En ingenjör ringer eftersom ett PLC-utgångskort har havererat två gånger under samma vecka. Belastningen är en 2,2 kW kontaktor vars spole drar nära 3 A under några millisekunder vid varje start, och utgången är märkt 0,5 A. En högre märkeffekt modul kommer inte att fixa detta. Rätt svar är ett gränssnittsrelä mellan styrenheten och spolen, och samma svar gäller för nästan varje induktiv belastning i panelen.
Elektrisk PLC-styrning bestäms mindre av programmet än av vad som händer vid utgångsterminalen. Den här artikeln går igenom utgångsstegen för en styrenhet, reläet eller relämodulen som följer den och kontrollerna som håller en panel igång långt efter sitt första år i drift.
Vad en PLC-utgångssteg kan och inte kan växla
En PLC-utgång är inte en strömkälla. Det är en strömbrytare som ansluter en fältenhet till en försörjning du tillhandahåller. De tre vanliga slutstegen beter sig väldigt olika, och att behandla dem som utbytbara är det snabbaste sättet till en bränd bräda.
Direkt omkopplingsförmåga för de tre vanliga PLC-utgångsstegen och de belastningar som var och en passar. | Utgångssteg | Växlingselement | Laddar den kan köra direkt | Punkter att kontrollera |
| Reläkontaktutgång | Tätad mekanisk kontakt | Indikeringslampor, små kontaktorer, magnetventiler, resistiva belastningar upp till ca 2 A | Kontaktlivslängd under induktiv belastning, startström, minimibelastning som krävs för pålitlig kontaktvätning |
| Transistorutgång | NPN eller PNP halvledare | DC-solenoider, LED-indikatorer, solid state-ingångsmoduler | Polaritet, gemensam anod eller gemensam katodledning, ingen galvanisk isolering, läckström |
| Triac-utgång | AC-halvledaromkopplare | AC-magnetventiler, små AC-värmare | Restläckage som kan hålla en last delvis strömförande, minimal lastström, värme vid modulen |
Mönstret är enkelt. Resistiva och lågströmsbelastningar kan sitta direkt på en utgång. Allt med en spole, en kondensatoringång eller en glödtråd som drar flera gånger sin stationära ström vid påslagning hör hemma bakom ett gränssnittsrelä.
Varför ett gränssnittsrelä fortfarande tjänar sin plats
Att ta bort det mellanliggande reläet sparar några centimeter räls och några dollar per punkt. I de flesta industriskåp kommer det tillbaka efter det första servicebesöket, av tre anledningar.
Galvanisk separation mellan logik och fält
Reläspolen drivs av PLC-utgången och kontakten bär fältströmmen. En kortslutning i en ventilkabel stannar därför vid reläet istället för att nå utgångskortet. På en maskin med fyrtio utgångar är skillnaden ett relä mot en styrenhet.
Inrush, kast och kontaktmaterial
En kontaktorspole kan dra fem till tio gånger sin hållström under de första millisekunderna och sedan kasta en omvänd spänningsspets när den öppnas. Ett relä märkt 16 A vid 250 V AC med silvertennoxidkontakter absorberar den belastningen, och ett utbyte kostar en bråkdel av ett utgångskort. För torra kretsar som nästan inte har någon ström är guldpläterade kontakter det bättre valet, eftersom vanliga silverkontakter kan utveckla en oxidfilm som hindrar lågnivåsignaler från att passera.
Servicevänlighet och reservdelar
Ett skenmonterat eller sockelmonterat relä byts ut på två minuter under en helgavstängning. En misslyckad utgångsmodul innebär vanligtvis en stoppad linje, en leveransförsening och en programnedladdning som ingen vill utföra klockan två på morgonen.
Välja ett gränssnittsrelä för en PLC-utgång
Urvalet kommer ner till en handfull siffror. Arbeta igenom dem i denna ordning och specifikationen brukar skriva sig själv.
- Spolespänning och måste-driftspänning. En 24 V DC-spole är standard i maskinens kontrollpaneler. Bekräfta att spänningen som måste drivas är under den lägsta utgångsspänningen från PLC-försörjningen och att spänningen som måste släppas är över eventuellt kvarvarande läckage från en triac- eller transistorutgång.
- Spoleström mot uteffekt. En 24 V DC-spole märkt på 0,4 W drar ungefär 17 mA. Sänk PLC-utgången till cirka 60 procent av dess angivna nominella när belastningen är induktiv, och addera den totala strömmen för alla utgångar som delar en gemensam terminal.
- Kontaktvärde och belastningstyp. Matcha betyget till den faktiska lasten, inte till etiketten på panelen. En 16 A kontakt som driver en 1 A solenoid är bra, medan en 2 A kontakt som driver en 3 A spole inte är det.
