Ievads
PLC jeb programmējamie loģiskie kontrolleri kalpo kā galvenie komponenti rūpnieciskās automatizācijas jomā.
Tiem ir izšķiroša loma dažādu mehānisko iekārtu, automatizētu procesu un sistēmu kontrolēšanā.
Šajā rakstā ir sniegti 10 praktiski padomi PLC lietojumprogrammām, kas palīdzēs efektīvi atrisināt ikdienas darbībās radušās problēmas.
01
Zemējuma problēmas
PLC sistēmām ir stingras zemējuma prasības. Vislabāk ir izveidot īpašu zemējuma sistēmu un nodrošināt, ka arī citas ar PLC{1}}saistītas iekārtas ir droši iezemētas.
Vairāku ķēdes zemējuma punktu savienošana kopā var radīt neparedzētas strāvas, izraisot loģikas kļūdas vai ķēdes bojājumus.
Diferenciālie zemes potenciāli parasti rodas, ja zemes punktus fiziski atdala ievērojami attālumi. Ja plaši izvietotas iekārtas ir pievienotas, izmantojot sakaru kabeļus vai sensorus, strāvas var plūst cauri visai ķēdei starp kabeli un zemi. Pat nelielos attālumos liela aprīkojuma slodzes strāvas var izraisīt potenciālas nobīdes attiecībā pret zemi, vai arī elektromagnētisko efektu dēļ var rasties neparedzamas strāvas. Starp barošanas avotiem, kas savienoti ar nepareiziem zemējuma punktiem, var plūst destruktīvas strāvas, kas var sabojāt aprīkojumu.
PLC sistēmas parasti izmanto viena{0}}punkta zemējumu. Lai uzlabotu parasto -režīmu traucējumu noturību, analogajiem signāliem var izmantot ekranētas peldošās zemes metodes. Tas ietver signāla kabeļu ekranēšanas slāņa iezemēšanu vienā punktā, vienlaikus atstājot signāla cilpu peldošu, un izolācijas pretestība pret zemi tiek uzturēta ne mazākā par 50 MΩ.
02
Traucējumu mazināšana
Rūpnieciskā vide ir skarba, un tajā ir daudz augstas{0}} un zemas{1}}frekvences traucējumu. Šie traucējumi parasti tiek ievadīti PLC, izmantojot kabeļus, kas savienoti ar lauka ierīcēm.
Papildus zemējuma pasākumiem kabeļa izvēles un uzstādīšanas laikā ir jāievēro pret{0}}traucējumu novēršanas pasākumi:
(1) Analogie signāli ir mazi{1}}signāli un ļoti jutīgi pret ārējiem traucējumiem; jāizmanto dubultekrāni{2}}kabeļi.
(2) ātrdarbīgiem impulsu signāliem (piem., impulsu sensoriem, digitālajiem skaitītājiem) ir nepieciešami ekranēti kabeļi, lai novērstu ārējus traucējumus un mazinātu traucējumus no ātrdarbīgiem impulsiem līdz zema līmeņa signāliem;
(3) Sakaru kabeļi starp PLC darbojas augstākās frekvencēs. Parasti ieteicams izmantot ražotāja{2}}piegādātos kabeļus; mazāk kritiskiem lietojumiem var pietikt ar ekranētiem vītā pāra{3}}pāra kabeļiem;
(4) Analogās signāla līnijas un līdzstrāvas signāla līnijas nedrīkst novadīt vienā kabeļa teknē ar maiņstrāvas signāla līnijām;
(5) Ekranētajiem kabeļiem, kas ieiet sadales skapjos vai izejot no tiem, jābūt iezemētiem un tieši savienotiem ar iekārtu, nešķērsojot spaiļu blokus;
(6) Maiņstrāvas signāliem, līdzstrāvas signāliem un analogajiem signāliem nedrīkst izmantot vienu un to pašu kabeli. Strāvas kabeļi jānovieto atsevišķi no signāla kabeļiem.
(7) Veicot apkopi uz lauka, traucējumu mazināšanas metodes ietver: skarto līniju aizstāšanu ar ekranētiem kabeļiem un to maršruta maiņu; programmā iekļaujot pret-traucējumu filtrēšanas kodu.
03
Inter{0}}vadu kapacitātes likvidēšana, lai novērstu viltus trigerus
Kapacitāte pastāv starp visiem vadītājiem kabelī. Kvalificēti kabeļi ierobežo šo kapacitātes vērtību noteiktajos diapazonos.
Pat izmantojot kvalificētus kabeļus, kad kabeļa garums pārsniedz noteiktu slieksni, starpvadu kapacitāte var pārsniegt noteiktos ierobežojumus. Ja šādus kabeļus izmanto PLC ieejām, vadu kapacitāte var izraisīt PLC darbības traucējumus, izraisot daudzas neizskaidrojamas parādības.
