PLC-tulot ja -lähdöt selitetty: tyypit, johdotukset ja oikean I/O-moduulin valinta

Jokainen automatisoitu kone toimii jatkuvassa signaalinvaihdossa kentän ja ohjaimen välillä. PLC-järjestelmässä tämä vaihto on tulot ja lähdöt, yleensä lyhennetty PLC I/O:ksi: kenttälaite lähettää signaalin tulomoduuliin, CPU lukee sen ja suorittaa logiikan ja lähtömoduuli ohjaa tuloksen ulos moottorille, venttiilille tai lampulle. Valitse oikea moduuli ja kytke se oikein, niin kone toimii ennustettavasti; valitse väärä ja jopa täydellinen koodi epäonnistuu.

Jos määrität tai ostat automaatioosia, I/O:n ymmärtäminen on harvoin vaikea osa. Vaikea osa on oikean moduulin valitseminen kymmenien muunnelmien joukosta ja oikean alkuperäisen osan hankkiminen brändillesi ja mallillesi. Tämä opas kattaa molemmat, perusasioista johdotukseen, moduulien valintaan ja hankintaan kuuden suuren tuotemerkin välillä.

1. Mitä ovat PLC-tulot ja -lähdöt (I/O)?

1.1 Kuinka tulo CPU:sta ulostuloon toimii

PLC toimii jatkuvassa silmukassa: se lukee jokaisen tulon, suorittaa ohjelman logiikan ja päivittää sitten jokaisen lähdön. Tämä skannausjakso toistuu monta kertaa sekunnissa, joten laite reagoi lähes välittömästi. Polku ei muutu koskaan. Kenttälaite, kuten anturi tai kytkin, lähettää signaalin tulomoduuliin, joka välittää sen CPU:lle; CPU päättää mitä tehdä; ja lähtömoduuli käyttää kenttälaitetta, kuten moottorin käynnistintä, venttiiliä tai lamppua. Paina käynnistyspainiketta, ja CPU suorittaa käynnistyslogiikan ja käynnistää sitten moottorin kontaktorin.

1.2 Miksi I/O on silta PLC:n ja kenttälaitteiden välillä

Tulot ja lähdöt ovat PLC:n ainoa yhteys ohjaamiinsa laitteisiin. CPU ei koskaan kosketa moottoria suoraan: se tietää vain mitä tulot kertovat ja toimii vain lähtöjen kautta antureiden ja kytkimien sekä toimilaitteiden ja ulosajojen kautta. Paras ohjelma on hyödytön, jos tulomoduuli ei pysty lukemaan anturiaan tai lähtömoduuli ei voi vaihtaa kuormitustaan.

2. PLC-tulojen tyypit

PLC-tulot jaetaan kolmeen ryhmään: digitaalinen, analoginen ja erikoistunut. Sen tunnistaminen, mihin ryhmään signaali kuuluu, on ensimmäinen askel oikean moduulin valinnassa.

2.1 Digitaaliset / erilliset tulot

Digitaaliset tulot, joita kutsutaan myös diskreeteiksi tuloiksi, lukevat kaksi-tilaista signaalia: ON tai OFF, 1 tai 0. Ne ovat yleisimmät tulot kaikissa koneissa painikkeista ja rajakytkimistä lähestymisantureihin. Jokainen laite on kytketty normaalisti auki (NO) tai normaalisti kiinni (NC): käytä NO, kun toiminnon pitäisi alkaa havaitsemisen yhteydessä, ja NC turvatoimintoihin, kuten hätäpysäytyksiin, joissa katkennut johto lukee pysäytyksen.

Monet digitaaliset anturit ovat PNP- tai NPN-antureita riippuen siitä, kumpaa puolta syöttöä ne kytkevät. PNP-anturi kytkee positiivisen virran ja lähettää korkean (+24V) signaalin havaitessaan; NPN-anturi kytkeytyy 0 V:iin ja vetää signaalin alhaiseksi. Tämä päättää, kuinka johdotat anturin, joka on kuvattu alla olevassa uppoamis ja lähde -osiossa.

