Sissejuhatus
PLC-d või programmeeritavad loogikakontrollerid on tööstusautomaatika valdkonna põhikomponendid.
Nad mängivad olulist rolli erinevate mehaaniliste seadmete, automatiseeritud protsesside ja süsteemide juhtimisel.
See artikkel annab 10 praktilist näpunäidet PLC-rakenduste jaoks, mis aitavad teil tõhusalt lahendada igapäevases töös esinevaid probleeme.
01
Maandusprobleemid
PLC-süsteemidel on ranged maandusnõuded. Parim on omada spetsiaalset maandussüsteemi ja tagada, et ka muud PLC{1}}seotud seadmed oleksid usaldusväärselt maandatud.
Mitme vooluahela maanduspunkti ühendamine võib tekitada ootamatuid voolusid, mis võivad põhjustada loogikavigu või ahela kahjustusi.
Diferentsiaalsed maanduspotentsiaalid tekivad tavaliselt siis, kui maanduspunktid on füüsiliselt eraldatud märkimisväärse vahemaaga. Kui sidekaablite või andurite kaudu on ühendatud laialdased seadmed, võivad voolud voolata läbi kogu kaabli ja maanduse vahelise ahela. Isegi lühikestel vahemaadel võivad suurte seadmete koormusvoolud põhjustada potentsiaalseid nihkeid maapinna suhtes või ettearvamatud voolud võivad tekkida otse elektromagnetiliste mõjude kaudu. Vale maanduspunktiga ühendatud toiteallikate vahel võivad voolata hävitavad voolud, mis võivad seadmeid kahjustada.
PLC-süsteemid kasutavad tavaliselt ühepunktilist{0}}maandust. Tavalise -režiimi häirekindluse suurendamiseks saab analoogsignaalidele rakendada varjestatud ujuva maa tehnikaid. See hõlmab signaalikaablite varjestuskihi maandamist ühes punktis, jättes samal ajal signaaliahel vedelema, kusjuures isolatsioonitakistus maanduse suhtes ei ole väiksem kui 50 MΩ.
02
Häirete leevendamine
Tööstuskeskkonnad on karmid, sisaldades arvukalt kõrge{0}} ja madala-sagedusega häireid. Need häired sisestatakse tavaliselt PLC-sse väliseadmetega ühendatud kaablite kaudu.
Lisaks maandusmeetmetele tuleks kaabli valimisel ja paigaldamisel rakendada{0}}häiretevastaseid ettevaatusabinõusid.
(1) Analoogsignaalid on väikese -signaaliga ja väga vastuvõtlikud välistele häiretele; tuleks kasutada topelt-varjestatud kaableid.
(2) Kiired impulsssignaalid (nt impulssiandurid, digitaalloendurid) vajavad varjestatud kaableid, et vältida väliseid häireid ja leevendada häireid kiiretest impulssidest kuni madala tasemega signaalideni;
(3) PLC-de vahelised sidekaablid töötavad kõrgematel sagedustel. Tootja{2}}kaableid on üldiselt soovitatavad; vähem kriitiliste rakenduste jaoks võib piisata varjestatud keerdpaarist-;
(4) Analoogsignaali liine ja alalisvoolu signaaliliine ei tohi juhtida vahelduvvoolu signaaliliinidega samas kaablirennis;
(5) Juhtkappi sisenevad ja väljuvad varjestatud kaablid peavad olema maandatud ja ühendatud otse seadmetega, läbimata klemmiplokke;
(6) Vahelduvvoolu-, alalis- ja analoogsignaalid ei tohi jagada sama kaablit. Toitekaablid tuleb paigaldada signaalikaablitest eraldi.
(7) Põlluhoolduse käigus kasutatakse häirete leevendamise meetodeid: mõjutatud liinide asendamine varjestatud kaablitega ja nende ümbersuunamine; lisades programmi häiretevastase -filtreerimiskoodi.
03
Juhtmetevahelise{0}}mahtuvuse kõrvaldamine, et vältida valekäivitusi
Kaabli kõigi juhtide vahel on mahtuvus. Kvalifitseeritud kaablid piiravad seda mahtuvuse väärtust kindlaksmääratud vahemikes.
Isegi kvalifitseeritud kaablite korral, kui kaabli pikkus ületab teatud läve, võib juhtmetevaheline{0}}mahtuvus ületada nõutavad piirid. Kui selliseid kaableid kasutatakse PLC sisenditeks, võib juhtmetevaheline mahtuvus põhjustada PLC talitlushäireid, mis toob kaasa palju seletamatuid nähtusi.
