10 consigli pratici essenziali per il PLC
10 consigli pratici essenziali per il PLC
Nelle applicazioni PLC quotidiane, padroneggiare questi suggerimenti pratici può migliorare l'efficienza e l'efficacia. Ecco dieci tecniche chiave da tenere a mente:
1. Problemi di messa a terra
I sistemi PLC hanno severi requisiti di messa a terra. Si consiglia un sistema di messa a terra dedicato e indipendente e tutte le apparecchiature correlate devono essere adeguatamente messe a terra. Il collegamento di più punti di messa a terra del circuito può causare correnti impreviste, con conseguenti errori logici o danni al circuito. Ciò si verifica spesso quando i punti di messa a terra sono fisicamente separati e collegati tramite cavi di comunicazione o sensori. I sistemi PLC in genere utilizzano la messa a terra a punto singolo. Per migliorare la resistenza alle interferenze di modo comune, è possibile utilizzare la tecnologia di terra flottante schermata per i segnali analogici. Ciò comporta la messa a terra a punto singolo della schermatura del cavo di segnale e il circuito di segnale flottante, con una resistenza di isolamento da terra non inferiore a 50 MΩ.
2. Gestire le interferenze
Gli ambienti industriali sono soggetti a interferenze ad alta e bassa frequenza, spesso introdotte attraverso cavi collegati alle apparecchiature in loco. Oltre ad una corretta messa a terra, è necessario adottare le seguenti misure anti-interferenza nella progettazione, selezione e installazione dei cavi:
Per i segnali analogici utilizzare cavi a doppia schermatura.
Per i segnali a impulsi ad alta velocità, utilizzare cavi schermati per prevenire interferenze esterne ed evitare interferenze con segnali di basso livello.
Per i cavi di comunicazione PLC, si consigliano i cavi forniti dal produttore. Nelle applicazioni meno critiche è possibile utilizzare cavi schermati a doppino intrecciato.
Non instradare le linee del segnale analogico, le linee del segnale CC e le linee del segnale CA nello stesso condotto.
I cavi schermati in entrata o in uscita dagli armadi di controllo devono essere collegati direttamente a terra alle apparecchiature senza passare attraverso i terminali.
I segnali CA, i segnali CC e i segnali analogici non devono condividere lo stesso cavo. I cavi di alimentazione devono essere instradati separatamente dai cavi di segnale.
Per risolvere le interferenze in loco, utilizzare cavi schermati per le linee interessate e reinstallarli. In alternativa, aggiungere al programma il codice di filtraggio anti-interferenza.
3. Eliminazione della capacità da linea a linea per prevenire malfunzionamenti
La capacità esiste tra i conduttori di qualsiasi cavo. Anche i cavi qualificati hanno un certo intervallo di capacità. Tuttavia, quando la lunghezza del cavo supera i limiti consigliati, la capacità da linea a linea può causare malfunzionamenti del PLC. Ciò potrebbe provocare fenomeni inspiegabili, come un cablaggio corretto ma nessuna risposta degli ingressi del PLC oppure interferenze tra gli ingressi del PLC. Per risolvere questo problema:
Utilizzare cavi con nuclei intrecciati.
Ridurre al minimo la lunghezza del cavo.
Ingressi interferenti separati con cavi dedicati.
Utilizzare cavi schermati.
4. Selezione dei moduli di uscita
I moduli di uscita sono disponibili nei tipi a transistor, triac e relè:
I moduli di tipo transistor offrono la velocità di commutazione più elevata (tipicamente 0,2 ms) ma hanno la capacità di carico più bassa (0,2 - 0,3 A, 24 V CC). Sono adatti per dispositivi a commutazione rapida e relativi al segnale e vengono comunemente utilizzati con convertitori di frequenza e dispositivi CC. Notare l'impatto della corrente di dispersione dei transistor sui carichi.
I moduli di tipo Triac sono senza contatto e adatti a carichi CA ma hanno una capacità di carico limitata.
I moduli di tipo relè supportano carichi CA e CC e hanno un'elevata capacità di carico. Solitamente rappresentano la prima scelta per il controllo convenzionale, ma hanno una velocità di commutazione più lenta (circa 10 ms), che li rende inadatti per applicazioni ad alta frequenza.
5. Gestione della sovratensione e della sovracorrente dell'inverter
Quando si riduce la velocità abbassando il valore impostato, il motore potrebbe entrare in modalità di frenatura rigenerativa. L'energia restituita all'inverter aumenta la tensione attraverso il condensatore del filtro, attivando potenzialmente la protezione da sovratensione. Per risolvere questo problema, aggiungere un resistore di frenatura esterno per dissipare l'energia rigenerativa.
