Увод
ПЛЦ-ови, или програмабилни логички контролери, служе као основне компоненте у области индустријске аутоматизације.
Они играју кључну улогу у контроли различите механичке опреме, аутоматизованих процеса и система.
Овај чланак представља 10 практичних савета за ПЛЦ апликације који ће вам помоћи да ефикасно решите проблеме са којима се сусрећете у свакодневним операцијама.
01
Гроундинг Иссуес
ПЛЦ системи имају строге захтеве за уземљење. Најбоље је имати наменски систем за уземљење и обезбедити да је и друга опрема повезана са ПЛЦ-ом{1}} поуздано уземљена.
Повезивање више тачака уземљења кола заједно може да генерише неочекиване струје, што доводи до логичких грешака или оштећења кола.
Диференцијални потенцијали тла обично настају када су тачке уземљења физички одвојене значајним растојањима. Када је широко размакнута опрема повезана преко комуникационих каблова или сензора, струје могу тећи кроз цело коло између кабла и земље. Чак и на кратким удаљеностима, струје оптерећења велике опреме могу изазвати потенцијалне помаке у односу на тло, или се непредвидиве струје могу генерисати директно путем електромагнетних ефеката. Деструктивне струје које могу да оштете опрему могу тећи између извора напајања који су повезани на погрешне тачке уземљења.
ПЛЦ системи углавном користе једно{0}}уземљење. Да би се побољшала отпорност на сметње у уобичајеном{2}}моду, на аналогне сигнале се могу применити заштићене технике плутајућег тла. Ово укључује уземљење заштитног слоја сигналних каблова у једној тачки док се сигнална петља оставља да плута, са отпором изолације према земљи који се одржава на најмање 50МΩ.
02
Ублажавање сметњи
Индустријска окружења су оштра и садрже бројне високо{0}} и ниско{1}}сметње. Ове сметње се обично уносе у ПЛЦ преко каблова повезаних са теренским уређајима.
Поред мера уземљења, током избора и инсталације кабла треба применити мере предострожности против -сметњи:
(1) Аналогни сигнали су мали-сигнали и веома су подложни спољним сметњама; треба користити двоструко{2}}оклопљене каблове.
(2) Импулсни сигнали велике{1}}брзине (нпр. сензори импулса, дигитални бројачи) захтевају оклопљене каблове да би спречили спољашње сметње и ублажили сметње од брзих-ипулса до сигнала ниског{5}}нивоа;
(3) Комуникациони каблови између ПЛЦ-а раде на вишим фреквенцијама. Генерално се препоручују каблови које испоручује произвођач{2}}; оклопљени каблови упредених{3}}парица могу бити довољни за мање критичне примене;
(4) Аналогне сигналне линије и ДЦ сигналне линије не смеју да буду постављене у истом носачу каблова као и АЦ сигналне линије;
(5) Оклопљени каблови који улазе или излазе из управљачких ормана морају бити уземљени и повезани директно на опрему без пролаза кроз терминалне блокове;
(6) АЦ сигнали, ДЦ сигнали и аналогни сигнали не смеју да деле исти кабл. Каблови за напајање треба полагати одвојено од сигналних каблова.
(7) Током одржавања на терену, методе ублажавања сметњи укључују: замену погођених водова оклопљеним кабловима и њихово преусмеравање; уграђивање кода за филтрирање-сметања у програм.
03
Елиминисање међу{0}}капацитивности жица да би се спречили лажни окидачи
Капацитивност постоји између свих проводника унутар кабла. Квалификовани каблови ограничавају ову вредност капацитивности унутар одређених опсега.
Чак и код квалификованих каблова, када дужина кабла премаши одређени праг, међу{0}}капацитивност жица може да премаши потребна ограничења. Када се такви каблови користе за ПЛЦ улазе, капацитивност између-жича може изазвати кварове ПЛЦ-а, што доводи до бројних необјашњивих појава.
