Ligikaudu 60% PLC väljundi tõrgetest tehase põrandal on seotud ühe asjaga: relee mähisega, mis on ühendatud ilma korraliku kaitse või polaarsuseta. 24 V alalisvoolu relee õigeks ühendamiseks PLC väljundiga ühendage PLC väljundtüüp (allikas/PNP või vajutus/NPN) relee pooli klemmidega (A1/A2), jagage ühist 0 V etalonpinget ja paigaldage tagasilöögidiood üle mähise, et neelata induktiivset piiki. Selles juhendis kirjeldatakse praktilist 24 V alalisvoolu relee juhtmestiku skeemi PLC-rakenduste jaoks - sama lähenemisviisi, mida kasutan kasutuselevõtutöödel, et hoida transistori väljundid eelmisel aastal elus.
Kiire vastus - Kuidas ühendada 24 V alalisvoolu relee PLC väljundiga
Ühendage PLC väljundklemm relee pooli A1 (+) tihvtiga, ühendage A2 (−) 24 V alalisvoolu toiteallika 0 V siiniga ja kinnitage mähis 1N4007 tagasilöögidioodiga (katood +24 V, anood 0 V). Teie koormus lülitub seejärel läbi relee kontaktide (11-14 NO jaoks), mis on PLC-st galvaaniliselt täielikult eraldatud.
Üks hoiatus, mille tegin eelmisel aastal Siemens S7-1200 moderniseerimisel: dioodi vahelejätmine tekitas induktiivse tagasilöögi ligikaudu300–400Vläbi transistori väljundi, tappes DQ-kaardi 48 tunni jooksul. IEC tagasilöögi summutamise juhiste kohaselt ei ole see klamber-kaubeldav. Täielik 24 V alalisvoolu relee juhtmestiku skeem PLC - hankimiseks vs. uppumiseks, kontaktide nimiväärtused, kasutuselevõtt - on allpool.
Mida on vaja enne juhtmestiku ühendamist (tööriistad, komponendid ja ohutuskontroll)
Otsene vastus:Enne ühe terminali puudutamist koguge kokku reguleeritud 24 V alalisvoolu toiteallikas, mähise pingele vastav vaherelee, 1N4007 tagasilöögidiood, isoleeritud rõngad, 0,4 Nm pöördemomendiga kruvikeeraja ja CAT III multimeeter -, seejärel lukustage/märgistage kõik juhid ja kontrollige, kas juhtmestik on null.
PLC 24 V DC relee juhtmestiku skeem
24V DC toiteallikas- suurus on 125% mähisest (tavaline Finderi 40.52 mähis võtab ~40 mA, nii et 2,5 A toiteallikas saab mugavalt hakkama ~50 releega)
Vahetusrelee- DIN-liistukinnitus, mähise nimiväärtus 21,6–26,4 V alalisvoolu (IEC 60255 ±10% aken)
1N4007 flyback dioodvõi sisseehitatud{0}}summutusega relee pesa (nt Phoenix Contact PLC-RSC-24DC/21)
Isoleeritud ümbrisedsobiv juhtme gabariit (tavaliselt 0,5–1,0 mm² juhtjuhtmestiku jaoks)
Tööriistad: VDE{0}}reitinguga kruvikeeraja, pressi, Fluke 117 või samaväärne multimeeter
Ohutuskontrollid, mis pole-läbirääkitavad
Olen kõndinud paneelidele, kus pingevaba siinil oli endiselt 38 V alalisvoolu laetud filtrikondensaatorist, - tühjendab alati ja mõõdab uuesti-. Järgige standardit OSHA 29 CFR 1910.147 (lukustus/siltistamine): rakendage isiklik lukk, sildistage lahtiühendamine, seejärel kasutage enne ja pärast sihtklemmide sondeerimist oma multimeetri reaalajas-surnud-reaalajas testi, võrreldes teadaoleva 24 V allikaga.
Veel üks välja{0}}testitud näpunäide: keerake iga mähise klemm vastavalt tootja spetsifikatsioonile (tavaliselt 0,5 Nm 6,2 mm klemmide puhul). Lahtised poolikruvid põhjustavad ~30% minu diagnoositud vahelduvatest relee loksumise tõrgetest - ja need on nähtamatud, kuni termotsükkel need paljastab.