- Inkopplingsström. Leta efter en kontaktklassificering som anger värdet med kort varaktighet, eller lägg till ett seriemotstånd eller en termistor för höga inkopplingsbelastningar som stora kontaktorer och kondensatorbanker.
- Arbetscykel och liv. Mekanisk livslängd för flera miljoner operationer är normal. Den elektriska livslängden under en kontaktorspolebelastning är mycket kortare och bör jämföras med antalet starter maskinen utför per dag.
Om du vill ha en uppfräschning av mekaniken bakom spolen och ankaret, täcker den här förklaringen vad ett allmänt elektromagnetiskt relä gör i klartext.
CYF1 PCB-monterat elektromagnetiskt relä för allmän koppling PCB-monterat enpoligt relä med 10 A eller 16 A kontaktalternativ, 3-48 VDC spolar och ett kompakt 5-stifts fotavtryck för högdensitetsomkoppling. Visa produkt → Relämoduler och DIN-skena ledningsdragning
En relämodul förpackar reläet, spolterminalerna och skruvanslutningarna i en enda skenmonterad enhet. Moduler byggda kring samma reläfamilj i 10 A och 16 A kontaktversioner delar ett fotavtryck, så en panel kan uppgraderas senare utan att borra om skenan eller rita om layouten.
Träning av kablage är lika viktig som själva modulen. Använd hylsor på tvinnad tråd, håll spolkablar i en separat kanal från kontaktledningar varhelst panellayouten tillåter, gruppera allmänningar efter utgångskort snarare än efter terminalposition, och märk varje utgång med dess programadress. En tydlig ritning och ett reservrelä av varje typ kommer att förhindra mer stillestånd än någon diagnostisk funktion inuti styrenheten.
MCYF1 DIN-skena magnetisk låsrelämodul DIN-skenamodul med låsreläer för noll statisk ström och minne för avstängning, med upp till 16 kanaler och 16 A per kanal. Visa produkt → Magnetiska låsreläer i PLC-styrning
Ett magnetiskt låsrelä håller sin sista position utan spoleström. Den egenskapen är användbar i två situationer: när en maskin måste hålla tillståndet för en ventil eller en indikation genom ett strömavbrott, och när dussintals spolar som lämnats strömförande hela dagen tillför värme och belastning till försörjningen.
Låsreläer behöver korta pulser snarare än kontinuerliga signaler, så programmet måste ställa in och återställa dem medvetet, och idrifttagning måste inkludera ett explicit återställningssteg eftersom kontakterna kan anlända i båda lägena. Paneler som använder dem håller vanligtvis ett standardmellanrelä i serie så att PLC:n också kan tvinga bort en belastning när sekvensen kräver det.
CYF1-S magnetiskt låsrelä för lågeffekttillståndsminne Bistabilt PCB-relä som håller kontakttillstånd utan spolström, lämpat för energisparande, backup- och strömavbrottsretentionsdesigner med upp till 16 A omkoppling. Visa produkt → Där PLC-styrgränssnitt misslyckas i fält
- Svetsade kontakter efter månader av upprepad inströmning från en kontaktorspole.
- En belastning som aldrig stängs av helt eftersom en triac- eller transistorutgång läcker några volt.
- Spolar kopplade till fel gemensamma terminal, så två utgångar slåss mot varandra.
- Ingen återgångsdiod på en DC-spole, vilket förkortar både kontaktlivslängd och slutstegslivslängd.
- Lösa hylsor och maskinvibrationer, vilket ger intermittenta kontakter som skylls på programmet.
- Reläer trycks in i ett uttag med endast ett stift, arbetar på bänken och går sönder på maskinen.
Idrifttagningskontroller före överlämnande
- Mät spolspänningen vid varje relä med fältförsörjningen inställd på sitt lägsta förväntade värde.
- Tvinga fram utgångar en i taget från programmeringsmjukvaran och bekräfta att endast det avsedda reläet fungerar.
- Verifiera kontinuiteten vid lastterminalerna med varje relä aktiverat och bekräfta att kontakten öppnas när utgången släpps.
- Kontrollera om det finns läckspänning med alla utgångar avstängda, speciellt på triac- och transistorutgångar.
- Kör panelen i 30 minuter och kontrollera spolens och kontakttemperaturerna. En varm spole är normalt, en varm kontakt är det inte.
- Anteckna relämodell, kontaktkonfiguration och programadress på panelritningen och ha en reserv av varje typ i skåpet.
Ningbo Chengyuan Chuangke Electronics har tillverkat reläer i Yinzhou, Ningbo sedan 1996, och levererar idag elektromagnetiska reläer för allmänna ändamål, reed-reläer, magnetiska låsreläer och rälsmonterade industriella styrmoduler. Du kan läsa mer om företaget och dess tillverkningsbakgrund på webbplatsen.
Skicka en spolespänning, en belastningstyp och en switchström, så kan gränssnittet matchas till ett relä eller en modul som passar panelen istället för katalogsidan.
