PLC-probleemoplossing:beheersing van zinkende en sourcing-ingangen

Waar begin je bij het oplossen van een storing in een PLC-gestuurd systeem? Een probleem met het PLC-programma is zelden de oorzaak van de fout, tenzij het door menselijk ingrijpen is gewijzigd. Meestal wordt het probleem veroorzaakt door de veldapparatuur of de PLC I/O-modules.

In dit artikel leggen we de kenmerken van sinking en sourcing PLC-ingangen uit, zodat u effectief problemen kunt oplossen en kunt identificeren waar de fout vandaan komt.

Laten we beginnen met de termen Sinking en Sourcing, die vaak verwarrend kunnen zijn.

Zinken en sourcen

Simpel gezegd gaat het erom de richting van de conventionele stroom tussen twee apparaten te definiëren.

Als er stroom vloeit van apparaat #1 naar apparaat #2, zorgt apparaat #1 voor de stroom, en apparaat #2 voor het laten zinken van de stroom.

Oké, stel dat apparaat #1 een invoerveldapparaat is, zoals een schakelaar, en dat apparaat #2 een digitale PLC-ingangsmodule is. Als er stroom vloeit van de schakelaar naar de ingangsmodule, dan is de schakelaar de bron en de ingangsmodule de sink.

Als er stroom vloeit van de ingangsmodule naar de schakelaar, dan is de ingangsmodule de bron en de schakelaar de sink.

PLC-leveranciers bieden zowel sinking- als sourcing-invoermodules.

De Allen-Bradley 1756-IB16 is bijvoorbeeld een zinkende ingangsmodule met 16 ingangen en 24 volt.

De Allen-Bradley 1756-IV16 is een sourcing-ingangsmodule met 16 ingangen en 24 volt.

Invoerveldapparaten

Laten we verder gaan met een discussie over 2-draads en 3-draads invoerveldapparaten.

2-draads apparaten

De meeste 2-draads apparaten zijn passief, wat betekent dat ze geen stroom nodig hebben om te werken en eenvoudigweg een circuit kunnen openen of sluiten. Voorbeelden hiervan zijn drukknoppen, eindschakelaars en andere mechanische apparaten. We kunnen 2-draads passieve apparaten beschouwen als sinking of sourcing.

Er zijn ook actieve 2-draads apparaten die stroom nodig hebben om te werken en mogelijk polariteitsafhankelijk zijn.

3-draads apparaten

3-draads apparaten maken deel uit van de actieve apparaatfamilie en hebben stroom nodig om te kunnen werken. Voorbeelden zijn naderingssensoren en foto-elektrische schakelaars.

De draadkleuren volgen een standaard. De bruine draad wordt aangesloten op de positieve voeding, meestal +24 volt DC. De blauwe draad wordt aangesloten op de retourstroomvoorziening. De zwarte draad fungeert als signaaluitgang en levert input aan een ander apparaat, zoals een PLC-ingangsmodule.

Actieve 3-draads apparaten zijn ofwel aan het zinken ofwel aan het sourcen.

Het is essentieel om te verifiëren dat 3-draads apparaten compatibel zijn met de beoogde ingangsmodules.

Een 3-draads sourcing-sensor, ook wel PNP-sensor genoemd, moet worden aangesloten op een zinkende ingangsmodule. Een 3-draads zinkende sensor, ook wel NPN-sensor genoemd, moet worden aangesloten op een sourcing-ingangsmodule.

Veel PLC-probleemoplossers maken gebruik van de LED-indicatoren van de ingangsmodule. Dat gezegd hebbende, is het essentieel om te begrijpen wat de LED-indicatoren u vertellen en hoe ze misleidend kunnen zijn.

LED's gebruiken voor probleemoplossing

Laten we beginnen met een sourcing-sensor die is aangesloten op ingang 0 op een zinkende ingangsmodule. We gebruiken de digitale ingangsmodule AB 1756-IB16 als voorbeeld.