2.2 Analogiset tulot

Analogiset tulot lukevat jatkuvaa arvoa pikemminkin kuin päälle tai pois päältä. Ne mittaavat lämpötilaa termoparista tai RTD:stä, painetta tai virtausta lähettimestä tai tasoa anturista. Laite muuntaa mittauksen vakiosähkösignaaliksi, jonka moduuli muuttaa CPU:n numeroksi. Useimmat signaalit noudattavat pientä joukkoa vakioalueita, jotka näkyvät uudelleen lähtöpuolella myöhemmin.

4–20 mA:n alue on suositeltava, koska 0 mA:n lukema merkitsee katkennutta johtoa, joka tunnetaan nimellä elävä nolla.

2.3 Erikoistuneet / nopeat-tulot

Jotkut signaalit muuttuvat liian nopeasti, jotta tavallinen digitaalitulo ei tartu siihen. Erikoistulot käsittelevät näitä: nopeat{1}}nopeat laskurit nopeille pulssijonoille, enkooderitulot sijainnin ja liikkeen palautetta varten ja pulssitulot virtausmittareita tai laskentaa varten. Ne näkyvät liikkeenhallinnassa, materiaalin seurannassa ja{3}}nopeassa pakkauksessa. Nyrkkisääntö: jos vakiosyötteen määrä jää huomiotta, koska skannausjakso ei pysy perässä, käytä nopeaa-syötettä.

Tulot ovat puolet silmukasta; lähdöt heijastavat näitä luokkia yhdellä lisäpäätöksellä.

3. PLC-lähtöjen tyypit

3.1 Digitaaliset lähdöt

Digitaaliset lähdöt ohjaavat laitteita, jotka kytkeytyvät päälle tai pois päältä: PLC lähettää arvon 1 tai 0, ja moduuli käynnistää tai de{2}}poistaa kuorman, olipa kyseessä merkkivalo, rele, solenoidiventtiili tai toimilaite. Jos tulot ovat sitä, miten PLC tunnistaa, lähdöt ovat sitä, miten se toimii. Avainkysymys on, miten kuormaa vaihdetaan, koska lähtöteknologiaa on kolme ja väärä lyhentää moduulin käyttöikää tai ei vaihda sitä.

3.2 Rele vs transistori vs Triac lähdöt

PLC-digitaalilähdöissä on kolme kytkentätekniikkaa, joista mikään ei ole vaihdettavissa; oikea valinta riippuu kuormasta.

Relelähdöt käyttävät fyysistä kosketinta. Ne käsittelevät vaihtovirtaa ja tasavirtaa laajalla jännitealueella, mikä on joustavin vaihtoehto, mutta mekaaninen kuluminen ja hidas kytkentä tekevät niistä parhaita sekakuormien matalataajuiseen-kytkentään.

PNP- tai NPN-transistoreille rakennetut transistorilähdöt ovat puolijohdellisia: ne kytkevät vain tasavirtaa, mutta vaihtuvat nopeasti ilman liikkuvia osia, mikä sopii korkeataajuiseen kytkentään, kuten tasavirtasolenoidin pulsointiin tai pulssien lähettämiseen asemaan.

Triac-lähdöt ovat myös puolijohteita ja vain vaihtovirtakytkintä. Ne tarjoavat pitkän käyttöiän ilman koskettimien kulumista, ja ne sopivat usein vaihtuviin vaihtovirtakuormiin, kuten jatkuvasti pyörivälle solenoidiventtiilille.

Pikasääntö: suurtaajuiselle-DC:lle valitse transistori; jos käytät usein vaihtovirtaa, valitse triac; Valitse rele sekoitettua vaihto- ja tasavirtaa varten matalalla taajuudella.

