy ra trong một khoảng thời gian tương đối ngắn. Loại lỗi này là kết quả của việc dòng điện có cường độ lệch đi khỏi dòng của nó.

Cầu chì là đoạn liên kết yếu có chủ đích trong mạch điện. Thiết bị nhạy cảm với dòng điện này đảm bảo sự an toàn cho mạch điện khi gặp tình trạng quá tải. Dòng điện đi trong dây dẫn của cầu chì trong điều kiện bình thường có cường độ nhỏ hơn hoặc bằng dòng điện định mức. Nếu có bất kỳ sự cố nào xảy ra, dòng diện đi qua cầu chì sẽ nhanh chóng làm đứt dây dẫn của cầu chì và làm hở mạch.

Các thiết bị được bảo vệ quá tải điện theo Hệ Số Nhiệt Độ Dương (PTC) sẽ phản ứng nhanh chóng nếu phát hiện có nhiệt độ tăng. Trong điều kiện bình thường, PTC có điện trở tối thiểu, do đó chỉ tạo ra tác động rất nhỏ hoặc không đáng kể đến mạch điện. Trong điều kiện điện bị quá tải, PTC sẽ chuyển từ trạng thái điện trở thấp sang điện trở cao, và sau khi sự quá tải điện kết thúc, nó sẽ "đặt lại" về trạng thái điện trở thấp như bình thường.

Đột biến điện là nguyên nhân hàng đầu khiến thiết bị điện bị hỏng. Đột biến điện chuyển tiếp là sự tăng bất ngờ về cường độ dòng điện. Đột biến điện chuyển tiếp xảy ra do nhiều nguyên nhân, phổ biến nhất đến từ bên trong, ví dụ như khi chuyển đổi tải và thậm chí khi thiết bị vận hành bình thường. Thiết bị chống đột biến điện (SPD) được lắp đặt nối dây song song với thiết bị được bảo vệ, để khi xảy ra sự cố đột biến điện áp nó sẽ tự giảm trở kháng trong khoảng vài nano giây và kết quả là dòng điện đột biến được chuyển hướng.

Danh mục sản phẩm liên quan