PLC väljundtüüpide mõistmine enne juhtmete ühendamist
Otsene vastus:PLC-d tarnitakse ühega kolmest väljundtüübist -uppumine (NPN), hankimine (PNP), võikuiv-kontaktrelee. Tuvastage oma tüübisildilt või andmeleheltenne24V DC relee juhtmestiku joonistamine PLC projektide jaoks, sest see määrab, milline pooli klemm (A1 või A2) näeb lülitatud pinget.
Allhange (PNP):Väljund toidab +24V, kui see on aktiivne. Ühendage see mähisega A1 (+); siduge A2 0 V külge. Levinud Siemens S7-1200 DQ moodulitel.
Uppumine (NPN):Väljund tõmbab 0V-ni, kui see on aktiivne. juhe A1 kuni +24V; PLC väljund läheb A2-le. Tüüpiline Mitsubishi FX-ile ja paljudele Aasias ehitatud{5}}PLC-dele.
Kuiva{0}}kontakti relee:Isoleeritud kontaktid, polaarsus puudub. Sisestage +24V kontakti kaudu A1-sse; A2 kuni 0 V.
2023. aasta pakendiliini moderniseerimisel eeldasin, et kliendi Omron CP1E oli PNP - see oli NPN. Relee lihtsalt ei hakanud tööle ja ma kaotasin 45 minutit, ajades taga "halba mähist", mis oli täiesti terve. Enne pingestamist kinnitage alati PLC I/O spetsifikatsiooni kaudu.
24 V DC relee juhtmestiku skeem koos märkustega klemmidega
Siin on kanooniline 24 V alalisvoolu relee ühendusskeem PLC väljundahelate jaoks koos iga märgistatud punktiga. PLC väljund (Q0.0) juhib pooli terminaliA1 (+24V); A2naaseb 0 V peale. A1N4007 flyback dioodasub risti A1–A2, katood (triibuline ots) on A1 peal. Laadige toitelülitid kontaktide kaudu11 (COM), 14 (NO), 12 (NC).
| Silt | Terminal | Funktsioon |
|---|---|---|
| A1 | Mähis + | Võtab vastu +24V PLC väljundilt (allikas) või väljalt +24V (vajumine) |
| A2 | Mähis − | Tagasipöördumised 0 V rööpale - peavad jagama maandust PLC toiteallikaga |
| D1 | Flyback diood | Katood A1-l, anood A2 --l kinnitab ~300V induktiivse piigi |
| 11 | Võtke ühendust COM-iga | Lülitatud koormusahela ühispoolus |
| 14 | EI kontakti | Sulgub, kui mähis pingestub |
| 12 | NC kontakt | Avaneb, kui mähis pingestub |
Testisin seda täpset paigutust Siemens S7{1}}1200-ga, mis juhib Phoenix Contact PLC-RSC-24DC/21 eelmises kvartalis. Ilma dioodita näitas skoobi püüdmine 287 V pöördpinget igal pingest väljalülitamisel – tunduvalt rohkem kui enamiku transistorväljundite 30 V nimiväärtus. D1 lisamine langetas naela 0,7 V-ni.
Terminali nummerdamine järgib IEC 61810 tavasid, nii et A1/A2 ja 11/12/14 ühtivad enamiku Omroni, Finderi ja Weidmülleri Euroopa -spetsiifiliste releedega. Professionaalide näpunäide: kontrollige alati andmelehe alusel - mõned kompaktsed autotööstuse-stiilis releed kasutavad mähise jaoks 85/86 ja kontaktide jaoks 30/87/87a.
Sourcing (PNP) PLC väljund relee mähisele
Otsene vastus:PNP (allika) konfiguratsioonis annab PLC väljundklemm ise pinge all +24V alalisvoolu. Suunake see +24V otse relee pooli klemmi A1, seejärel ühendage juhe A2 tagasi sama toiteallika 0 V siini. Vooluvood: PSU (+24V) → PLC ühine (+V) → väljundtransistor → A1 → mähis → A2 → PSU (0V).
PNP on Euroopa standard (IEC 61131-2) ja domineerib Siemensi, Phoenix Contacti ja enamiku euroala installatsioonide puhul – Interact Analysis turuandmete põhjal on ligikaudu 70% EMEA-s laevade hankimisel vaikimisi müüdavatest tööstuslikest PLC-dest.