3.3 Analogiset lähdöt

Analogiset lähdöt lähettävät jatkuvan signaalin laitteille, jotka tarvitsevat muuttuvaa ohjausta. Klassinen tapaus on nopeusohje VFD:lle, jossa PLC asettaa moottorin nopeuden muuttamalla lähtöä; toisiin kuuluu suhteellinen venttiili tai paine- tai lämpötilanäyttö. Ne käyttävät samoja alueita kuin analogiset tulot (4-20 mA, 0-10 V, plus tai miinus 10 V), joten yllä oleva taulukko pätee.

Yleisin todellinen virhe ei ole väärä tyyppi. Se johdottaa tulot ja lähdöt väärin, ja tavallinen sekaannuksen lähde on uppoaminen vs. hankinta.

4. Uppoaminen vs. lähde: Kytke PLC-tulot ja -lähdöt oikein

4.1 Mitä uppoaminen ja hankinta tarkoittaa

Uppoaminen ja lähde kuvaavat virran suuntaa I/O-pisteessä. Säilytä yksi viite koko aiheesta: seuraa nykyistä. Laite, joka saa virtaa, tarjoaa polun positiiviseen syöttöön (+24V); laite, joka upottaa virtaa, tarjoaa polun 0 V:iin.

PLC-tuloa varten yhteinen liitin ja syöttönapaisuus asettavat suunnan. Lähdetulolla on yhteinen +24V ja se syöttää virtaa kenttälaitteeseen, joten kenttälaitteen on upotettava se. Uppoavalla tulolla on yhteinen 0V ja se hyväksyy virran kenttälaitteesta. Pariliitos on se, mitä joukkueet saavat taaksepäin, joten sano se selvästi.

Muistiapu: anturin ja tulon tulee olla vastakkaiset. Sourcing-anturi (PNP) tarvitsee uppoavan tulon; uppoava anturi (NPN) tarvitsee lähdetulon.

4.2 Sourcing tulo / uppoavat tulojohdot

Johdotus seuraa pariliitosta. Yhdistä uppoavaa tuloa varten yhteinen 0 V:iin ja liitä jokainen PNP-anturin lähtö liittimeensä. Syötä lähdetuloa varten yhteinen liitin +24V:hen ja liitä jokainen NPN-anturin lähtö liittimeensä. Lähdöt noudattavat samaa logiikkaa: lähdelähtö syöttää virtaa kuormaan, uppoava lähtö täydentää piirin 0 V:iin.

Terminaali oikealle on yleinen. Jokaisessa moduulissa se määrittää, onko ryhmä uppoamassa vai lähtemässä, joten varmista se ennen yhden kenttäjohdon laskeutumista.

4.3 Yleisimmät kytkentävirheet ja niiden välttäminen

Useimmat I/O-johdotusvirheet tulevat muutamista toistuvista rikkomuksista.

• PNP:n ja NPN:n sekoittaminen yhdessä tuloryhmässä.Yhteinen on jaettu, joten kaikkien antureiden on oltava samat. Korjaus: standardoi yksi anturityyppi ryhmää kohden tai käytä moduulia erillisillä yhteisillä.
• Yleinen väärällä kiskolla.Uppoava tulo, jolla on yhteinen +24V, ei koskaan lue antureitaan. Korjaus: varmista, että yleinen vastaa anturin tyyppiä ennen virran käynnistämistä.
• 0 V:n jakaminen meluisissa ja puhtaissa piireissä, joka yhdistää melun signaaleiksi. Korjaus: erota kenttäviitteet raskaista kuormista.
• Käänteinen napaisuus tasavirtalaitteissa.Korjaus: tarkista napaisuus liitinmerkintöjä vastaan, älä muistista.

Kun johdotus on selvä, seuraava kysymys on, mikä moduuli ostaa.

5. Oikean PLC I/O -moduulin valitseminen

5.1 Tärkeimmät valintakriteerit

I/O-moduulin valitseminen tarkoittaa, että se sovitetaan työhön. Käy nämä läpi järjestyksessä.

