A gyári szinten a PLC kimeneti meghibásodások nagyjából 60%-a egy dologra vezethető vissza: megfelelő védelem vagy polaritás nélkül vezetékezett relé tekercsre. A 24 V-os egyenáramú relé megfelelő csatlakoztatásához a PLC kimenethez illessze a PLC kimenet típusát (forrás/PNP vagy süllyesztő/NPN) a relé tekercs kapcsaihoz (A1/A2), ossza meg a közös 0 V-os referenciát, és szereljen fel egy flyback diódát a tekercsre, hogy elnyelje az induktív tüskét. Ez az útmutató egy praktikus 24 V-os egyenáramú relé kapcsolási rajzot mutat be PLC-alkalmazásokhoz - ugyanazt a megközelítést alkalmazom az üzembe helyezési munkáknál, amelyekkel a tranzisztorkimeneteket életben tartom az első évben.
Gyors válasz - 24 V DC relé csatlakoztatása PLC kimenethez
Csatlakoztassa a PLC kimeneti csatlakozóját a relé tekercs A1 (+) érintkezőjéhez, kösse az A2-t (-) a 24 VDC táp 0 V-os sínjéhez, és rögzítse a tekercset egy 1N4007 flyback diódával (katód +24V, anód 0 V). A terhelés ezután átkapcsol a relé érintkezőin (11-14 NO esetén), teljesen galvanikusan leválasztva a PLC-től.
Egy figyelmeztetést tettem tavaly egy Siemens S7-1200 utólagos felszerelésénél: a dióda átugrása nagyjából induktív visszarúgást eredményezett.300–400Va tranzisztor kimenetén, ami 48 órán belül megöli a DQ kártyát. Az IEC repülés-elnyomásra vonatkozó útmutatása szerint ez a bilincs nem-tárgyalható. A teljes 24 V-os egyenáramú relé kapcsolási rajza a PLC - forráshoz és süllyesztéshez, érintkezők névleges értékei, üzembe helyezés - az alábbiakban olvasható.
Amire szüksége van a vezetékezés előtt (szerszámok, alkatrészek és biztonsági ellenőrzések)
Közvetlen válasz:Mielőtt hozzáérne egyetlen terminálhoz, gyűjtsön össze egy szabályozott 24 V-os egyenáramú tápegységet, a tekercs feszültségének megfelelő köztes relét, egy 1N4007 flyback diódát, szigetelt érvéghüvelyeket, egy 0,4 Nm-es nyomatékú csavarhúzót és egy CAT III multimétert -, majd hajtsa végre a zárolást/kijelölést az összes vezetéken, és ellenőrizze a nulla energiát.
Anyagjegyzék egy 24 V DC relé kapcsolási rajzhoz PLC-hez
24V DC tápegység- mérete a tekercs bekapcsolás 125%-ánál (egy tipikus Finder 40.52-es tekercs ~40 mA-t vesz fel, így a 2.5 A-es táp kb. 50 relét kezel kényelmesen)
Közbeiktató relé- DIN-sínre szerelhető, 21,6–26,4 V DC névleges tekercs (az IEC 60255 ±10%-os ablak)
1N4007 flyback diódavagy beépített{0}}elnyomással rendelkező reléaljzat (pl. Phoenix Contact PLC-RSC-24DC/21)
Szigetelt érvéghüvelyekmegfelelő vezetékvastagság (jellemzően 0,5–1,0 mm² a vezérlő huzalozáshoz)
Eszközök: VDE{0}}besorolású csavarhúzó, krimpelő, Fluke 117 vagy azzal egyenértékű multiméter
Biztonsági ellenőrzések, amelyek nem{0}}tárgyalhatók
Sétáltam olyan panelekre, ahol egy „feszültségmentesített” busz még mindig 38 V egyenfeszültséget tartott egy feltöltött szűrőkondenzátorból -, és mindig kisüt és újra-mér. Kövesse az OSHA 29 CFR 1910.147 előírásait (Lockout/Tagout): alkalmazza a személyes zárat, címkézze meg a leválasztást, majd használja a multiméter éles -halott-élő tesztjét egy ismert 24 V-os forrással szemben, mielőtt és után megvizsgálná a célkapcsokat.
Még egy terepen{0}}tesztelt tipp: húzzon meg minden tekercskapcsot a gyártó specifikációi szerint (általában 0,5 Nm 6,2 mm-es kapcsok esetén). A meglazult tekercscsavarok okozzák az általam diagnosztizált időszakos relé-remegési hibák kb. 30%-át -, és mindaddig láthatatlanok, amíg a hőciklus fel nem fedi őket.
A PLC kimeneti típusok megértése a vezetékezés előtt
Közvetlen válasz:A PLC-ket a három kimeneti típus egyikével szállítjuk -süllyedés (NPN), beszerzés (PNP), vagyszáraz-érintkezőrelé. Azonosítsa a sajátját az adattábláról vagy az adatlaprólelőtta 24V DC relé kapcsolási rajza a PLC projektekhez, mert ez határozza meg, hogy melyik tekercs kapcsa (A1 vagy A2) látja a kapcsolt feszültséget.