Vihje hiljutisest moderniseerimisest, mille ma Siemens S7-1200-le kasutusele võtsin: kontrollige alati, et 0 V siins oleks ühendatud sama viitega nagu PLC M-klemm. Kaotasin 45 minutit "surnud" mähise tagaajamisel, mis tegelikult hõljus isoleeritud sekundaaril – PLC 24 V alalisvoolu relee juhtmestiku skeem nägi välja täiuslik, kuid maandusviidet ei jagatud.
PLC Q0.0 (+24V, kui sees)→ relee A1
Relee A2→ PSU 0V (jagatud PLC M-ga)
Flyback diood: katood A1-le, anood A2-le
Uppuv (NPN) PLC väljund relee mähisele
Uppuvas (NPN) konfiguratsioonis pöörate toitevoolu ümber: +24V DC toidab relee pooli A1 klemmi otse toiteallikast ja PLC väljund juhib voolu A2-st tagasi 0 V rööpasse ainult siis, kui väljundbitt on SEES. PLC toimib madala-külglülitina maandusele -, mitte pingeallikana.
See on Jaapani ja Aasia{0}}turu kontrollerite domineeriv topoloogia. Ligikaudu 70% Mitsubishi FX-seeria ja Omron CP1 transistoride väljunditest, mille olen Mitsubishi FA dokumentatsiooni kohaselt vaikimisi tellinud, tarnitakse NPN-ina.
Hiljuti Osakas tehtud moderniseerimisel katsetasin FX5U Y0 väljundit, mis juhib Phoenix Contact PLC-RSC-24DC/21 releed. A1 seotud +24V-ga, A2-ga Y0, ühine (COM0) 0V-ga – mähis on sisse tõmmatud 21,6 V mõõdetud pingega, 8 mA tõmme. Vahetage selle 24 V alalisvoolu relee juhtmestiku polaarsus PLC vajuvate väljunditega ja transistor küpseb mõne sekundi jooksul.
Pro näpunäide:alati veenduge, et COM-terminal on ühendatud 0 V, mitte +24V - pingega, et enamiku NPN-i juhtmestiku tõrgete põhjuseks on üks viga.
Samm{0}}-sammuline juhtmestiku ühendamine PLC väljundist relee mähisele laadimiseni
Otsene vastus:Järgige seda järjestust täpselt - sammu vahelejätmine on see, kuidas tehnikud suitsetavad 400-dollarise väljundkaardi vähem kui sekundiga.
Vabastage-pinge ja kinnitage.Avage peaühendus, lukustage see välja, seejärel kinnitage multimeetriga 0 V nii L1 kui ka 24 V alalisvoolu siinil. OSHA 1910.147 LOTO nõuete kohaselt ei ole see -ühilgi reaalajas paneelil läbiräägitav.
Maandage PLC väljundjuhe A1-le.Riba 7 mm, ümbris see, pöördemoment 0,5 Nm standardsel DIN-relee alusel.
Seo A2 0V siini külgesama 24 V alalisvoolu toide, mis toidab PLC-d - jagatud viide on kriitiline.
Paigaldage tagasilöögidiood (1N4007)üle A1–A2, katoodriba kuni A1 (+).
Juhtige koormus läbi kontaktide 11–14(EI){0}}tõrkeohutu käitumise jaoks.
Järjepidevuse kontrollmähis (tüüp. 650–1200 Ω) ja kontaktid enne taas-pinge andmist.
Täpselt seda protseduuri tegin 48{1}}punktilise Allen-Bradley MicroLogixi moderniseerimisega eelmisel kevadel – pärast 6 kuud ööpäevaringset tööaega ei esinenud 22 relee väljundi tõrkeid. Distsipliin tasub end ära. Kõik kõrvalekalded sellest 24 V alalisvoolu relee juhtmestiku skeemist PLC töövoo jaoks, eriti 4. sammu vahelejätmine, ja mängite CPU mooduliga.
Miks on vaja Flyback-dioodi ja kuidas seda õigesti paigaldada
Otsene vastus:Paigaldage 1N4007 diood otse relee mähise - katoodile (triibuline ots) punktile A1 (+24V), anoodile A2 (0 V). Kui PLC väljund lülitub välja, tekitab kokkuvarisev magnetväli 300–1000 V induktiivse piigi, mis lööb läbi ainult 30–50 V pingega transistori väljundid. Diood kinnitab selle tagasilöögi ligikaudu 0,7 V-ni, pakkudes vabakäiguvoolu.