• Kanavien määrä:pisteitä per moduuli. Enemmän kanavia pienempi pistekohtainen hinta, mutta keskittää riskin, jos moduuli epäonnistuu.
• Jännite ja signaalialue:on vastattava kenttälaitteitasi, olipa kyseessä sitten 24 VDC digitaalinen, 120 tai 230 VAC tai analoginen alue, kuten 4-20 mA tai 0-10 V. Epäsopivuus tarkoittaa, että moduuli ei voi lukea tai ohjata laitteitasi.
• Eristäytyminen:eristetyt kanavat estävät jännitepiikit ja maadoitussilmukat. Määritä se analogisille signaaleille ja ankarille ympäristöille.
• Lähtötyyppi:digitaalilähtöjä varten valitse rele, transistori tai triac kuorman mukaan (kohta 3.2).
• Vastausnopeus:vakiomoduulit sopivat useimpiin koneisiin; nopeita tai keskeyttäviä tuloja tarvitaan nopeaan{0}}laskemiseen ja liikkeeseen.
• Ympäristöluokitus:vahvista paneelin lämpötila-, kosteus- ja tärinäarvot.

Väärä kutsu jännitealueelle tai lähtötyypille on yleisin syy, miksi moduuli tilataan, eikä sitä sitten voida käyttää.

5.2 I/O-pisteiden määrän arvioiminen ja varakapasiteetin suunnittelu

Laske pisteesi ennen tilaamista. Listaa kaikki kenttälaitteet ja merkitse jokainen digitaalituloksi, digitaaliulostuloksi, analogiseksi tuloksi tai analogialähdöksi ja laske sitten kaikki luokka yhteen. Pieni kuljetinasema saattaa tarvita 6 digitaalista tuloa, 3 digitaalista lähtöä ja 1 analogista tuloa.

Lisää sitten ylimääräistä kapasiteettia, yleensä 10–20 prosenttia luokkaa kohti pyöristettynä ylöspäin seuraavaan moduulikokoon. Varapisteet maksavat nyt vähän ja säästät moduulin ostosta ja johdotusta myöhemmin, joten suunnittele ne ennen moduulikokojen valitsemista.

5.3 Digitaalinen vs analoginen moduuli: mitä tarvitset?

Valinta seuraa signaalia: tilan (päällä tai pois päältä) ilmoittava laite tarvitsee digitaalisen pisteen, kun taas mittausarvon, kuten lämpötilan tai paineen, ilmoittava laite tarvitsee analogisen pisteen. Useimmat koneet tarvitsevat molemmat, sekoitettuna samaan telineeseen.

Kun tiedät tyypin, kanavien lukumäärän ja jännitealueen, voit lisätä suosikkeihin nopeasti.Selaa PLC-moduuleja merkin mukaansovittaaksesi osan toiveidesi mukaan. Vaikeampi ongelma on varmistaa mallillesi tarkka alkuperäinen moduuli ja löytää se sitten varastossa.

6. PLC I/O-moduulit eri merkkien keskuudessa

6.1 Oikean moduulin tunnistaminen osanumeron perusteella

Jokainen valmistaja koodaa avaintiedot osanumeroon: moduuliperhe, tulo tai lähtö, digitaalinen tai analoginen, kanavamäärä ja signaalin jännite tai alue. Sen lukeminen vahvistaa, että moduuli vastaa vaatimuksiasi ja auttaa sinua löytämään tarkan korvaavan. Koska jokainen merkkinumero on erilainen, vertaa koko osanumeroa valmistajan viitenumeroon, ei osittaista.Hae mallikirjastostammeosanumerolla moduulin vahvistamiseksi ja saatavuuden tarkistamiseksi.

6.2 Tuotemerkit: Siemens, Allen-Bradley, Mitsubishi, Omron, Schneider, ABB

Siemens SIMATIC I/O on yksi laajimmin käytettyjä maailmanlaajuisesti: S7-1200 käyttää signaalimoduuleja, kun taas S7-1500 ja S7-300 lisäävät ET 200 hajautetun I/O:n. KatsoSiemens PLC-moduulit.

