Introduksjon
PLSer, eller programmerbare logiske kontroller, fungerer som kjernekomponenter innen industriell automasjon.
De spiller en avgjørende rolle i å kontrollere diverse mekanisk utstyr, automatiserte prosesser og systemer.
Denne artikkelen presenterer 10 praktiske tips for PLS-applikasjoner for å hjelpe deg med å effektivt løse problemer som oppstår i daglig drift.
01
Jordingsproblemer
PLS-systemer har strenge jordingskrav. Det er best å ha et dedikert jordingssystem, og sørge for at annet PLS-relatert utstyr også er pålitelig jordet.
Å koble flere kretsjordingspunkter sammen kan generere uventede strømmer, noe som kan føre til logiske feil eller kretsskade.
Differensielle jordpotensialer oppstår vanligvis når jordpunkter er fysisk atskilt med betydelige avstander. Når utstyr med stor avstand er koblet til via kommunikasjonskabler eller sensorer, kan det flyte strøm gjennom hele kretsen mellom kabelen og jord. Selv over korte avstander kan belastningsstrømmer fra stort utstyr forårsake potensielle skift i forhold til jord, eller uforutsigbare strømmer kan genereres direkte gjennom elektromagnetiske effekter. Destruktive strømmer som kan skade utstyr kan flyte mellom strømkilder koblet til feil jordingspunkter.
PLS-systemer bruker vanligvis enkelt-punktjording. For å forbedre immuniteten til vanlig-modusinterferens kan skjermede flytende bakketeknikker brukes på analoge signaler. Dette innebærer å jorde det skjermede laget av signalkabler på et enkelt punkt mens signalsløyfen blir flytende, med isolasjonsmotstand mot jord som holdes på ikke mindre enn 50MΩ.
02
Forstyrrelsesdemping
Industrielle miljøer er tøffe og inneholder mange høy- og lav-forstyrrelser. Disse forstyrrelsene introduseres vanligvis i PLS-en gjennom kabler koblet til feltenheter.
Utover jordingstiltak, bør anti{0}}interferensforholdsregler implementeres under kabelvalg og installasjon:
(1) Analoge signaler er små-signaler og svært utsatt for ekstern interferens; dobbelt-skjermede kabler bør brukes.
(2) Høy-pulssignaler (f.eks. pulssensorer, digitale tellere) krever skjermede kabler for å forhindre ekstern interferens og redusere interferens fra høy-pulser til lav-nivåsignaler;
(3) Kommunikasjonskabler mellom PLS-er opererer ved høyere frekvenser. Kabler som leveres fra produsenten- anbefales generelt; skjermede tvunnede-kabler kan være tilstrekkelig for mindre kritiske applikasjoner;
(4) Analoge signallinjer og DC-signallinjer må ikke føres i samme kabelbakke som AC-signallinjer;
(5) Skjermede kabler som går inn i eller ut av styreskap må jordes og kobles direkte til utstyr uten å gå gjennom rekkeklemmer;
(6) AC-signaler, DC-signaler og analoge signaler må ikke dele samme kabel. Strømkabler skal legges separat fra signalkabler.
(7) Under feltvedlikehold inkluderer interferensreduserende metoder: å erstatte berørte linjer med skjermede kabler og omdirigere dem; inkludere anti-interferensfiltreringskode i programmet.
03
Eliminerer inter-ledningskapasitans for å forhindre falske triggere
Kapasitans eksisterer mellom alle ledere i en kabel. Kvalifiserte kabler begrenser denne kapasitansverdien innenfor spesifiserte områder.
Selv med kvalifiserte kabler, når kabellengden overstiger en viss terskel, kan kapasitansen mellom-trådene overskride nødvendige grenser. Når slike kabler brukes til PLS-innganger, kan inter-ledningskapasitans forårsake PLS-feil, noe som fører til en rekke uforklarlige fenomener.
