10 lời khuyên thiết thực về PLC
10 lời khuyên thiết thực về PLC
Trong các ứng dụng PLC hàng ngày, việc nắm vững những lời khuyên thiết thực này có thể nâng cao hiệu suất và hiệu suất của bạn. Dưới đây là mười kỹ thuật chính cần ghi nhớ:
1. Vấn đề nối đất
Hệ thống PLC có yêu cầu nối đất nghiêm ngặt. Nên sử dụng hệ thống nối đất chuyên dụng, độc lập và tất cả các thiết bị liên quan phải được nối đất đúng cách. Việc kết nối nhiều điểm nối đất mạch có thể gây ra dòng điện không mong muốn, dẫn đến lỗi logic hoặc hư hỏng mạch. Điều này thường xảy ra khi các điểm nối đất được tách biệt về mặt vật lý và được kết nối thông qua cáp truyền thông hoặc cảm biến. Hệ thống PLC thường sử dụng nối đất một điểm. Để tăng cường khả năng chống nhiễu ở chế độ chung, có thể sử dụng công nghệ mặt đất nổi được che chắn cho tín hiệu tương tự. Điều này bao gồm việc nối đất một điểm của tấm chắn cáp tín hiệu và thả nổi vòng tín hiệu, với điện trở cách điện so với mặt đất không nhỏ hơn 50MΩ.
2. Xử lý nhiễu
Môi trường công nghiệp dễ bị nhiễu tần số cao và tần số thấp, thường xuất hiện thông qua cáp kết nối với thiết bị tại chỗ. Ngoài việc nối đất thích hợp, cần thực hiện các biện pháp chống nhiễu sau đây trong thiết kế, lựa chọn và lắp đặt cáp:
Đối với tín hiệu tương tự, hãy sử dụng cáp có vỏ bọc kép.
Đối với tín hiệu xung tốc độ cao, hãy sử dụng cáp có vỏ bọc để tránh nhiễu từ bên ngoài và tránh nhiễu với tín hiệu mức thấp.
Đối với cáp truyền thông PLC, nên sử dụng cáp do nhà sản xuất cung cấp. Trong các ứng dụng ít quan trọng hơn, có thể sử dụng cáp xoắn đôi có vỏ bọc.
Không định tuyến các đường tín hiệu analog, đường tín hiệu DC và đường tín hiệu AC trong cùng một ống dẫn.
Cáp có vỏ bọc đi vào hoặc đi ra tủ điều khiển phải được nối đất trực tiếp vào thiết bị mà không đi qua các thiết bị đầu cuối.
Tín hiệu AC, tín hiệu DC và tín hiệu analog không được dùng chung cáp. Cáp nguồn phải được định tuyến riêng biệt với cáp tín hiệu.
Để giải quyết hiện tượng nhiễu tại chỗ, hãy sử dụng cáp có vỏ bọc cho các đường dây bị ảnh hưởng và lắp đặt lại chúng. Ngoài ra, có thể thêm mã lọc chống nhiễu vào chương trình.
3. Loại bỏ điện dung Line-to-Line để ngăn chặn hoạt động sai
Điện dung tồn tại giữa các dây dẫn của bất kỳ cáp nào. Ngay cả những loại cáp đủ tiêu chuẩn cũng có một phạm vi điện dung nhất định. Tuy nhiên, khi chiều dài cáp vượt quá giới hạn khuyến nghị, điện dung giữa các đường dây có thể gây ra hoạt động sai cho PLC. Điều này có thể dẫn đến những hiện tượng không thể giải thích được, chẳng hạn như nối dây đúng nhưng đầu vào PLC không phản hồi hoặc các đầu vào PLC gây nhiễu lẫn nhau. Để giải quyết vấn đề này:
Sử dụng cáp có lõi xoắn.
Giảm thiểu chiều dài cáp.
Tách riêng các đầu vào gây nhiễu bằng cáp chuyên dụng.
Sử dụng cáp có vỏ bọc.
4. Chọn mô-đun đầu ra
Các mô-đun đầu ra có sẵn ở các loại bóng bán dẫn, triac và rơle:
Mô-đun loại bóng bán dẫn có tốc độ chuyển mạch nhanh nhất (thường là 0,2 ms) nhưng có khả năng tải thấp nhất (0,2 - 0,3 A, 24 VDC). Chúng thích hợp cho các thiết bị chuyển mạch nhanh và liên quan đến tín hiệu và thường được sử dụng với các bộ biến tần và thiết bị DC. Lưu ý tác động của dòng rò bóng bán dẫn lên tải.
Các mô-đun loại Triac là loại mô-đun tiếp xúc ít hơn và phù hợp với tải AC nhưng có khả năng chịu tải hạn chế.
Các mô-đun loại rơle hỗ trợ tải AC và DC và có khả năng chịu tải cao. Chúng thường là lựa chọn đầu tiên cho điều khiển thông thường nhưng có tốc độ chuyển đổi chậm hơn (khoảng 10 ms), khiến chúng không phù hợp với các ứng dụng tần số cao.
5. Xử lý biến tần quá điện áp và quá dòng
Khi giảm tốc độ bằng cách giảm giá trị cài đặt, động cơ có thể chuyển sang chế độ hãm tái sinh. Năng lượng được đưa trở lại biến tần làm tăng điện áp trên tụ lọc, có khả năng kích hoạt bảo vệ quá điện áp. Để giải quyết vấn đề này, hãy thêm một điện trở hãm bên ngoài để tiêu tán năng lượng tái tạo.
