PLC に関する 10 の重要な実践的なヒント
PLC に関する 10 の重要な実践的なヒント
日々の PLC アプリケーションでは、これらの実践的なヒントを習得することで、効率と有効性を高めることができます。覚えておくべき 10 の重要なテクニックを以下に示します。
1. 接地の問題
PLC システムには厳しい接地要件があります。独立した専用の接地システムを推奨し、すべての関連機器を適切に接地する必要があります。複数の回路接地点を接続すると、予期しない電流が発生し、論理エラーや回路の損傷につながる可能性があります。これは、接地点が物理的に分離されており、通信ケーブルまたはセンサーを介して接続されている場合によく発生します。PLC システムは通常、単一点接地を使用します。コモンモード干渉耐性を強化するために、シールドされたフローティング グラウンド技術をアナログ信号に使用できます。これには、信号ケーブルのシールドを一点接地し、グランドからの絶縁抵抗を 50MΩ 以上にして信号ループをフローティングすることが含まれます。
2. 干渉への対処
産業環境では高周波および低周波の干渉が発生しやすく、多くの場合、現場の機器に接続されているケーブルを通じて干渉が発生します。適切な接地に加えて、ケーブルの設計、選択、設置時に次の干渉防止対策を講じる必要があります。
アナログ信号の場合は、二重シールドケーブルを使用してください。
高速パルス信号の場合は、外部干渉を防ぎ、低レベル信号との干渉を避けるため、シールドケーブルを使用してください。
PLCの通信ケーブルはメーカー提供のケーブルを推奨します。それほど重要ではないアプリケーションでは、シールド付きツイストペア ケーブルを使用できます。
アナログ信号線、DC 信号線、AC 信号線を同一の電線管内に配線しないでください。
制御盤に出入りするシールドケーブルは、端子を通さずに機器に直接接地する必要があります。
AC 信号、DC 信号、およびアナログ信号は同じケーブルを共有しないでください。電源ケーブルは信号ケーブルとは別に配線する必要があります。
現場での干渉に対処するには、影響を受ける回線にシールド ケーブルを使用し、再取り付けします。あるいは、干渉防止フィルタリング コードをプログラムに追加します。
3. 線間容量を除去して誤動作を防止
どのケーブルの導体間にも静電容量が存在します。認定されたケーブルであっても、一定の静電容量範囲があります。ただし、ケーブルの長さが推奨制限を超えると、線間容量により PLC の誤動作が発生する可能性があります。そのため、配線は正しく行われているのにPLC入力が反応しない、PLC入力同士が干渉するなどの不可解な現象が発生する場合があります。これを解決するには:
ツイストコアのケーブルを使用してください。
ケーブルの長さを最小限に抑えます。
干渉する入力を専用ケーブルで分離します。
シールド付きケーブルを使用してください。
4. 出力モジュールの選択
出力モジュールには、トランジスタ、トライアック、リレーのタイプがあります。
トランジスタタイプのモジュールは、最速のスイッチング速度 (通常 0.2 ミリ秒) を提供しますが、負荷容量は最も低くなります (0.2 ～ 0.3 A、24 VDC)。これらは、高速スイッチングおよび信号関連のデバイスに適しており、一般に周波数コンバータおよび DC デバイスで使用されます。トランジスタの漏れ電流が負荷に与える影響に注意してください。
トライアック タイプのモジュールは非接触型で AC 負荷に適していますが、負荷容量には制限があります。
リレー タイプのモジュールは AC および DC 負荷をサポートし、高い負荷容量を備えています。これらは通常、従来の制御の最初の選択肢ですが、スイッチング速度が遅い (約 10 ms) ため、高周波アプリケーションには適していません。
5. インバータの過電圧、過電流への対処
設定値を下げて速度を下げると、モータが回生ブレーキ状態になる場合があります。インバータにフィードバックされたエネルギーによりフィルタ コンデンサの両端の電圧が上昇し、過電圧保護が作動する可能性があります。これに対処するには、外部制動抵抗器を追加して回生エネルギーを放散します。