Disse fenomenene manifesterer seg først og fremst som:
- Synlig korrekt kabling, men ingen inngang oppdaget av PLS; Innganger som skal være tilstede er fraværende, mens uønskede innganger vises-som indikerer gjensidig interferens mellom PLS-innganger. Slik løser du dette problemet:
(1) Bruk kabler med vridd kjerner;
(2) Minimer kabellengden;
(3) Separate kabler for innganger som forstyrrer hverandre;
(4) Bruk skjermede kabler.
04
Valg av utgangsmodul
Utgangsmoduler er kategorisert som transistor-type, toveis tyristor-type eller kontakt-type:
(1) Transistor-moduler tilbyr den raskeste byttehastigheten (vanligvis 0,2 ms), men har den laveste belastningskapasiteten (ca. . 0.2–0,3A, 24VDC). De er egnet for rask svitsjing og signalsammenkoblingsutstyr, ofte brukt med frekvensomformere og DC-enheter. Vær oppmerksom på effekten av transistorlekkasjestrøm på lasten.
(2) Moduler av tyristor-type tilbyr kontaktløs drift og AC-lastkarakteristikk, selv om deres belastningskapasitet er begrenset.
(3) Reléutganger støtter både AC- og DC-belastninger med høy kapasitet. Relékontaktutganger er vanligvis førstevalget for konvensjonelle kontrollapplikasjoner. Ulempen deres er lav byttehastighet (rundt 10 ms), noe som gjør dem uegnet for høy-bytte.
05
Inverter Overspenning og Overstrømhåndtering
(1) Når settpunktet reduseres for å bremse motoren, går motoren inn i regenerativ bremsemodus. Energien som føres tilbake til omformeren er betydelig, og samler seg i filterkondensatorene. Dette fører til at kondensatorspenningen stiger raskt, og når ofte DC-overspenningsbeskyttelsesterskelen og utløser en omformerutløsning.
Løsning: Installer en ekstern bremsemotstand for å spre den regenerative energien som føres tilbake til DC-siden.
(2) Når flere små motorer er koblet til omformeren, utløser en overstrømsfeil i én motor en alarm, som får omformeren til å utløse og stoppe alle motorer.
Løsning: Installer en 1:1 isolasjonstransformator på omformerens utgangsside. Når en eller flere små motorer opplever en overstrømsfeil, påvirker feilstrømmen transformatoren i stedet for omformeren, og forhindrer utløsning. Etter testing fungerer systemet pålitelig uten gjentakende hendelser med normale motorer som stopper.
06
Merking av innganger og utganger for feilsøking
PLS-en styrer et komplekst system, som bare presenterer forskjøvede rader med inngangs-/utgangsreléterminaler, tilsvarende indikatorlamper og PLS-numre-som ligner en integrert krets med dusinvis av pinner. Uten å konsultere skjemaet, blir feilsøking umulig, og feildeteksjon er ekstremt treg.
For å løse dette laget vi en referansetabell basert på det elektriske skjemaet. Denne tabellen, som er festet til utstyrets kontrollkonsoll eller kabinett, tilordner hvert PLS inngangs-/utgangsterminalnummer til dets tilsvarende elektriske symbol og kinesiske navn -likt funksjonsbeskrivelsene for hver pinne på en integrert krets.
Med denne I/O-tabellen kan elektrikere som er kjent med driftsprosessen eller enhetens stigediagram fortsette med feilsøking.
For elektrikere som ikke er kjent med operasjonsprosessen eller ikke kan lese stigediagrammer, kreves det imidlertid en ekstra tabell: PLS Input/Output Logic Function Chart. Dette diagrammet forklarer i hovedsak den logiske samsvaret mellom inngangskretser (utløsende komponenter, tilhørende komponenter) og utgangskretser (aktiveringskomponenter) for de fleste operasjonelle prosesser.
Praksis har vist seg: Hvis du på en dyktig måte kan bruke både input/output-korrespondansetabellen og input/output-logikkfunksjonstabellen, blir feilsøking av elektriske feil enkelt-selv uten skjemaer.
