Устранение неполадок ПЛК:освоение приемников и источников входных данных

С чего начать поиск и устранение неисправностей в системе, управляемой ПЛК? Проблема с программой ПЛК редко является причиной неисправности, если только она не была изменена вмешательством человека. Обычно проблема связана с полевыми устройствами или модулями ввода-вывода ПЛК.

В этой статье мы объясним характеристики приема и подачи входов ПЛК, чтобы вы могли эффективно устранять неполадки и определять причину возникновения неисправности.

Начнем с терминов Sinking и Sourcing, которые часто могут сбивать с толку.

Прием и поиск

Проще говоря, все дело в определении направления обычного тока между двумя устройствами.

Если ток течет от устройства №1 к устройству №2, устройство №1 является источником тока, а устройство №2 потребляет ток.

Хорошо, предположим, что Устройство № 1 — это полевое устройство ввода, например переключатель, а Устройство № 2 — модуль цифрового ввода ПЛК. Если ток течет от переключателя к модулю ввода, то переключатель является источником, а модуль ввода — приемником.

Если ток течет от модуля ввода к переключателю, то модуль ввода является источником, а переключатель — приемником.

Поставщики ПЛК предлагают модули ввода как с приемником, так и с источником.

Например, Allen-Bradley 1756-IB16 — это входной модуль с 16 входами и напряжением 24 В.

Allen-Bradley 1756-IV16 — это входной модуль с 16 входами и напряжением 24 В.

Полевые устройства ввода

Давайте перейдем к обсуждению полевых устройств с 2-х и 3-х проводным вводом.

2-проводные устройства

Большинство 2-проводных устройств являются пассивными, то есть им не требуется питание для работы, и они просто размыкают или замыкают цепь. Примеры включают кнопки, концевые выключатели и другие механические устройства. Мы можем считать, что 2-проводные пассивные устройства являются либо принимающими, либо истоками.

Существуют также активные 2-проводные устройства, для работы которых требуется питание, и их полярность может зависеть от полярности.

3-проводные устройства

3-проводные устройства относятся к семейству активных устройств, для работы которых требуется питание. Примеры включают датчики приближения и фотоэлектрические переключатели.

Цвета проводов соответствуют стандарту. Коричневый провод подключается к положительному источнику питания, обычно +24 В постоянного тока. Синий провод подключается к возврату источника питания. Черный провод действует как выходной сигнал и подает входной сигнал на другое устройство, например, на модуль ввода ПЛК.

3-проводные активные устройства либо потребляют, либо питают.

Крайне важно убедиться, что 3-проводные устройства совместимы с предполагаемыми модулями ввода.

3-проводной датчик источника, также называемый датчиком PNP, должен подключаться к входному модулю с приемником. 3-проводной токовый датчик, также называемый датчиком NPN, должен подключаться к входному модулю источника.

Многие специалисты по устранению неполадок ПЛК используют светодиодные индикаторы входного модуля. При этом важно понимать, о чем говорят светодиодные индикаторы и как они могут вводить в заблуждение.

Использование светодиодов для устранения неполадок

Начнем с датчика источника, подключенного ко входу 0 на входном модуле со стоком. В качестве примера мы будем использовать модуль цифрового ввода AB 1756-IB16.

Каждая входная цепь имеет соответствующий светодиод ST, который предназначен для индикации состояния входа.

Если светодиод 0 горит, это означает, что входное устройство-источник подает +24 В на входную клемму 0 модуля. Модуль интерпретирует это напряжение как логическую «1» и использует его для работы в программе ПЛК.

Если светодиод 0 не горит, часто предполагается, что входное устройство-источник подает на входную клемму 0 модуля напряжение 0 В, которое программа ПЛК интерпретирует как логический «0». Однако мы все понимаем, что означает «предполагать».

Ранее мы говорили, что светодиодные индикаторы могут вводить в заблуждение. Почему это? Да, светодиод может гореть, но присутствующее напряжение может быть не таким, как вы ожидаете. То же самое можно сказать, когда светодиод выключен.

Единственный способ убедиться в этом — измерить напряжение на клемме входного модуля.

Согласно спецификациям входа 1756-IB16, любое входное напряжение выше порога 10 В будет распознаваться модулем как включенное. Входное напряжение 15 В будет интерпретироваться как логическая «1» в программе ПЛК. Однако это может указывать на проблемы с полевым устройством, проводкой или возможной коррозией.

Входное напряжение ниже 5 В будет распознано модулем как ВЫКЛ. Как может напряжение на входе модуля быть близким к 5 Вольтам при выключенном датчике источника?

Датчик источника выключается при открытии внутреннего полупроводникового переключателя, а не при его заземлении. Вход модуля является плавающим, что делает его чувствительным к напряжениям, вызванным обычным током утечки датчика.

Погружные датчики с входами ПЛК

Хорошо, теперь давайте поговорим о менее используемой комбинации тонущего датчика, подключенного к входному модулю источника. В качестве примера мы будем использовать модуль цифрового ввода AB 1756-IV16.

Если светодиод 0 горит, это означает, что входное устройство со стоком подает 0 В или землю на входную клемму 0 модуля.

Модуль интерпретирует это как логическую «1» и использует ее для работы в программе ПЛК.

Если светодиод 0 не горит, выход устройства ввода со стоком фактически открыт, в результате чего модуль ввода находится в плавающем состоянии, что программа ПЛК интерпретирует как логический «0».

Если вы решите измерить входные напряжения для состояний включения и выключения светодиода, не дайте себя обмануть. Они являются противоположностью комбинации входов источника/приемника ПЛК, которую мы обсуждали ранее. Когда светодиод горит, входное напряжение будет близко к 0. Когда он выключен, входное напряжение будет около +24 Вольт.

Согласно входным характеристикам 1756-IV16, входное напряжение, превышающее 5 В, больше не будет считаться включенным и будет распознаваться как выключенное.

Как входное напряжение может подняться выше 5 В, если кажется, что оно заземлено на ноль через тонущий датчик? Это часто вызвано проблемами с высоким сопротивлением, такими как коррозия в точках подключения заземления или очень большая длина кабеля заземления.

Подведение итогов

Это хорошее место, чтобы подвести итоги.

Как мы говорили ранее, большинство неисправностей ПЛК возникают из-за полевых устройств, проводки ввода-вывода, а иногда и модуля. Само программное обеспечение ПЛК редко бывает неисправно. Светодиодные индикаторы, несомненно, полезны, но измерение фактического входного напряжения — единственный надежный способ убедиться в том, что происходит.

Понимание входных и исходных входов, а также ожидаемых диапазонов напряжений на модулях поможет вам в поиске и устранении неполадок.