PLC-Fehlersuche: Senkende vs. Quellende Eingänge meistern

Wo beginnen Sie, wenn Sie einen Fehler in einem PLC-gesteuerten System suchen? Ein Problem mit dem PLC-Programm ist selten die Fehlerursache, es sei denn, es wurde durch menschlichen Eingriff verändert. Normalerweise stammt das Problem von den Feldgeräten oder den PLC I/O Modulen.

In diesem Artikel erklären wir die Charakteristika von senkenden (sinking) und quellenden (sourcing) PLC-Eingängen, damit Sie effektiv fehler suchen und identifizieren können, wo der Fehler ursprägt.

Lassen Sie uns mit den Begriffen Senken und Quellen beginnen, die oft verwirrend sein können.

Senken und Quellen

In einfachen Begriffen geht es darum, die Richtung des konventionellen Stromflusses zwischen zwei Geräten zu definieren.

Wenn Strom von Gerät #1 zu Gerät #2 fließt, ist Gerät #1 die Quelle (sourcing) des Stroms, und Gerät #2 ist der Senker (sinking) des Stroms.

Okay, angenommen, Gerät #1 ist ein Eingangs-Feldgerät, wie ein Schalter, und Gerät #2 ist ein PLC-Digitaleingangsmodul. Wenn Strom vom Schalter zum Eingangsmodul fließt, dann ist der Schalter die Quelle und das Eingangsmodul der Senker.

Wenn Strom vom Eingangsmodul zum Schalter fließt, dann ist das Eingangsmodul die Quelle, und der Schalter der Senker.

PLC-Anbieter bieten sowohl senkende als auch quellende Eingangsmodule an.

Zum Beispiel ist der Allen-Bradley 1756-IB16 ein 16-Eingang, 24-Volt senkendes Eingangsmodul.

Der Allen-Bradley 1756-IV16 ist ein 16-Eingang, 24-Volt quellendes Eingangsmodul.

Eingangs-Feldgeräte

Lassen Sie uns zu einer Diskussion über 2-Draht und 3-Draht Eingangs-Feldgeräte übergehen.

2-Draht Geräte

Die Mehrheit der 2-Draht-Geräte sind passiv, was bedeutet, sie benötigen keine Energie zum Betrieb und öffnen oder schließen einfach einen Schaltkreis. Beispiele sind Drucktaster, Endschalter und andere mechanische Geräte. Wir können 2-Draht passive Geräte als entweder senkend oder quellend betrachten.

Es gibt auch aktive 2-Draht-Geräte, die Energie zum Betrieb benötigen und polaritätsabhängig sein können.

3-Draht Geräte

3-Draht-Geräte sind Teil der aktiven Gerätefamilie, die Energie zum Betrieb benötigen. Beispiele sind Näherungssensoren und fotoelektrische Schalter.

Die Drahtfarben folgen einem Standard. Der braune Draht verbindet sich mit der positiven Versorgung, meistens +24 Volt DC. Der blaue Draht verbindet sich mit dem Netzteil-Rückleiter. Der schwarze Draht fungiert als Signalausgang und liefert Eingang zu einem anderen Gerät, wie einem PLC-Eingangsmodul.

3-Draht aktive Geräte sind entweder senkend oder quellend.

Es ist vital zu verifizieren, dass 3-Draht-Geräte mit den beabsichtigten Eingangsmodulen kompatibel sind.

Ein 3-Draht quellender Sensor (auch PNP Sensor genannt) muss an ein senkendes Eingangsmodul angeschlossen werden. Ein 3-Draht senkender Sensor (auch NPN Sensor genannt) muss an ein quellendes Eingangsmodul angeschlossen werden.

Viele PLC-Fehlersucher nutzen die Eingangsmodul LED-Indikatoren. Damit gesagt, ist es essenziell zu verstehen, was die LED-Indikatoren Ihnen sagen und wie sie irreführend sein können.

LEDs für Fehlersuche nutzen

Lassen Sie uns mit einem quellenden Sensor beginnen, der an Eingang 0 an einem senkenden Eingangsmodul angeschlossen ist. Wir nutzen das AB 1756-IB16 Digitaleingangsmodul als Beispiel.

Jeder Eingangskreis hat eine zugehörige ST-LED, die den Eingangsstatus anzeigen soll.

