PLC жүйелеріндегі сандық және аналогтық енгізу/шығару: әрбір инженер білуі керек нәрселер

Ішінде PLC жүйесіs, дискретті енгізу/шығару күй мен басқару үшін екілік, қосу/өшіру сигналдарын өңдейді, соның ішінде қатысуды анықтау, іске қосу, тоқтату және дабылдарды іске қосу. Сонымен қатар, аналогтық енгізу/шығару үздіксіз өлшеу және процесс айнымалыларын пропорционалды басқару үшін қолданылады. 

Сандық және аналогтық енгізу/шығару немесе енгізу/шығару PLC құрылғысының қоршаған ортамен қалай байланысатынын анықтайды. Бұл дегеніміз, оның бөлінуі PLC енгізу/шығару модулі бірнеше секунд ішінде бүкіл құрастыру желісін істен шығаруы мүмкін. Сондықтан уақытында ауыстыруды алу өте маңызды.

Көптеген PLC төрт түрлі сигнал түрін пайдаланады, оларға DI, DO, AI және AO кіреді. Арасындағы айырмашылықты білу сандық және аналогтық енгізу/шығару сізге дұрыс модульді таңдауға және оны бірден дұрыс қосуға көмектеседі.

Бұл нұсқаулық әрбір енгізу/шығару түрін анық түсіндіреді. Онда сигналды таңдау, сымдарды орнатудағы жиі кездесетін қателіктер және ауыстыру модульдерін қалай тез алу керектігі қарастырылады.

Төрт енгізу/шығару түрі қандай?

Әрбір PLC кіріс және шығыс сигналдары арқылы процесті басқарады. Сіз пайдаланатын сигнал түрі толығымен өріс құрылғысының не істейтініне байланысты.

Төменде енгізу/шығарудың төрт түрі берілген:

Сандық енгізу (DI)

DI сигналының тек екі күйі бар: ҚОСУ немесе ӨШІРУ. Ол өріс құрылғыларынан екілік шарттарды оқиды.

• Әдеттегі құрылғылар: түймелерді басу, шектеу қосқыштары, жақындық сенсорлары, Электронды аялдамалар.
• Жалпы кернеу: 24 VDC (көптеген өнеркәсіптік орындар); сондай-ақ 120 VAC және 5 VDC TTL.
• Мысалробот цикл жасамас бұрын конвейер қақпасының ашық немесе жабық екенін анықтау.

Сіздің сандық енгізу модулі сенсордың логикалық түріне, мысалы, PNP (ресурс) немесе NPN (батып кету) сәйкес келуі керек. Олардың сәйкес келмеуі - DI тізбектері үшін ең көп таралған сым қателігі.

Сандық шығыс (DO)

DO сигналы жүктемені толығымен ҚОСУ немесе толығымен ӨШІРУ сигналын береді. Ол шығысты модуляцияламайды немесе өзгертпейді.

• Әдеттегі құрылғылар: электромагниттік клапандар, релелік катушкалар, индикатор шамдары, қозғалтқышты іске қосу контакторлары.
• Шығыс түрлері: реле (айнымалы немесе тұрақты ток жүктемелерін өңдейді), транзистор (жылдам тұрақты ток ауыстырып-қосқыш), TRIAC (айнымалы ток жүктемелері).
• Мысал: қаптаманы тексеру пунктінде цилиндрді созу үшін пневматикалық соленоидты іске қосу.

Әрқашан модульдің арна бойынша номиналды ток шегінде болыңыз. Одан асып кету шығыс тізбегін бұзады.

Аналогтық кіріс (AI)

Жасанды интеллект сигналы үздіксіз өлшеуді жүзеге асырады; тек қосулы/өшірулі ғана емес, сонымен қатар толық диапазондағы мән.

• Әдеттегі құрылғыларқысым таратқыштар, ағын өлшегіштер, температура датчиктері (4-20 мА шығысы).
• Сигнал стандарттары: 4-20 мА (ток тізбегі) және 0-10 В (кернеу).
• Ажыратымдылық: 12 биттік (4096 қадам) немесе 16 биттік (65536 қадам) байланысты аналогтық кіріс модулі таңдалған.
• Мысал: бақылау цистернасының толтырылу деңгейі, ол 4 мА = 0%, 20 мА = 100%; PLC мәнді инженерлік блоктарға дейін масштабтайды.