Need nähtused avalduvad peamiselt järgmiselt:
- Nähtavalt õige juhtmestik, kuid PLC ei tuvastanud sisendit; Sisendid, mis peaksid olema, puuduvad, samas ilmuvad soovimatud sisendid, -mis viitab vastastikustele häiretele PLC sisendite vahel. Selle probleemi lahendamiseks tehke järgmist.
(1) Kasutage keerdsüdamikuga kaableid;
(2) Minimeerige kaabli pikkus;
(3) Eraldi kaablid üksteist segavate sisendite jaoks;
(4) Kasutage varjestatud kaableid.
04
Väljundmooduli valik
Väljundmoodulid liigitatakse transistori-tüüpi, kahesuunalise türistori-tüüpi või kontakti-tüüpi:
(1) Transistor-tüüpi moodulid pakuvad kiireimat lülituskiirust (tavaliselt 0,2 ms), kuid neil on madalaim koormusvõimsus (umbes . 0.2–0,3 A, 24 VDC). Need sobivad kiirlülitus- ja signaaliühendusseadmete jaoks, mida tavaliselt kasutatakse muutuva sagedusega ajamite ja alalisvooluseadmetega. Tähelepanu tuleb pöörata transistori lekkevoolu mõjule koormusele.
(2) Türistor-tüüpi moodulid pakuvad kontaktivaba tööd ja vahelduvvoolu koormuse omadusi, kuigi nende kandevõime on piiratud.
(3) Releeväljundid toetavad nii suure võimsusega vahelduv- kui ka alalisvoolukoormust. Releekontakti väljundid on tavaliselt tavapäraste juhtimisrakenduste jaoks esimene valik. Nende puuduseks on aeglane lülituskiirus (umbes 10 ms), mistõttu need ei sobi kõrgsageduslikuks-lülitamiseks.
05
Inverteri ülepinge ja liigvoolu käsitlemine
(1) Seadeväärtuse vähendamisel mootori aeglustamiseks lülitub mootor regeneratiivpidurdusrežiimi. Inverterisse tagasi antud energia on märkimisväärne, koguneb filtrikondensaatoritesse. See põhjustab kondensaatori pinge kiiret tõusu, saavutades sageli alalisvoolu ülepinge kaitseläve ja käivitades inverteri väljalülitamise.
Lahendus: paigaldage väline piduritakisti, et hajutada regeneratiivenergia, mis juhitakse tagasi alalisvoolu poolele.
(2) Kui muunduriga on ühendatud mitu väikest mootorit, vallandab ühe mootori liigvoolutõrge häire, mis põhjustab muunduri väljalülitumist ja peatab kõik mootorid.
Lahendus: paigaldage 1:1 isolatsioonitrafo inverteri väljundi poolele. Kui ühel või mitmel väikesel mootoril tekib ülevoolutõrge, mõjutab rikkevool muunduri asemel trafot, vältides väljalülitumist. Pärast testimist töötab süsteem usaldusväärselt ilma korduvate tavaliste mootorite seiskumiseta.
06
Sisendite ja väljundite märgistamine tõrkeotsinguks
PLC juhib keerulist süsteemi, mis kuvab ainult sisend-/väljundrelee klemmide jaotatud ridu, vastavaid märgutulesid ja PLC numbreid,{0}}mis meenutab kümnete kontaktidega integraallülitust. Ilma skeemiga tutvumata muutub tõrkeotsing võimatuks ja rikete tuvastamine on äärmiselt aeglane.
Selle lahendamiseks koostasime elektriskeemil põhineva võrdlustabeli. See tabel, mis on kinnitatud seadme juhtkonsooli või kapi külge, seostab iga PLC sisend-/väljundklemmi numbri vastava elektrilise sümboli ja hiinakeelse nimetusega -, mis sarnaneb integraallülituse iga viigu funktsionaalsete kirjeldustega.
Selle I/O tabeliga saavad tööprotsessi või seadme redeliskeemiga tuttavad elektrikud tõrkeotsingut jätkata.
Kuid elektrikute jaoks, kes ei tunne tööprotsessi või ei suuda redelskeeme lugeda, on vaja täiendavat tabelit: PLC sisendi/väljundi loogikafunktsioonide tabel. See diagramm selgitab sisuliselt loogilist vastavust sisendahelate (käivitavad komponendid, seotud komponendid) ja väljundahelate (käivitavad komponendid) vahel enamiku tööprotsesside jaoks.
Praktika on tõestanud: kui oskate oskuslikult kasutada nii sisendi/väljundi vastavustabelit kui ka sisendi/väljundi loogikafunktsioonide tabelit, muutub elektriliste rikete tõrkeotsing vaevatuks-isegi ilma skeemideta.