Wenn LED 0 an ist, deutet dies darauf hin, dass das quellende Eingangsgerät +24 Volt an den Eingang 0 Terminal des Moduls liefert. Das Modul wird diese Spannung als Logik "1" interpretieren und sie im PLC-Programm verwenden.

Wenn LED 0 aus ist, wird oft angenommen, dass das quellende Eingangsgerät 0 Volt an den Eingangsterminal 0 des Moduls liefert, was das PLC-Programm als Logik "0" interpretieren wird. Jedoch verstehen wir alle, was 'annehmen' bedeutet.

Wir sagten früher, dass die LED-Indikatoren irreführend sein können. Warum ist das? Nun, die LED mag an sein, aber die vorhandene Spannung mag nicht das sein, was Sie erwarten. Das Gleiche kann gesagt werden, wenn die LED AUS ist.

Der einzige Weg, sicher zu sein, ist, die Spannung am Eingangsmodul-Terminal zu messen.

Laut den 1756-IB16 Eingangsspezifikationen wird jede Eingangsspannung über dem 10-Volt-Schwellwert vom Modul als ON detektiert. Ein 15-Volt-Eingang wird als Logik "1" im PLC-Programm interpretiert. Dies kann jedoch Probleme mit dem Feldgerät, der Verkabelung oder möglicher Korrosion anzeigen.

Ein Eingang unter 5 Volt wird vom Modul als OFF erkannt. Wie ist es möglich, dass die Spannung am Moduleingang nahe 5 Volt ist, wenn der quellende Sensor aus ist?

Ein quellender Sensor schaltet aus, indem er einen internen Halbleiterschalter öffnet, nicht indem er ihn auf Masse zieht. Der Moduleingang schwebt, was ihn anfällig für Spannungen macht, die durch normalen Sensor-Leckstrom verursacht werden.

Senkende Sensoren mit quellenden PLC-Eingängen

Okay, jetzt lassen Sie uns über eine weniger genutzte Kombination eines senkenden Sensors sprechen, der an ein quellendes Eingangsmodul angeschlossen ist. Wir nutzen das AB 1756-IV16 Digitaleingangsmodul als Beispiel.

Wenn LED 0 an ist, zeigt dies an, dass das senkende Eingangsgerät 0 Volt oder Masse an den Eingang 0 Terminal des Moduls liefert.

Das Modul interpretiert dies als Logik "1" und verwendet es im PLC-Programm.

Wenn LED 0 aus ist, ist der Ausgang des senkenden Eingangsgeräts effektiv offen, was den Eingangsmodul schweben lässt, was das PLC-Programm als Logik "0" interpretieren wird.

Wenn Sie entscheiden, die Eingangsspannungen für die AN und AUS LED-Zustände zu messen, lassen Sie sich nicht täuschen. Sie sind das Gegenteil der quellender Sensor/senkender PLC-Eingang Kombination, die wir früher besprachen. Wenn die LED an ist, wird die Eingangsspannung nahe 0 sein. Wenn sie aus ist, wird die Eingangsspannung etwa +24 Volt betragen.

Laut den 1756-IV16 Eingangsspezifikationen wird eine Eingangsspannung, die 5 Volt übersteigt, nicht mehr als ON betrachtet und als OFF erkannt.

Wie kann eine Eingangsspannung über 5 Volt steigen, wenn sie scheinbar durch den senkenden Sensor auf Null geerdet ist? Es wird oft durch Hochwiderstandsprobleme verursacht, wie Korrosion an Erdungspunkten oder sehr lange Erdungskabelstrecken.

Zusammenfassung

Das ist ein guter Ort, um abzuschließen.

Wie wir früher sagten, stammen die Mehrheit der PLC-Fehler von Feldgeräten, I/O-Verkabelung und gelegentlich dem Modul. Die PLC-Software selbst ist selten schuld. LED-Indikatoren sind zweifellos hilfreich, aber das Messen der tatsächlichen Eingangsspannung ist der einzige zuverlässige Weg zu bestätigen, was passiert.

Senkende und quellende Eingänge zu verstehen und die erwarteten Spannungsbereiche auf Modulen zu kennen, wird Sie auf Ihrer Fehlersuche weit bringen.