Šīs parādības galvenokārt izpaužas kā:
- Acīmredzami pareiza elektroinstalācija, taču PLC nav konstatējis ievadi; Ievades, kurām vajadzētu būt, nav, savukārt tiek parādītas nevēlamas ievades, -norādot uz savstarpējiem traucējumiem starp PLC ieejām. Lai atrisinātu šo problēmu:
(1) Izmantojiet kabeļus ar savītiem serdeņiem;
(2) Samaziniet kabeļa garumu;
(3) Atsevišķi kabeļi ieejām, kas traucē viena otrai;
(4) Izmantojiet ekranētus kabeļus.
04
Izvades moduļa izvēle
Izvades moduļi tiek klasificēti kā tranzistora-tips, divvirzienu tiristoru-tips vai kontakta-tips:
(1) Tranzistora -tipa moduļi piedāvā ātrāko pārslēgšanās ātrumu (parasti 0,2 ms), taču tiem ir vismazākā slodze (aptuveni . 0.2–0,3 A, 24 VDC). Tie ir piemēroti ātrai pārslēgšanai un signālu starpsavienojuma iekārtām, ko parasti izmanto ar mainīgas frekvences piedziņām un līdzstrāvas ierīcēm. Jāpievērš uzmanība tranzistora noplūdes strāvas ietekmei uz slodzi.
(2) Tiristoru -tipa moduļi piedāvā bezkontakta darbību un maiņstrāvas slodzes raksturlielumus, lai gan to kravnesība ir ierobežota.
(3) Releja izejas atbalsta gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas slodzes ar lielu jaudu. Releja kontaktu izvadi parasti ir pirmā izvēle parastajiem vadības lietojumiem. To trūkums ir lēns pārslēgšanās ātrums (apmēram 10 ms), tāpēc tie nav piemēroti augstas-frekvences pārslēgšanai.
05
Invertora pārsprieguma un pārstrāvas apstrāde
(1) Samazinot uzdoto vērtību, lai palēninātu motoru, motors pāriet reģeneratīvās bremzēšanas režīmā. Enerģija, kas tiek padota atpakaļ uz invertoru, ir ievērojama, uzkrājoties filtra kondensatoros. Tas izraisa kondensatora sprieguma strauju pieaugumu, bieži sasniedzot līdzstrāvas pārsprieguma aizsardzības slieksni un izraisot invertora atvienojumu.
Risinājums: uzstādiet ārējo bremzēšanas rezistoru, lai izkliedētu reģeneratīvo enerģiju, kas tiek padots atpakaļ uz līdzstrāvas pusi.
(2) Ja invertoram ir pievienoti vairāki mazi motori, viena motora pārslodzes kļūme izraisa trauksmi, izraisot pārveidotāja atvienošanu un apturot visus motorus.
Risinājums: invertora izejas pusē uzstādiet 1:1 izolācijas transformatoru. Ja vienam vai vairākiem maziem motoriem rodas pārslodzes kļūme, bojājuma strāva ietekmē transformatoru, nevis invertoru, novēršot atvienošanu. Pēc pārbaudes sistēma darbojas uzticami, bez atkārtotiem normālu motoru apstāšanās gadījumiem.
06
Ieeju un izeju atzīmēšana problēmu novēršanai
PLC kontrolē sarežģītu sistēmu, kas parāda tikai pakāpeniskas ievades/izvades releja spaiļu rindas, atbilstošās indikatora gaismas un PLC numurus,{0}}kas atgādina integrētu shēmu ar desmitiem kontaktu. Neiepazīstoties ar shēmu, traucējummeklēšana kļūst neiespējama, un kļūdu noteikšana notiek ārkārtīgi lēni.
Lai to risinātu, mēs izveidojām atsauces tabulu, pamatojoties uz elektrisko shēmu. Šajā tabulā, kas piestiprināta pie iekārtas vadības pults vai skapja, katrs PLC ieejas/izejas termināla numurs ir attēlots ar atbilstošo elektrisko simbolu un ķīniešu nosaukumu -līdzīgi funkcionālajiem aprakstiem katrai integrālās shēmas tapai.
Izmantojot šo I/O tabulu, elektriķi, kas pārzina darbības procesu vai ierīces kāpņu diagrammu, var turpināt problēmu novēršanu.
Tomēr elektriķiem, kuri nepārzina darbības procesu vai nespēj nolasīt kāpņu diagrammas, ir nepieciešama papildu tabula: PLC ievades/izvades loģikas funkciju diagramma. Šī diagramma būtībā izskaidro loģisko atbilstību starp ievades ķēdēm (iedarbināšanas komponenti, saistītie komponenti) un izejas ķēdēm (iedarbināšanas komponenti) lielākajai daļai darbības procesu.
Prakse ir pierādījusi: ja varat prasmīgi izmantot gan ievades/izvades atbilstības tabulu, gan ievades/izvades loģisko funkciju tabulu, elektrisko kļūdu novēršana kļūst vienkārša{0}}pat bez shēmām.