Allen{0}}Bradleyn kanssa alusta määrittää perheen: ControlLogix käyttää 1756 I/O:ta, CompactLogix 1769:ää ja SLC 500 1746:ta, mikään niistä ei ole ristiin{5}}yhteensopiva. SelaaAllen-Bradley PLC -moduulit.

Mitsubishi MELSEC toimii kompaktista FX5U:sta Q- ja iQ-R-sarjoihin, joissa tulo-, lähtö- ja analogiset toiminnot sijaitsevat erillisissä moduuleissa. KatsoMitsubishi PLC-moduulit.

Omron kattaa CJ- ja CS-perheet sekä uudemmat NX- ja NJ-alustat, joista jokaisella on omat I/O-yksiköt. KatsoOmronin PLC-moduulit.

Schneider Electricin Modicon-linja kulkee M221- ja M241-malleista TM3-laajennus-I/O-malleihin M340- ja M580-malleihin. SelaaSchneiderin PLC-moduulit.

ABB täydentää kuusi AC500-alustalla ja S500 I/O -sarjalla. KatsoABB PLC -moduulit.

6.3 Alkuperäiset moduulit ja hankinta maailmanlaajuisille ostajille

Tarkalla osanumerolla hankinta perustuu kahteen asiaan: aito moduuli ja toimiva toimitusaika. Muutama tarkistus auttaa.

• Varmista, että se on alkuperäinen:kysy valmistajan osanumeroa, erä- tai päivämääräkoodeja ja tyhjennä valokuvat ennen sitoutumista.
• Tarkista ensin varasto ja toimitusaika:oikea moduulin toimitus kahdessa päivässä voittaa usein halvemman, joka kestää viikkoja.
• Käytä usean merkin{0}}toimittajaa, joten sekamerkkiset{0}}telineet tulevat yhdestä paikasta erillisten toimittajien sijaan.

CHENTUOlla toimitamme alkuperäisiä PLC-moduuleja kaikille kuudelle suurelle tuotemerkille, pidämme varastossa ja toimitamme yli 30 maahan, joten -tuotemerkki- ja vaikeasti-löytävät pyynnöt ovat meille rutiinia. Etkö löydä moduuliasi?Hae osanumeron mukaan mallikirjastostamme, tailähetä meille osanumero varastosta ja hinnasta.

7. Johdotuksen ja asennuksen parhaat käytännöt

7.1 Suojaus ja kohinanvaimennus analogisille signaaleille

Analogiset signaalit ovat matalatasoisia ja helposti vioittuvia, joten johdotuskuri on tärkeämpää kuin digitaalisten pisteiden kohdalla. Käytä suojattua kaapelia analogisissa ajoissa ja maadoita suoja vain toisesta päästä maasilmukan välttämiseksi. Reititä analogiset johdot pois virtakaapeleista, erityisesti VFD-lähtökaapeleista, jotka ovat voimakas melunlähde. Jos johdotuksen on ristettävä sähkölinjoja, risteä ne suorassa kulmassa eikä rinnakkain.

7.2 Maadoitus, merkinnät, riviliittimet

Hyvä paneelikäytäntö pitää I/O:n luotettavana. Tuo kenttäjohdot riviliittimiin sen sijaan, että asetat ne moduuleille, merkitse jokainen johdin piirustusten mukaisesti ja pidä puhdas yhden pisteen maa{1}}.

8. Yleiset PLC I/O -virheet ja vianmääritys

8.1 Tulo ei lue / lähtö ei kytkeydy

Kun tulo ei lue tai lähtö ei vaihda, työskentele signaalista ulospäin. Tarkista ensin moduulin tilan LED: se näyttää, näkeekö moduuli signaalin. Jos LED ei pala, kun laite on aktiivinen, vika on kenttälaitteessa tai johdotuksessa vastavirtaan; Jos LED palaa, mutta ohjelma ei vastaa, tarkista osoite ja logiikka. Vahvista sitten kenttälaite, johdotus ja yhteinen ja lopuksi moduuli.