Аналогтық шығыс (AO)

AO сигналы PLC-ден соңғы басқару элементіне айнымалы команда жібереді.

• Типтік құрылғылар: айнымалы жылдамдықты жетектерді (ӨФД), пропорционалды басқару клапандары, позиционерлер.
• Мысал: VFD жылдамдық анықтамалық кірісіне 13,6 мА шығару арқылы сорғыны 60% жылдамдығында жұмыс істеуге бұйрық беру.

Төмендегі кестеде барлық төрт түрдің қорытындысы келтірілген:

Сандық және аналогтық енгізу/шығаруды қалай таңдауға болады?

Арасынан таңдау сандық және аналогтық енгізу/шығару өріс құрылғыңыз екі күй арасында ауысуы керек пе немесе диапазонды өлшеуі керек пе, соны шешуді білдіреді. 

Шешім қабылдаған кезде ескеру қажет факторлар:

• Шарт екілік болған кезде сандық енгізу/шығаруды пайдаланыңыз: бар немесе жоқ, ашық немесе жабық, жұмыс істеп тұрған немесе тоқтатылған.
• Қысымды, ағынды, температураны немесе жылдамдықты өлшеу немесе басқару қажет болған кезде аналогтық енгізу/шығаруды пайдаланыңыз.
• Көптеген нақты машиналар екі түрді де бір уақытта пайдаланады. Мысалы, сандық шығыс сорғыны іске қосады, ал аналогтық шығыс оның жылдамдығын орнатады.

Allen-Bradley 1769 дәлдік аналогтық енгізу/шығару модулі

ӨндірушіАллен-Брэдли
МодельCompactLogix 1769 аналогтық енгізу/шығару модулі
Жұмыс кернеуі: 24 В тұрақты ток (диапазоны: 10,2–26,4 В тұрақты ток)
Жауап беру уақыты: 0,3 мс (кедергілік жүктеме) / 3,0 мс (сыйымдылық жүктемесі)

Өнімді қарау

4-20 мА және 0-10 В: қандай сигнал стандартын пайдалану керек?

Аналогтық енгізу/шығаруды пайдалануды шешкеннен кейін, сізге дұрыс сигнал стандартын таңдау қажет. Бұл өнеркәсіптік автоматтандырудағы ең көп таралған екі нұсқа.

Көптеген далалық сымдарды қосу үшін 4-20 мА пайдаланыңыз. Оның ток тізбегіндегі дизайны электромагниттік кедергілерге (ЭМИ) төтеп береді және үзілген сымдарды автоматты түрде анықтайды. 4 мА-дан төмен кез келген көрсеткіш сымның ақаулығын немесе таратқыштың істен шыққанын көрсетеді.

Басқару шкафтарындағы қысқа мерзімді жұмыстар үшін 0-10 В пайдаланыңыз. Сымдарды қосу оңайырақ және арзанырақ, бірақ үзілген сым 0 В деп көрсетіледі; бұл жарамды нөлдік сигналмен бірдей. Ақаулықты автоматты түрде анықтай алмайсыз.

Әрқашан сіздің аналогтық кіріс модулі‘Орнатпас бұрын кіріс диапазоны таратқыштың шығыс сипаттамасына сәйкес келеді.

Міне, критерийлердің қысқаша мазмұны:

PLC енгізу/шығару модульдеріне арналған жалпы сымдық сақтық шаралары

Дұрыс емес сымдарды орнату іске қосу кезінде енгізу/шығару модулінің істен шығуының негізгі себебі болып табылады. Жабдықты қорғау және қайталанатын тоқтап қалуды болдырмау үшін осы сақтық шараларын орындаңыз.