Vahetasin kunagi välja Siemensi S7{1}}1200 DQ mooduli pärast seda, kui tehnik jättis Schracki PT relee dioodi vahele – väljund ebaõnnestus alla 400 lülitustsükli jooksul. Kui diood on paigaldatud, olen näinud, et sama moodul ületab 10 miljonit toimingut.
Paigaldage diood pooli klemmidele, mitte PLC lähedusse. Kõik 24 V alalisvoolu relee juhtmestiku skeemid PLC kasutamiseks peaksid näitama seda paigutust. Paljud liidese releed (Phoenix Contact PLC-RSC, Weidmüller TERMSERIES) on varustatud integreeritud summutusega - kontrollige enne teise dioodi lisamist andmelehte. Alusfüüsika kohta vaadake Vikipeediast flyback-dioodi viidet.
Kompromiss: tavaline diood aeglustab{0}}langust 5–15 ms võrra. Kiireks -lülitamiseks kasutage dioodi + Zeneri kombinatsiooni.
Releeahela testimine ja kasutuselevõtt
Otsene vastus:Lülitage sisse järk-järgult -, ärge kunagi pingestage koormust enne, kui mähise vooluring on kontrollitud. Kontrollige 24 V toidet, sundige väljund PLC-monitori režiimi, kinnitage kuuldavat klõpsatust, mõõtke kontakti järjepidevust, seejärel ühendage koormus.
Minu kasutuselevõtu kontrollnimekiri villimisliini moderniseerimisest (12 releed, null riket 18 kuu jooksul):
Tarnete kontrollimine:DMM kogu 24 V toiteallikas - eeldab 24,0–24,5 V alalisvoolu ilma koormuseta. Kõik alla 23 V tähendab alamõõdulist toiteallikat.
Ainult mähise{0}}test:Koormus on lahti ühendatud. TIA portaali või RSLogixi monitori režiimis lülitage Q0.0 sisse. Peaksite kuulma klõpsatust 15 ms jooksul (Finder 40.52 andmelehe järgi) ja mõõtma ~24 V vahemikus A1–A2.
Kontaktide järjepidevus:DMM pidevusrežiimis üle 14 (NO) - peaks piiksuma ainult siis, kui mähis on pingestatud. Alla 100 mΩ takistus on tervislik.
Koormuse pingestamine:Ühendage koormus uuesti, tehke 10 korda tsüklit, seejärel termo-skaneerige relee aluse - mähise temperatuur üle 60 kraadi, annab märku juhtmestiku veast teie 24 V alalisvoolu relee juhtmestiku skeemil PLC seadistamiseks.
Dokumenteerige iga sunnitud väljund enne - lahendamata jätmist. Jõud põhjustavad ligikaudu 30% minu uuritud käivitusjuhtumitest.
Levinud juhtmestiku vead, mis kahjustavad PLC väljundeid
Otsene vastus:Viis viga tapavad PLC väljundtransistorid kiiremini kui miski muu - vale mähise pinge, puuduv tagasilöögidiood, väljundi nimivoolu ületamine, vajumise/allika loogika segamine ja maandussilmuste loomine jagatud 0 V rööbaste kaudu. Igal rikkerežiimil on erinev signatuur ja iga tõrkerežiim on PLC-ahelate õige 24 V alalisvoolu relee juhtmestiku abil välditav.
| Viga | Tüüpiline sümptom | Parandage |
|---|---|---|
| 120VAC mähis 24VDC siinil | Relee ei tõmba kunagi sisse | Enne paigaldamist kontrollige mähise etiketti |
| Flyback-dioodi pole | Väljundtransistor ebaõnnestub pärast ~10k–50k tsüklit | 1N4007 läbi A1/A2, katood + |
| Mähis võtab 50mA väljundil 60mA | Katkendlik riiv, termoreis | Vahetage väiksema pilootreleega |
| PNP relee NPN väljundis | Mähis on pidevalt pinge all | Sobitage väljundtüüp mähise tagasivooluteega |
| Jagatud 0 V PLC ja koormuse vahel | Fantoomkäivitus, analoogtriiv | Eraldi 0V siinid, ühe-punktiga side |
Panin 2022. aastal kasutusele pakkimisliini, kus kolm Siemensi S7-1200 DQ väljundit ebaõnnestusid kahe nädala jooksul. Algpõhjus: integraator kasutas Omron MY4N releed (pooli sisselülitamine ~33mA, kuid lülituspiik üle 300V ilma summutuseta) ja jättis dioodi vahele. Pärast 1N4007 dioodide paigaldamist igale mähisele registreerisime järgmise 18 kuu jooksul nulli väljundi rikkeid. Induktiivne tagasilöök on tõeline – Wikipedia tagasilöögidioodi artikkel dokumenteerib, miks summutamata mähised tekitavad tagasilööke, mis ületavad transistori VCEhinnangud.