Ове појаве се првенствено манифестују као:
- Видљиво исправно ожичење, али ПЛЦ није открио улаз; Улази који би требало да буду присутни су одсутни, док се нежељени улази појављују-што указује на међусобну сметњу између ПЛЦ улаза. Да бисте решили овај проблем:
(1) Користите каблове са уврнутим жилама;
(2) Минимизирајте дужину кабла;
(3) Одвојени каблови за улазе који ометају једни друге;
(4) Користите оклопљене каблове.
04
Избор излазног модула
Излазни модули су категорисани као транзистор-тип, двосмерни тиристор-тип или контакт-тип:
(1) Модули типа транзистор- нуде највећу брзину пребацивања (обично 0,2 мс), али имају најмањи капацитет оптерећења (приближно. 0.2–0,3 А, 24 ВДЦ). Погодни су за опрему за брзо пребацивање и повезивање сигнала, која се обично користи са претварачима променљиве фреквенције и ДЦ уређајима. Мора се обратити пажња на утицај струје цурења транзистора на оптерећење.
(2) Модули типа тиристора- нуде бесконтактни рад и карактеристике оптерећења наизменичном струјом, иако је њихов капацитет оптерећења ограничен.
(3) Релејни излази подржавају и АЦ и ДЦ оптерећења са великим капацитетом. Релејни контакт излази су типично први избор за конвенционалне управљачке апликације. Њихов недостатак је мала брзина пребацивања (око 10 мс), што их чини непогодним за високо{4}}прекидање.
05
Управљање пренапоном и прекомерном струјом претварача
(1) Приликом смањења задате вредности ради успоравања мотора, мотор улази у режим регенеративног кочења. Енергија која се враћа назад у претварач је значајна, акумулира се у филтерским кондензаторима. Ово доводи до брзог пораста напона кондензатора, често достижући праг заштите од пренапона једносмерне струје и изазивајући искључење претварача.
Решење: Инсталирајте екстерни кочиони отпорник да бисте распршили регенеративну енергију која се враћа на једносмерну страну.
(2) Када је више малих мотора прикључено на претварач, прекомерна струјна грешка у једном мотору покреће аларм, узрокујући да се инвертер откачи и заустави све моторе.
Решење: Инсталирајте 1:1 изолациони трансформатор на излазној страни претварача. Када један или више малих мотора доживе прекомерну струју, струја квара утиче на трансформатор уместо на инвертор, спречавајући окидање. Након тестирања, систем ради поуздано без понављања инцидената нормалног заустављања мотора.
06
Означавање улаза и излаза за решавање проблема
ПЛЦ контролише сложен систем, представљајући само распоређене редове улазно/излазних релејних терминала, одговарајућих индикаторских лампица и ПЛЦ бројева-који подсећају на интегрисано коло са десетинама пинова. Без консултовања са шемом, решавање проблема постаје немогуће, а откривање грешке је изузетно споро.
Да бисмо ово решили, направили смо референтну табелу засновану на електричној шеми. Ова табела, причвршћена на контролну конзолу или ормарић опреме, мапира сваки број улазног/излазног терминала ПЛЦ-а у одговарајући електрични симбол и кинески назив-слично функционалним описима за сваки пин на интегрисаном колу.
Са овом И/О табелом, електричари упознати са оперативним процесом или лествичастим дијаграмом уређаја могу да наставе са решавањем проблема.
Међутим, за електричаре који нису упознати са оперативним процесом или не могу да читају лествичасте дијаграме, потребна је додатна табела: дијаграм логичке функције ПЛЦ-а за улаз/излаз. Овај графикон у суштини објашњава логичку кореспонденцију између улазних кола (компоненте за окидање, повезане компоненте) и излазних кола (активне компоненте) за већину оперативних процеса.
Пракса је доказала: ако можете вешто да користите и табелу кореспонденције улаза/излаза и табелу логичких функција улаза/излаза, решавање електричних кварова постаје лако-чак и без шема.