8.2 Analoginen poikkeama, kohina, väärä signaalialue

Analogiset viat eroavat digitaalisista. Lukema, joka ajautuu tai hyppää, tarkoittaa yleensä melua, joka on jäljitetty yllä olevaan suojaukseen ja reitittämiseen. Tasainen mutta väärä lukema tarkoittaa yleensä sitä, että moduulialue ei vastaa laitetta, esimerkiksi 0-10 V moduulisarja 4-20 mA lähettimelle. Vahvista moduulialue ja skaalaus ennen kuin epäilet laitetta.

9. Johtopäätös

PLC-tulot ja -lähdöt ovat silta ohjaimesi ja koneen välillä. Kun osaat erottaa digitaalisen analogisesta, valita oikean lähtötyypin ja johtojen upottamisen ja lähteen oikein, loppu on käytännöllistä: määritä moduuli työhön, laske pisteet ylimääräisestä kapasiteetista ja vahvista tuotemerkkisi tarkka alkuperäinen osa. Viimeinen vaihe, oikean moduulin saaminen varastoon, on silloin, kun projektit yleensä pysähtyvät.

Jos tiedät tarvitsemasi tyypin ja kanavien lukumäärän,Selaa PLC-moduuleja merkin mukaan. Jos sinulla on osanumero,tarkista se mallikirjastostamme. Joka tapauksessa,lähetä meille mallisi ja määräsi varastossa ja hinnoittelua varten,ja vahvistamme oikean alkuperäisen moduulin.

FAQ

 

 

Mistä voin ostaa oikean PLC I/O -moduulin brändilleni ja mallilleni?

Tunnista valmistajan osanumero telineestäsi ja hanki sitten alkuperäinen tuotemerkkiäsi kuljettavalta toimittajalta. CHENTUOlla on alkuperäisiä I/O-moduuleja kaikilta kuudelta suurelta tuotemerkiltä. Etsi meidänMallikirjastoosanumerolla tailähetä numero hintaa varten.

Ovatko I/O-moduulit vaihdettavissa Siemensin ja Allen{0}}Bradleyn kaltaisten merkkien välillä?

Ei. Jokainen tuotemerkki ja alusta käyttää omaa I/O-perhettään, taustalevyään ja osoitteitaan, joten Siemens-moduuli ei toimi Allen-Bradley-telineessä, ja myös tuotemerkin sisällä olevat perheet eroavat usein toisistaan. Vahvista oikea osa meidänMallikirjasto.

Mitä eroa on PLC-tulojen ja -lähtöjen välillä?

Tulot tuovat signaalit PLC:hen antureista ja kytkimistä kertoen ohjaimelle, mitä tapahtuu. Lähdöt lähettävät signaaleja käyttömoottoreihin, venttiileihin ja lamppuihin. Tulot tunnistavat, lähdöt toimivat muodostaen silmukan, jolla CPU toimii.

Mitä ovat lähde- ja nielutulot PLC:ssä?

Ne kuvaavat nykyistä suuntaa. Lähdetulo syöttää virtaa kenttälaitteelle ja muodostaa parin NPN (uppoamisen) antureiden kanssa, sen yhteinen +24V; uppoava tulo hyväksyy virran ja muodostaa parin PNP (sourcing) -antureiden kanssa, yleinen 0V:lla.

Mitä eroa on relelähdön ja transistorilähdön välillä?

Relelähtö käyttää fyysistä kosketinta, vaihtaa vaihto- ja tasavirtaa ja sopii matalataajuiseen-kytkentään, mutta sen koskettimet kuluvat. Transistorilähtö on puolijohde, kytkee vain tasavirtaa ja käsittelee nopean korkean -taajuuden kytkennän pitkällä käyttöiällä.

Digitaalinen vs analoginen I/O-moduuli: mitä tarvitsen?

Seuraa signaalia. Tilan (päällä tai pois päältä) ilmoittava laite tarvitsee digitaalisen moduulin; mitattua arvoa, kuten lämpötilaa, painetta, tasoa tai nopeutta raportoiva, tarvitsee analogisen moduulin.

Ilmainen konsultaatio