Khi một biến tần điều khiển nhiều động cơ nhỏ, lỗi quá dòng ở một động cơ có thể khiến biến tần bị ngắt, làm dừng tất cả các động cơ được kết nối. Để ngăn chặn điều này, hãy lắp đặt biến áp cách ly 1:1 ở phía đầu ra của biến tần. Điều này đảm bảo dòng điện sự cố được giới hạn trong máy biến áp, bảo vệ biến tần khỏi bị vấp.
6. Dán nhãn đầu vào và đầu ra để bảo trì dễ dàng
PLC điều khiển các hệ thống phức tạp với nhiều đầu nối rơle đầu vào và đầu ra, đèn báo và đánh số PLC. Để đơn giản hóa việc khắc phục sự cố:
Tạo một bảng dựa trên sơ đồ điện và đặt nó trên bảng điều khiển thiết bị hoặc tủ. Liệt kê từng số đầu vào và đầu ra của PLC cùng với các ký hiệu điện và tên tiếng Trung tương ứng.
Đối với những người chưa quen với quy trình vận hành hoặc sơ đồ bậc thang, hãy phát triển bảng chức năng logic đầu vào - đầu ra PLC. Bảng này phác thảo các mối quan hệ logic giữa các mạch đầu vào và đầu ra trong quá trình hoạt động.
7. Chẩn đoán lỗi bằng logic chương trình
Với sự đa dạng của PLC hiện có, các hướng dẫn sơ đồ bậc thang cho các PLC cấp thấp nhìn chung là tương tự nhau. Đối với các PLC cao cấp như S7 - 300, nhiều chương trình được viết bằng văn bản có cấu trúc. Sơ đồ bậc thang thực tế nên bao gồm các chú thích ký hiệu bằng tiếng Trung để dễ hiểu hơn. Khi phân tích sự cố điện, phương pháp tra cứu ngược thường được sử dụng. Bắt đầu từ điểm lỗi, xác định vị trí rơle đầu ra PLC tương ứng và truy tìm lại các mối quan hệ logic cần thiết để kích hoạt nó. Kinh nghiệm cho thấy rằng việc xác định một vấn đề thường giải quyết được lỗi, vì hiếm khi xảy ra nhiều lỗi đồng thời.
8. Đánh giá lỗi PLC
PLC có độ tin cậy cao với tỷ lệ lỗi thấp. Các lỗi phần cứng như hư hỏng PLC hoặc CPU hay lỗi phần mềm hầu như không tồn tại. Điểm đầu vào PLC khó có thể bị hỏng trừ khi bị nhiễu điện áp cao. Tương tự, các tiếp điểm rơle đầu ra PLC có tuổi thọ cao trừ khi bị quá tải do đoản mạch tải ngoại vi hoặc lỗi thiết kế. Khi khắc phục sự cố về điện, hãy tập trung vào các bộ phận điện ngoại vi thay vì nghi ngờ sự cố phần cứng hoặc phần mềm PLC. Cách tiếp cận này rất quan trọng để sửa chữa nhanh chóng và giảm thiểu thời gian ngừng sản xuất.
9. Tận dụng tối đa tài nguyên phần mềm và phần cứng
Các lệnh không liên quan đến vòng điều khiển hoặc được kích hoạt trước vòng lặp có thể được loại trừ khỏi PLC.
Khi nhiều lệnh điều khiển một tác vụ, chúng có thể được kết nối song song với bên ngoài trước khi được liên kết với điểm đầu vào.
Sử dụng các thành phần mềm bên trong của PLC và các trạng thái trung gian để đảm bảo tính toàn vẹn và liên tục của chương trình, giúp việc phát triển dễ dàng hơn và giảm chi phí phần cứng.
Nếu có thể, hãy giữ từng đầu ra riêng biệt để kiểm soát và kiểm tra dễ dàng hơn cũng như để bảo vệ các mạch đầu ra khác. Lỗi ở một điểm đầu ra sẽ chỉ ảnh hưởng đến mạch đầu ra tương ứng.
Đối với các đầu ra kiểm soát tải hai chiều, hãy thực hiện khóa liên động cả trong chương trình PLC và bên ngoài để ngăn chặn chuyển động tải hai chiều.
Các điểm dừng khẩn cấp của PLC nên sử dụng công tắc bên ngoài để đảm bảo an toàn.
10. Các biện pháp phòng ngừa khác
Không bao giờ kết nối đường dây nguồn AC với các đầu vào đầu vào PLC để tránh làm hỏng PLC.
Các cực nối đất phải được nối đất độc lập, không nối nối tiếp với các thiết bị khác. Dây nối đất phải có tiết diện không nhỏ hơn 2mm2.
Nguồn điện phụ trợ có công suất hạn chế và chỉ có thể cấp nguồn cho các thiết bị có công suất thấp như cảm biến quang điện.
Một số PLC có một số thiết bị đầu cuối địa chỉ không được sử dụng nhất định. Không kết nối dây với những thứ này.
Nếu không có thiết bị bảo vệ trong mạch đầu ra PLC, hãy lắp cầu chì hoặc các thiết bị bảo vệ khác vào mạch ngoài để tránh đoản mạch tải làm hỏng hệ thống.