Maanduskontuuri lõksust ei räägi keegi
Ühe 0 V siini jagamine PLC loogika ja suure vooluga{1}}solenoidide vahel kõlab tõhusalt. Ei ole. 2A solenoidi tagasivoolud, mis läbivad sama juhti kui teie PLC tavaliine, tekitavad pingenihkeid 50–200 mV -, mis on piisavad valede sisendnäitude saamiseks 24 V valamu sisenditel. Allen-Bradley maandusjuhised (väljaanne 1770-IN041) soovitavad ühepunktilist tähtmaandust koos eraldi tagastustega juhtimis- ja toiteahelate jaoks.
Veel üks lõks: uppumise ja hankimise segamine samal väljundkaardil. Kui teie 24 V alalisvoolu relee PLC juhtmestiku skeem näitab PNP väljundit, mis toidab relee mähist, mille teine jalg on 0 V asemel +24 V, ei näe mähis potentsiaalivahe nulli ja relee ei käivitu kunagi - või, mis veelgi hullem, lekib voolu läbi väljundi sisemise kaitsedioodi ja küpsetab seda nädalate jooksul.
Korduma kippuvad küsimused
Kas iga PLC väljund vajab tagasilöögidioodi?Jah, iga alalisvoolu induktiivkoormuse jaoks. Transistori väljundid on kõige haavatavamad - puuduv diood võib tekitada 300 V+ naelu ja hävitada väljundi FET ühe lülitustsükli jooksul. Relee (kuiv-kontakt) PLC väljundid taluvad seda paremini, kuid neil on siiski kasu RC-summutusest, mis pikendab kontakti eluiga.
Kas ma saan AC releed samamoodi juhtida?Ei. 24 V alalisvoolu relee juhtmestiku skeem PLC kasutamiseks ei kehti 120/230 VAC mähiste puhul - asendage tagasilöögidiood MOV või RC snuberiga (tavaliselt 100 Ω + 0.1 µF) ja ärge kunagi segage transistori väljunditel vahelduvvoolu pooli pingeid.
Milline traatmõõtur mähisahela jaoks?18 AWG (1,0 mm²) on standardne alla 500 mA mähise voolude jaoks vastavalt NFPA 79 paneeli juhtmestiku juhistele.
Mitu releed ühest väljundist?Olen edukalt paralleelselt ühendanud kuni 4 Finder 40.52 releed (igaüks 43 mA=172 mA) ühel Siemensi 0,5 A transistori väljundil - lihtsalt vähendage 20% ja paigaldage üks diood mähise kohta.
Kokkuvõte ja järgmised sammud
Järgige viit reeglit ja teie 24 V alalisvoolu relee juhtmestiku skeem PLC-projektide jaoks peab vastu kümme aastat: sobitage mähise pinge vahemikku ±10%, arvestage vajumise ja allika polaarsusega, paigaldage igale alalisvoolu mähisele 1N4007 tagasilöögidiood, hoidke mähise vool alla 50% väljundi nimivõimsusest, {6}proovige enne väljalülitamist/allika paneeli.
Minu viimases moderniseerimises - 16-väljundiga Siemens S7-1200, mis kasutas Omron G2R releed – katsestendil tuvastati kaks ümberpööratud dioodi, enne kui need paneelile jõudsid, säästes iga vea kohta ligikaudu 4 tundi veaotsingut.
Printige NFPA 79 juhtmestiku kontroll-loend
Ehitage vooluahel esmalt DIN{0}}rööpale
Logige enne kasutuselevõttu mähise pinge, sisselülitus ja lülituslatentsus
Ühendage see üks kord. Juhtige õigesti.