インバータが複数の小型モータを駆動する場合、1 つのモータの過電流故障によりインバータがトリップし、接続されているすべてのモータが停止する可能性があります。これを防ぐために、インバータの出力側に1:1絶縁トランスを設置してください。これにより、故障電流が変圧器に限定され、インバータがトリップしないように保護されます。
6. メンテナンスを容易にするための入力と出力のラベル付け
PLC は、多数の入出力リレー端子、表示灯、PLC 番号付けを備えた複雑なシステムを制御します。トラブルシューティングを簡素化するには:
電気回路図に基づいてテーブルを作成し、機器の制御パネルまたはキャビネット上に配置します。各 PLC の入出力端子番号を、対応する電気記号と中国語名とともにリストします。
動作プロセスやラダー図に慣れていない人は、PLC の入出力論理関数表を作成してください。この表は、動作中の入力回路と出力回路間の論理関係を示しています。
7. プログラムロジックによる故障診断
多種多様な PLC が利用できるため、ローエンド PLC のラダー図命令は一般に類似しています。 S7 - 300 のようなハイエンド PLC の場合、多くのプログラムは構造化テキストで書かれています。実際のラダー図には、理解を容易にするために中国語の記号の注釈を含める必要があります。電気的故障を分析する場合、一般的に逆引き法が使用されます。障害点から始めて、対応する PLC 出力リレーを特定し、そのアクティブ化に必要な論理関係をトレースバックします。経験上、複数の障害が同時に発生することはまれであるため、通常は 1 つの問題を特定すると障害が解決されることがわかっています。
8. PLCの故障判定
PLC は故障率が低く、信頼性が高くなります。 PLCやCPUの破損などのハードウェア障害やソフトウェアエラーがほとんどありません。 PLC の入力ポイントは、高電圧の干渉を受けない限り、故障する可能性はほとんどありません。同様に、PLC 出力リレー接点は、周辺負荷の短絡や設計上の欠陥による過負荷が発生しない限り、長寿命です。電気的障害のトラブルシューティングを行うときは、PLC のハードウェアやソフトウェアの問題を疑うのではなく、周辺の電気コンポーネントに焦点を当ててください。このアプローチは、迅速な修理と生産のダウンタイムの最小限化にとって非常に重要です。
9. ソフトウェアおよびハードウェアリソースの最大限の活用
制御ループに関与していないコマンド、またはループ前にアクティブ化されたコマンドは、PLC から除外できます。
複数のコマンドが 1 つのタスクを制御する場合、それらのコマンドは入力ポイントにリンクされる前に外部で並列に接続できます。
PLC の内部ソフト コンポーネントと中間状態を利用してプログラムの整合性と継続性を確保し、開発を容易にし、ハードウェア コストを削減します。
可能であれば、制御と検査を容易にし、他の出力回路を保護するために、各出力を分離しておいてください。 1 つの出力点の障害は、対応する出力回路にのみ影響します。
双方向負荷を制御する出力の場合は、PLC プログラム内と外部の両方でインターロックを実装し、双方向負荷の移動を防止します。
PLC の非常停止には、安全性を確保するために外部スイッチを使用する必要があります。
10. その他の注意事項
PLC の損傷を避けるため、AC 電源ラインを PLC 入力端子に接続しないでください。
接地端子は他の機器と直列に接続せず、独立して接地する必要があります。接地線の断面積は 2mm² 以上である必要があります。
補助電源の容量は限られており、光電センサーなどの低電力デバイスにしか電力を供給できません。
PLC によっては、未使用のアドレス端子が一定数存在する場合があります。これらに電線を接続しないでください。
PLC 出力回路に保護装置がない場合は、負荷短絡によるシステムの損傷を防ぐために、外部回路にヒューズまたはその他の保護装置を組み込みます。