07
Одузимање грешака кроз програмску логику
Бројни типови ПЛЦ-а се данас обично користе у индустрији. За ПЛЦ-ове ниже класе, упутства лествичастог дијаграма су у великој мери слична. За средње{3}}до-високе{{5} моделе као што је С7-300, многи програми су написани помоћу језичких табела.
Практичне лествице дијаграма морају укључивати напомене кинеских симбола; иначе су тешки за читање. Разумевање процеса опреме или оперативног редоследа унапред чини тумачење лествичастих дијаграма лакшим.
Када се врши анализа електричних кварова, обично се примењује метод обрнутог праћења{0}}такође познат као враћање уназад-. Ово укључује коришћење табеле кореспонденције улаза/излаза за лоцирање одговарајућег излазног релеја ПЛЦ-а са тачке квара, затим праћење уназад да би се идентификовали логички односи који су изазвали његову активацију.
Искуство показује да идентификовање једног проблема обично решава грешку, јер су истовремени кварови на две или више тачака ретки.
08
Дијагностиковање кварова ПЛЦ хардвера
Генерално, ПЛЦ-ови су високо поуздани уређаји са изузетно ниским стопама отказа. Вероватноћа хардверског оштећења ПЛЦ-а или ЦПУ-а или грешака у раду софтвера је практично нула. Улазне тачке ПЛЦ-а ретко покваре, осим ако нису подвргнуте високом{2}}упаду. Слично томе, нормално отворени контакти ПЛЦ излазних релеја показују изузетно дуг животни век осим ако нису угрожени кратким спојевима спољног оптерећења, неправилним дизајном или струјом која прелази називне границе.
Због тога, када се решавају електрични проблеми, фокус треба да буде на периферним електричним компонентама повезаним на ПЛЦ. Избегавајте да одмах посумњате на проблеме са ПЛЦ хардвером или програмирањем, јер је овај приступ кључан за брзу поправку и брзу обнову производње.
Сходно томе, дијагноза електричне грешке о којој се овде говори за ПЛЦ управљачка кола не наглашава сам ПЛЦ, већ периферне електричне компоненте унутар кола које контролише ПЛЦ.
09
Оптимизација коришћења софтверских и хардверских ресурса
(1) Инструкције које нису укључене у управљачке циклусе или оне које су већ активиране пре циклуса не морају бити повезане на ПЛЦ;
(2) Када више инструкција контролише један задатак, оне могу бити повезане паралелно споља пре него што буду повезане са једном улазном тачком;
(3) У потпуности искористите интерне функционалне блокове ПЛЦ-а и посредна стања како бисте осигурали интегритет и кохерентност програма, олакшавајући развој. Ово такође смањује улагања у хардвер и смањује трошкове;
(4) Где је то изводљиво, изолујте сваки излазни канал за лакшу контролу и инспекцију, истовремено штитећи друга излазна кола. Грешка у једној излазној тачки само ће узроковати да одговарајући излазни круг изгуби контролу;
(5) За излазе који контролишу оптерећење унапред/назад, примените блокаду не само унутар ПЛЦ програма већ и споља како бисте спречили да оптерећење истовремено ради у оба смера;
(6) ПЛЦ заустављања у нужди морају бити имплементирана преко екстерних прекидача како би се осигурала сигурност.
10
Додатна разматрања
(1) Никада немојте повезивати водове наизменичне струје на улазне терминале да бисте спречили оштећење ПЛЦ-а;
(2) Терминали за уземљење морају бити независно уземљени, а не повезани у серију са уземљењем друге опреме. Површина попречног пресека{2}}проводника за уземљење не би требало да буде мања од 2мм²;
(3) Помоћно напајање има ограничен капацитет и може да покреће само-уређаје мале снаге (нпр. фотоелектричне сензоре);
(4) Неки ПЛЦ-ови имају резервисане адресне терминале (тј. празне адресне терминале). Немојте повезивати жице на ове терминале;
(5) Када излазна кола ПЛЦ-а немају заштиту, инсталирајте заштитне уређаје као што су осигурачи у серији унутар спољашњег кола да бисте спречили оштећење услед кратких спојева оптерећења.