Quando un inverter aziona più piccoli motori, un guasto da sovracorrente in un motore può far scattare l'inverter, arrestando tutti i motori collegati. Per evitare ciò, installare un trasformatore di isolamento 1:1 sul lato di uscita dell'inverter. Ciò garantisce che le correnti di guasto siano confinate al trasformatore, proteggendo l'inverter da eventuali scatti.
6. Etichettatura di ingressi e uscite per una facile manutenzione
I PLC controllano sistemi complessi con numerosi terminali relè di ingresso e uscita, spie luminose e numerazione PLC. Per semplificare la risoluzione dei problemi:
Creare una tabella in base allo schema elettrico e posizionarla sul pannello di controllo o sull'armadio dell'apparecchiatura. Elencare il numero di ciascun terminale di ingresso e uscita del PLC insieme ai corrispondenti simboli elettrici e nomi cinesi.
Per coloro che non hanno familiarità con il processo operativo o i diagrammi ladder, sviluppare una tabella delle funzioni logiche di ingresso-uscita del PLC. Questa tabella delinea le relazioni logiche tra i circuiti di ingresso e di uscita durante il funzionamento.
7. Diagnosi dei guasti utilizzando la logica del programma
Data l'ampia varietà di PLC disponibili, le istruzioni in diagramma ladder per i PLC di fascia bassa sono generalmente simili. Nei PLC di fascia alta come l'S7-300 molti programmi sono scritti in testo strutturato. I diagrammi ladder pratici dovrebbero includere annotazioni di simboli cinesi per una più facile comprensione. Quando si analizzano i guasti elettrici, viene comunemente utilizzato il metodo di ricerca inversa. Partendo dal punto di guasto, individuare il corrispondente relè di uscita del PLC e risalire alle relazioni logiche necessarie per la sua attivazione. L'esperienza dimostra che l'identificazione di un problema in genere risolve il guasto, poiché più guasti simultanei sono rari.
8. Giudicare gli errori del PLC
I PLC sono altamente affidabili con un basso tasso di guasto. Guasti hardware come danni al PLC o alla CPU o errori software sono quasi inesistenti. È improbabile che i punti di ingresso del PLC si guastino a meno che non siano soggetti a interferenze ad alta tensione. Allo stesso modo, i contatti dei relè di uscita del PLC hanno una lunga durata a meno che non siano sovraccaricati a causa di cortocircuiti del carico periferico o difetti di progettazione. Durante la risoluzione dei problemi elettrici, concentrarsi sui componenti elettrici periferici anziché sospettare problemi hardware o software del PLC. Questo approccio è fondamentale per riparazioni rapide e per ridurre al minimo i tempi di fermo della produzione.
9. Utilizzo completo delle risorse software e hardware
I comandi non coinvolti nel loop di controllo o attivati prima del loop possono essere esclusi dal PLC.
Quando più comandi controllano una singola attività, possono essere collegati in parallelo esternamente prima di essere collegati a un punto di ingresso.
Utilizza componenti software interni del PLC e stati intermedi per garantire l'integrità e la continuità del programma, semplificando lo sviluppo e riducendo i costi dell'hardware.
Ove possibile, mantenere ciascuna uscita separata per facilitare il controllo e l'ispezione e per proteggere gli altri circuiti di uscita. Un guasto in un punto di uscita influenzerà solo il circuito di uscita corrispondente.
Per le uscite che controllano i carichi bidirezionali, implementare l'interblocco sia nel programma PLC che esternamente per impedire il movimento bidirezionale del carico.
Gli arresti di emergenza per i PLC dovrebbero utilizzare interruttori esterni per garantire la sicurezza.
10. Altre precauzioni
Non collegare mai le linee di alimentazione CA ai terminali di ingresso del PLC per evitare di danneggiare il PLC.
I terminali di messa a terra devono essere collegati a terra in modo indipendente, non collegati in serie con altre apparecchiature. Il filo di terra deve avere una sezione trasversale non inferiore a 2 mm².
Gli alimentatori ausiliari hanno una capacità limitata e possono alimentare solo dispositivi a bassa potenza come i sensori fotoelettrici.
Alcuni PLC hanno un certo numero di terminali di indirizzo inutilizzati. Non collegare i cavi a questi.
Se non è presente alcun dispositivo di protezione nel circuito di uscita del PLC, includere fusibili o altri dispositivi di protezione nel circuito esterno per evitare che i cortocircuiti del carico danneggino il sistema.