Жалпы ережелер

1. Кез келген терминалды қоспас немесе ажыратпас бұрын, PLC сөресін және барлық далалық құрылғыларды қуаттан ажыратыңыз.
2. Қуат көзіне қосу алдында тұрақты ток көзінің полярлығын тексеріңіз. Кері полярлық сандық енгізу модулі кіріс тізбегін бірден бұзады.
3. Кіріс кернеуінің және токтың максималды номиналды мәндерін тексеріңіз PLC IO модулі белгі. Олардан ешқашан асып кетпеңіз.
4. Әрбір сымның екі ұшын терминал нөмірлерімен белгілеңіз. Бұл болашақта ақаулықтарды жою кезінде бірнеше сағатты үнемдейді.

Сандық енгізу/шығару сымдары

1. Сымдарды жалғамас бұрын NPN немесе PNP топологиясын растаңыз. Сенсор мен модуль логикасының түріне сәйкес келмеу кіріс сигналының іске қосылуына жол бермейді.
2. Цифрлық шығыстар арқылы ауыстырылатын индуктивті жүктемелер арқылы кері диодты (тұрақты ток тізбектерін) немесе снубберді (айнымалы ток тізбектерін) орнатыңыз. Соленоидтар мен қозғалтқыштардан кернеудің күрт өзгеруі шығыс модульдерін зақымдайды.
3. Барлық DO арнасының жүктемелерінің жалпы сомасы. Қосынды модульдің номиналды үздіксіз ток шығысынан төмен екеніне көз жеткізіңіз.

Аналогтық енгізу/шығару сымдары

1. Кабель қалқанын тек басқару панелінің бүйірінен жерге қосыңыз. Екі ұшын да жерге қосу аналогтық сигналға 50/60 Гц шу шығаратын жерге қосу циклін жасайды.
2. Аналогтық кабельдерді VFD шығыс кабельдерінен және жоғары вольтты қуат сымдарынан кемінде 150 мм қашықтықта ұстаңыз.
3. Сымдарды жалғағаннан кейін калибрлеуді растаңыз. 4 мА сіздің өңдеу нөліне тең болуы керек; 20 мА сіздің өңдеу максимумына тең болуы керек.

PLC енгізу/шығару модульдерін қалай алуға болады

Дұрыс емес ауыстыру модулі уақытты босқа өткізіп, қайта іске қосуды кешіктіреді. Тапсырыс бермес бұрын осы төрт мәселені тексеріңіз:

1. Дәл бөлшек нөмірін сәйкестендіріңіз. Кіріс кернеуіндегі, арналар саны мен шина нұсқасындағы шамалы нұсқа айырмашылықтары модульді сіздің сөреңізбен физикалық немесе логикалық тұрғыдан үйлесімсіз етуі мүмкін. 
2. Сигнал түрі мен диапазонын растаңыз. Ауыстыру аналогтық кіріс модулі түпнұсқамен бірдей сигнал диапазонын (4-20 мА немесе 0-10 В) және ажыратымдылықты қолдауы керек.
3. NPN/PNP конфигурациясын тексеріңіз. Дұрыс емес логика түрін ретке келтіру сізді сол модульдегі әрбір өріс сенсорын қайта сыммен жалғауға мәжбүр етеді.
4. Микробағдарлама үйлесімділігін тексеріңіз. Кейбір ауыстырулар PLC IO модулі нұсқалары CPU микробағдарламасын жаңартуды қажет етеді. Мұны қайта іске қосу уақыт кестесіне енгізіңіз.

Қорытынды

Түсіну сандық және аналогтық енгізу/шығару жылдамырақ және сенімдірек шешімдер қабылдауға мүмкіндік береді.

Сандық сигналдар екілік коммутацияны басқарады. Аналогтық сигналдар үздіксіз айнымалыларды өлшейді және басқарады. Көптеген автоматтандырылған жүйелер екеуінің де бірге жұмыс істеуін қажет етеді.

Simply Buy Global компаниясы Еуропадағы ISO 9001 халықаралық сапа менеджменті және CE стандарттарына сәйкес келеді. Біз PLC енгізу/шығару модульдерін бүкіл әлем бойынша әуе жүктері және халықаралық курьерлік қызметтер арқылы жеткіземіз. Осылайша, жеткізу мерзімі апталардан күндерге дейін қысқарады және зауыттың қымбат тоқтап қалуының алдын алады.