Освоение поиска и устранения неисправностей ПЛК:декодирование принимающих и исходящих выходов

Устранение неисправностей системы ПЛК следует начинать с исследования полевых устройств и модулей ввода-вывода, а не программы ПЛК. 70–80 % неисправностей возникают в полевых устройствах и связанной с ними проводке, источниках питания и другом сопутствующем оборудовании. Ошибки программы ПЛК случаются редко, если только кто-то не вносил изменения.

В этой статье мы объясним характеристики приема и подачи выходных сигналов ПЛК, чтобы вы могли эффективно устранять неполадки и определять источник неисправности.

Начнем с терминов Sinking и Sourcing.

Прием и поиск

Многих из нас учили истине, что поток электронов от отрицательного к положительному является фактом. Когда мы говорим о стоке и источнике, мы имеем в виду поток тока от положительного к отрицательному, который является обычным током.

Почему для описания поглощения и источника используется общепринятая терминология? Речь идет о традициях, поскольку концепции и стандарты были созданы задолго до того, как были поняты электроны.

Если ток течет от устройства №1 к устройству №2, устройство №1 генерирует ток, а устройство №2 поглощает ток.

Предположим, что Устройство №1 представляет собой полевое устройство вывода, такое как катушка реле, а Устройство №2 представляет собой модуль цифрового вывода ПЛК. Если ток течет от катушки реле к модулю вывода, катушка реле является источником, а модуль вывода — приемником.

Если ток течет от модуля вывода к катушке реле, то модуль является источником, а катушка реле — приемником.

Типы модулей вывода

Поставщики ПЛК предлагают как полупроводниковые модули вывода, так и источники питания. Фактическое переключение осуществляется полупроводниковыми компонентами, обычно BJT или FET, которые включают или выключают напряжение нагрузки электронным способом.

Из-за полупроводникового переключения направление тока имеет значение при согласовании модуля с типом управляемого полевого устройства.

Сухое реле — это третий тип модуля вывода. Это был первоначальный стандарт фиксированного ввода-вывода ПЛК, в котором использовались механические контакты, которые переключают нагрузки переменного и постоянного тока независимо от полярности или направления тока.

На многих ПЛК можно услышать, как контакты реле закрываются. Модуль вывода сухого реле может действовать как приемник или источник. Он остается популярным и сегодня в приложениях со смешанными типами нагрузки или более высокими токами.

Поиск и устранение неисправностей модуля сухих релейных выходов ничем не отличается от поиска неисправностей любой другой релейной цепи. Поэтому мы сосредоточимся на устранении неполадок твердотельных модулей.

Современные промышленные системы требуют высоких скоростей переключения и, следовательно, полагаются на твердотельные модули вывода, которые работают более надежно, чем механические реле.

Модули вывода

Модули вывода стока и источника подключены по-разному. Модули источника подключат нагрузку к напряжению питания. Модули с током подключат нагрузку к возврату или земле источника питания.

Аллен-Брэдли 1756-OB16D

Начнем с Allen-Bradley 1756-OB16D, который представляет собой модуль вывода с 16 выходами. Буква «D» означает «диагностика», что ставит этот модуль в категорию, превосходящую многие другие.

Как и во многих модулях вывода, каждый выход имеет светодиод ST, который указывает состояние выходной команды. Для помощи в устранении неполадок этот модуль оснащен светодиодами FLT, которые указывают на потенциальные проблемы с полевыми устройствами и соответствующим оборудованием.

Если горит светодиод ST 0, это отражает логику команды ВКЛ, указанную программой ПЛК. Внутренний полупроводниковый переключатель замыкается, обеспечивая примерно +24 В на нагрузку, подключенную к выходной клемме 0.

• Аллен-Брэдли 1756-OB16D

В нормальных условиях работы полупроводниковый ключ падает примерно на 1,2 В, тем самым снижая напряжение нагрузки.

Напряжение сохраняется, даже если нагрузка разомкнута или обрыв провода. Именно здесь светодиоды FLT могут помочь в устранении неполадок. Если горит светодиод FLT 0, это указывает на неисправность на этом выходе, например, на обрыв нагрузки или обрыв провода.

• Устранение неполадок с выходами ПЛК

Если светодиод ST 0 выключен, полупроводниковый переключатель разомкнут, удаляя путь тока во внешнюю цепь. Вы ожидаете, что выходное напряжение будет равно нулю.

Однако из-за внутренней диагностической электроники вы можете увидеть значительные показания напряжения на цифровом мультиметре с высоким сопротивлением. Не обманывайтесь этим чтением.

Многие модули вывода, такие как Allen-Bradley 1769-OB16, имеют только светодиоды ST, которые указывают состояние логической команды в соответствии с указаниями программы ПЛК. Устранение неполадок немного сложнее и обычно требует дополнительных измерений напряжения.

Аллен-Брэдли 1756-OV16E

Allen-Bradley 1756-OV16E — это модуль с 16 выходами. Буква «Е» означает электронный предохранитель.

Этому модулю требуется источник питания +24 В для питания внутренней электроники, но он поглощает ток нагрузки на выходе модуля.

Если светодиод ST 0 горит, внутренний полупроводниковый переключатель замыкается, обеспечивая путь тока через нагрузку к земле. Горящий светодиод не означает, что выходная цепь работает нормально; это только показывает, что ПЛК дал команду на замыкание внутреннему переключателю.

• Аллен-Брэдли 1756-OV16E

Будьте осторожны при измерении выходного напряжения. В нормальных условиях эксплуатации, когда светодиод 0 не горит, выходное напряжение составит 24 Вольта. Если светодиод 0 горит, выходное напряжение будет близко к нулю. Модуль не подает напряжение 24 В, так как оно исходит от нагрузки.

Подведение итогов

Есть несколько вещей, о которых следует помнить. Нагрузки твердотельного модуля вывода обычно имеют внешний предохранитель, если только модуль не имеет встроенного электронного предохранителя, например Allen-Bradley 1756-OV16E.

Эти модули могут обрабатывать только слаботочные нагрузки. В общем, любая нагрузка, которая не требует высокоскоростного переключения и потребляет больший ток, чем простая лампа, требует промежуточного реле.

Понимание приемников и источников имеет решающее значение для успешного устранения неполадок ПЛК. Светодиодные индикаторы состояния — отличный ресурс для устранения неполадок, однако важно понимать, что они обозначают.

Знакомство с характеристиками нормальных и неисправных состояний поможет вам избежать неправильной интерпретации состояния светодиодов и показаний напряжения.

‍

‍