07
Vigade mahaarvamine programmiloogika kaudu
Tänapäeval kasutatakse tööstuses tavaliselt paljusid PLC-tüüpe. Madalama-otsaga PLC-de puhul on redeldiagrammi juhised suures osas sarnased. Keskmise ja -kõrgklassi mudelite (nt S7-300) puhul on paljud programmid kirjutatud keeletabelite abil.
Praktilised redeldiagrammid peavad sisaldama hiina sümbolite märkusi; muidu on neid raske lugeda. Seadme protsessi või tööjärjestuse eelnev mõistmine muudab redeldiagrammide tõlgendamise lihtsamaks.
Elektriliste rikete analüüsimisel rakendatakse tavaliselt pöördjälgimise meetodit{0}}tuntud ka kui tagasiteed{1}}. See hõlmab sisendi/väljundi vastavustabeli kasutamist, et leida rikkepunktist vastav PLC väljundrelee, seejärel otsida tagasi selle aktiveerimise põhjustanud loogilised seosed.
Kogemused näitavad, et ühe probleemi tuvastamine lahendab tavaliselt vea, kuna samaaegsed tõrked kahes või enamas punktis on haruldased.
08
PLC riistvaratõrgete diagnoosimine
Üldiselt on PLC-d väga töökindlad seadmed, millel on äärmiselt madal rikete määr. PLC või CPU riistvarakahjustuse või tarkvara töövigade tõenäosus on praktiliselt null. PLC-sisendpunktid ebaõnnestuvad harva, välja arvatud juhul, kui nendesse puutub kõrge{2}}pinge sissetung. Samamoodi on PLC väljundreleede tavaliselt avatud kontaktidel erakordselt pikk kasutusiga, välja arvatud juhul, kui väliskoormuse lühised, ebaõige konstruktsioon või nimipiire ületav vool ei kahjusta neid.
Seetõttu tuleks elektriliste rikete tõrkeotsingul keskenduda PLC-ga ühendatud välisseadmetele. Vältige kohe PLC riistvara- või programmeerimisprobleemide kahtlustamist, kuna see lähenemine on kiire parandamise ja tootmise kiireks taastamiseks ülioluline.
Järelikult ei rõhuta siin PLC juhtimisahelate elektriliste rikete diagnostika mitte PLC-d ennast, vaid PLC poolt juhitavate ahelate väliseid elektrilisi komponente.
09
Tarkvara- ja riistvararessursside kasutamise optimeerimine
1) juhtimistsüklitega mitteseotud või enne tsüklit juba aktiveeritud juhiseid ei pea PLC-ga ühendama;
(2) Kui ühte ülesannet juhib mitu käsku, saab need enne ühe sisendpunktiga ühendamist väliselt paralleelselt ühendada;
(3) Kasutage täielikult ära PLC sisemisi funktsiooniplokke ja vaheolekuid, et tagada programmi terviklikkus ja sidusus, hõlbustades arengut. See vähendab ka riistvarainvesteeringuid ja kulusid;
(4) Võimaluse korral isoleerige iga väljundkanal lihtsamaks juhtimiseks ja kontrollimiseks, kaitstes samal ajal teisi väljundahelaid. Ühe väljundpunkti rike põhjustab ainult vastava väljundahela kontrolli kaotamise;
(5) Väljundite puhul, mis juhivad edasi-/tagasi koormusi, rakendage blokeeringut mitte ainult PLC-programmis, vaid ka väliselt, et vältida koormuse samaaegset töötamist mõlemas suunas;
(6) Ohutuse tagamiseks tuleb PLC hädaseiskamine rakendada väliste lülitite kaudu.
10
Täiendavad kaalutlused
(1) Ärge kunagi ühendage vahelduvvoolu toitejuhtmeid sisendklemmidega, et vältida PLC kahjustusi;
(2) Maandusklemmid peavad olema sõltumatult maandatud, mitte ühendatud teiste seadme maandustega järjestikku. Maandusjuhtme ristlõikepind-ei tohi olla väiksem kui 2 mm²;
(3) lisatoiteallika võimsus on piiratud ja see võib juhtida ainult vähese võimsusega seadmeid (nt fotoandurid);
(4) Mõnel PLC-l on reserveeritud aadressiterminalid (st tühjad aadressiterminalid). Ärge ühendage juhtmeid nende klemmidega;
(5) Kui PLC väljundahelatel puudub kaitse, paigaldage välisesse vooluahelasse järjestikku kaitseseadised, näiteks kaitsmed, et vältida koormuse lühistest tulenevaid kahjustusi.