07
Å trekke fra feil gjennom programlogikk
Tallrike PLS-typer er ofte brukt i industrien i dag. For lav--PLS-er er instruksjoner for stigediagram stort sett like. For middels-til-høye-modeller som S7-300 er mange programmer skrevet ved hjelp av språktabeller.
Praktiske stigediagrammer må inneholde kinesiske symbolmerknader; ellers er de vanskelige å lese. Å forstå utstyrsprosessen eller operasjonssekvensen på forhånd gjør det enklere å tolke stigediagrammer.
Når du utfører elektrisk feilanalyse, brukes vanligvis metoden for omvendt sporing-også kjent som tilbakesporing-. Dette innebærer å bruke input/output-korrespondansetabellen for å finne det tilsvarende PLS-utgangsreléet fra feilpunktet, og deretter spore tilbake for å identifisere de logiske relasjonene som forårsaket aktiveringen.
Erfaring viser at identifisering av et enkelt problem vanligvis løser feilen, ettersom samtidige feil på to eller flere punkter er sjeldne.
08
Diagnostisering av PLS-maskinvarefeil
Generelt er PLS-er svært pålitelige enheter med ekstremt lave feilfrekvenser. Sannsynligheten for maskinvareskade på PLS eller CPU, eller programvaredriftsfeil, er praktisk talt null. PLS-inngangspunkter svikter sjelden med mindre de utsettes for høy-inntrenging. Tilsvarende viser de normalt åpne kontaktene til PLS-utgangsreléene eksepsjonelt lang levetid med mindre de blir kompromittert av eksterne lastkortslutninger, feil design eller strøm som overskrider nominelle grenser.
Derfor, ved feilsøking av elektriske feil, bør fokus være på de perifere elektriske komponentene som er koblet til PLS-en. Unngå umiddelbart mistanke om PLS-maskinvare eller programmeringsproblemer, siden denne tilnærmingen er avgjørende for rask reparasjon og rask gjenoppretting av produksjonen.
Følgelig vektlegger den elektriske feildiagnosen som er diskutert her for PLS-kontrollkretser ikke selve PLS-en, men de perifere elektriske komponentene i kretsene som styres av PLS-en.
09
Optimalisering av bruken av programvare- og maskinvareressurser
(1) Instruksjoner som ikke er involvert i kontrollsykluser eller de som allerede er aktivert før syklusen trenger ikke kobles til PLS-en;
(2) Når flere instruksjoner kontrollerer en enkelt oppgave, kan de kobles parallelt eksternt før de kobles til et enkelt inngangspunkt;
(3) Utnytte PLSens interne funksjonsblokker og mellomtilstander fullt ut for å sikre programintegritet og sammenheng, og lette utviklingen. Dette reduserer også maskinvareinvesteringer og reduserer kostnadene;
(4) Der det er mulig, isoler hver utgangskanal for enklere kontroll og inspeksjon, mens andre utgangskretser beskyttes. En feil i ett utgangspunkt vil bare føre til at den tilsvarende utgangskretsen mister kontrollen;
(5) For utganger som kontrollerer laster fremover/bakover, implementer forrigling ikke bare innenfor PLS-programmet, men også eksternt for å forhindre at lasten opererer i begge retninger samtidig;
(6) PLS nødstopp må implementeres via eksterne brytere for å ivareta sikkerheten.
10
Ytterligere hensyn
(1) Koble aldri vekselstrømledninger til inngangsterminaler for å forhindre skade på PLS;
(2) Jordingsterminaler må være uavhengig jordet, ikke koblet i serie med annet utstyrsjording. Jordtrådens tverrsnittsareal bør ikke være mindre enn 2 mm²;
(3) Hjelpestrømforsyningen har begrenset kapasitet og kan bare drive enheter med lav-effekt (f.eks. fotoelektriske sensorer);
(4) Noen PLS-er har reserverte adresseterminaler (dvs. tomme adresseterminaler). Ikke koble ledninger til disse terminalene;
(5) Når PLS-utgangskretser mangler beskyttelse, installer beskyttelsesenheter som sikringer i serie i den eksterne kretsen for å forhindre skade fra lastkortslutninger.