Elk ingangscircuit heeft een bijbehorende ST-LED die bedoeld is om de ingangsstatus aan te geven.

Als LED 0 brandt, betekent dit dat het broninvoerapparaat +24 volt levert aan ingang 0-terminal van de module. De module interpreteert deze spanning als een logische “1” en gebruikt deze om binnen het PLC-programma te werken.

Als LED 0 uit is, wordt vaak aangenomen dat het broninvoerapparaat 0 volt levert aan ingangsterminal 0 van de module, wat het PLC-programma zal interpreteren als een logische “0”. We begrijpen echter allemaal wat 'aannemen' betekent.

We zeiden eerder dat de LED-indicatoren misleidend kunnen zijn. Waarom is dat? Welnu, de LED brandt mogelijk, maar de aanwezige spanning is mogelijk niet wat u verwacht. Hetzelfde kan worden gezegd als de LED UIT is.

De enige manier om er zeker van te zijn, is door de spanning op de aansluiting van de ingangsmodule te meten.

Volgens de 1756-IB16 ingangsspecificaties zal elke ingangsspanning boven de drempel van 10 volt door de module als AAN worden gedetecteerd. Een ingang van 15 volt wordt in het PLC-programma geïnterpreteerd als een logische “1”. Dit kan echter wijzen op problemen met het veldapparaat, de bedrading of mogelijke corrosie.

Een ingang onder de 5 volt wordt door de module als UIT herkend. Hoe is het mogelijk dat de spanning op de module-ingang bijna 5 volt bedraagt als de sourcing-sensor uit staat?

Een sourcing-sensor wordt uitgeschakeld door een interne halfgeleiderschakelaar te openen, niet door deze te aarden. De module-ingang is zwevend, waardoor deze gevoelig is voor spanningen veroorzaakt door normale sensorlekstroom.

Zinkende sensoren met PLC-ingangen

Oké, laten we het nu hebben over een minder gebruikte combinatie van een zinkende sensor aangesloten op een sourcing-invoermodule. We gebruiken de digitale ingangsmodule AB 1756-IV16 als voorbeeld.

Als LED 0 brandt, geeft dit aan dat het zinkende invoerapparaat 0 volt of aarde levert aan de ingang 0-terminal van de module.

De module interpreteert dit als een logische “1” en gebruikt deze om binnen het PLC-programma te werken.

Als LED 0 uit is, is de uitgang van het zinkende invoerapparaat feitelijk open, waardoor de invoermodule zweeft, wat het PLC-programma zal interpreteren als een logische “0”.

Als u besluit de ingangsspanningen voor de AAN- en UIT-LED-statussen te meten, laat u dan niet misleiden. Ze zijn het tegenovergestelde van de combinatie van sourcing-sensor en zinkende PLC-ingang die we eerder bespraken. Als de LED aan is, zal de ingangsspanning bijna 0 zijn. Als deze uit is, zal de ingangsspanning ongeveer +24 volt zijn.

Volgens de 1756-IV16-ingangsspecificaties wordt een ingangsspanning van meer dan 5 volt niet langer als AAN beschouwd en als UIT herkend.

Hoe kan een ingangsspanning boven de 5 volt stijgen als deze via de zinkende sensor op nul lijkt te zijn geaard? Het wordt vaak veroorzaakt door problemen met hoge weerstand, zoals corrosie op aardverbindingspunten of zeer lange aardkabels.

Afronding

Dit is een goede plek om af te ronden.

Zoals we eerder zeiden, wordt het merendeel van de PLC-fouten veroorzaakt door veldapparatuur, I/O-bedrading en soms de module. De PLC-software zelf is zelden de schuldige. LED-indicatoren zijn ongetwijfeld nuttig, maar het meten van de werkelijke ingangsspanning is de enige betrouwbare manier om te bevestigen wat er gebeurt.

Als u de sinking- en sourcing-ingangen en de verwachte spanningsbereiken op modules begrijpt, kunt u een heel eind komen op uw probleemoplossingstraject.