07
Bojājumu atņemšana, izmantojot programmas loģiku
Mūsdienās rūpniecībā parasti tiek izmantoti daudzi PLC veidi. Zemas klases PLC{1}}kāpņu diagrammas norādījumi ir lielā mērā līdzīgi. Vidējas līdz -augstas klases{5}}modeļiem, piemēram, S7-300, daudzas programmas tiek rakstītas, izmantojot valodu tabulas.
Praktiskajās kāpņu diagrammās jāiekļauj ķīniešu simbolu anotācijas; pretējā gadījumā tos ir grūti lasīt. Iepriekš izprotot iekārtas procesu vai darbības secību, ir vieglāk interpretēt kāpņu diagrammas.
Veicot elektrisko defektu analīzi, parasti tiek izmantota apgrieztā izsekošanas metode{0}}ko sauc arī par atpakaļsekošanu-. Tas ietver ievades/izvades atbilstības tabulas izmantošanu, lai atrastu atbilstošo PLC izejas releju no bojājuma vietas, pēc tam izsekošanu, lai identificētu loģiskās attiecības, kas izraisīja tā aktivizēšanu.
Pieredze rāda, ka, identificējot vienu problēmu, parasti kļūme tiek novērsta, jo vienlaicīgas atteices divos vai vairākos punktos ir reti.
08
PLC aparatūras kļūmju diagnostika
Parasti PLC ir ļoti uzticamas ierīces ar ārkārtīgi zemu atteices līmeni. PLC vai CPU aparatūras bojājumu vai programmatūras darbības kļūdu iespējamība ir praktiski nulle. PLC ievades punkti reti kad neizdodas, ja vien tie nav pakļauti augsta sprieguma ielaušanai. Līdzīgi PLC izejas releju parasti atvērtajiem kontaktiem ir ārkārtīgi ilgs kalpošanas laiks, ja vien tos neietekmē ārējās slodzes īssavienojumi, nepareiza konstrukcija vai strāva, kas pārsniedz nominālās robežas.
Tāpēc, novēršot elektriskos traucējumus, galvenā uzmanība jāpievērš perifērijas elektriskajiem komponentiem, kas savienoti ar PLC. Nekavējoties izvairieties no aizdomām par PLC aparatūras vai programmēšanas problēmām, jo šī pieeja ir ļoti svarīga ātrai remontam un ātrai ražošanas atjaunošanai.
Līdz ar to šeit aplūkotā elektrisko kļūdu diagnoze PLC vadības shēmām uzsver nevis pašu PLC, bet gan perifērijas elektriskos komponentus ķēdēs, kuras kontrolē PLC.
09
Programmatūras un aparatūras resursu izmantošanas optimizēšana
(1) Instrukcijas, kas nav iesaistītas vadības ciklos, vai tās, kas jau ir aktivizētas pirms cikla, nav jāpievieno PLC;
(2) Ja vienu uzdevumu kontrolē vairākas instrukcijas, tās var savienot paralēli ārēji, pirms tās tiek saistītas ar vienu ievades punktu;
(3) Pilnībā izmantojiet PLC iekšējos funkciju blokus un starpstāvokļus, lai nodrošinātu programmas integritāti un saskaņotību, veicinot attīstību. Tas arī samazina ieguldījumus aparatūrā un samazina izmaksas;
(4) Ja iespējams, izolējiet katru izejas kanālu, lai būtu vieglāk kontrolēt un pārbaudīt, vienlaikus aizsargājot citas izvades ķēdes. Bojājums vienā izejas punktā tikai izraisīs attiecīgās izejas ķēdes kontroles zaudēšanu;
(5) Izvadiem, kas kontrolē slodzes uz priekšu/atpakaļ, ieviesiet bloķēšanu ne tikai PLC programmā, bet arī ārēji, lai novērstu slodzes darbību vienlaikus abos virzienos;
(6) Lai nodrošinātu drošību, PLC avārijas apturēšana ir jāievieš, izmantojot ārējos slēdžus.
10
Papildu apsvērumi
(1) Nekad nepievienojiet maiņstrāvas vadus ieejas spailēm, lai novērstu PLC bojājumus;
(2) Zemējuma spailēm jābūt neatkarīgi iezemētām, nevis savienotām virknē ar citu iekārtu zemējumu. Zemējuma stieples šķērsgriezuma laukums nedrīkst būt mazāks par 2 mm²;
(3) Papildu barošanas avotam ir ierobežota jauda, un tas var vadīt tikai mazjaudas ierīces (piem., fotoelektriskos sensorus);
(4) Dažiem PLC ir rezervēti adrešu termināļi (ti, tukši adrešu termināļi). Nepievienojiet vadus šiem spailēm;
(5) Ja PLC izejas ķēdēm nav aizsardzības, ārējā ķēdē virknē uzstādiet aizsargierīces, piemēram, drošinātājus, lai novērstu bojājumus no slodzes īssavienojumiem.