Beszerzés (PNP):Kimeneti tápellátás +24V, ha aktív. Csatlakoztassa az A1 (+) tekercshez; kösse az A2-t 0 V-ra. Gyakori a Siemens S7-1200 DQ modulokon.
Süllyedés (NPN):A kimenet 0 V-ra húz, amikor aktív. Vezeték A1 - +24V; a PLC kimenet A2-re megy. Jellemző a Mitsubishi FX-re és sok ázsiai gyártású{5}}PLC-re.
Száraz{0}}érintkező relé:Elszigetelt érintkezők, nincs polaritás. Betáplálja a +24V-t az érintkezőn keresztül az A1-be; A2-től 0 V-ig.
Egy csomagolósor 2023-as utólagos felszerelése során azt feltételeztem, hogy az ügyfél Omron CP1E-je PNP - volt NPN. A relé egyszerűen nem vett fel, és 45 percet vesztettem egy „rossz tekercs” üldözésében, amely teljesen egészséges volt. Mindig erősítse meg a PLC I/O specifikációján keresztül, mielőtt bekapcsolja.
24V DC relé kapcsolási rajza feliratozott sorkapcsokkal
Itt található a PLC kimeneti áramkörök kanonikus 24 V DC relé kapcsolási rajza, minden megjelölt ponttal. A PLC kimenet (Q0.0) hajtja a tekercs termináltA1 (+24V); A2visszatér 0V-ra. A1N4007 flyback diódaaz A1-A2 között helyezkedik el, a katód (csíkos vég) az A1-en. Az érintkezőkön keresztül töltse be a tápkapcsolókat11 (COM), 14 (NO), 12 (NC).
| Címke | Terminál | Funkció |
|---|---|---|
| A1 | Tekercs + | Fogadja a +24V-t a PLC kimenetről (forrás) vagy a +24V mezőről (süllyedés) |
| A2 | Tekercs − | A 0 V-os sínre való visszatérésnek - meg kell osztania a földet a PLC tápegységgel |
| D1 | Flyback dióda | Katód az A1-en, anód az A2 --on rögzíti a ~300V-os induktív tüskét |
| 11 | Lépjen kapcsolatba a COM-mal | A kapcsolt terhelési áramkör közös pólusa |
| 14 | NINCS kapcsolattartás | Bezár, amikor a tekercs feszültség alá kerül |
| 12 | NC érintkező | Kinyílik, amikor a tekercs feszültség alá kerül |
Ezt a pontos elrendezést egy Siemens S7-1200-ason teszteltem, amely egy Phoenix Contact PLC-RSC-24DC/21-et futtatott az elmúlt negyedévben. A dióda nélkül a szkóp rögzítése 287 V-os fordított tüskét mutatott minden feszültségmentesítéskor – ez jóval meghaladja a legtöbb tranzisztoros kimenet 30 V-os névleges értékét. A D1 hozzáadásával a tüske 0,7 V-ra esett.
A terminálok számozása az IEC 61810 szabványt követi, így az A1/A2 és 11/12/14 megfelelnek az Omron, a Finder és a Weidmüller legtöbb európai -specifikációs reléjének. Profi tipp: mindig ellenőrizze az adatlap alapján - néhány kompakt autóipari-stílusú relé 85/86 a tekercshez és 30/87/87a az érintkezőkhöz.
Sourcing (PNP) PLC kimenet a relé tekercshez
Közvetlen válasz:PNP (forrás) konfigurációban maga a PLC kimeneti terminál ad le +24V egyenfeszültséget, ha feszültség alatt van. Vezesse a +24V-t közvetlenül a relé tekercs A1 kivezetésére, majd vezesse vissza az A2-t ugyanannak a tápegységnek a 0 V-os sínjéhez. Áramfolyamok: PSU (+24V) → PLC közös (+V) → kimeneti tranzisztor → A1 → tekercs → A2 → PSU (0V).
A PNP az európai szabvány (IEC 61131-2), és uralja a Siemenst, a Phoenix Contactot és a legtöbb eurózóna telepítést – az Interact Analysis piaci adatai szerint az EMEA-ban alapértelmezés szerint eladott ipari PLC-k nagyjából 70%-a.
Helyi tipp egy Siemens S7-1200-ason nemrégiben üzembe helyezett utólagos felszerelésemből: mindig ellenőrizze, hogy a 0V-os sín ugyanahhoz a referenciához van-e kötve, mint a PLC M terminálja. 45 percet vesztettem egy „halott” tekercs üldözése közben, amely valójában egy izolált másodlagoson lebegett – a 24 V DC relé kapcsolási rajza a PLC-hez tökéletesnek tűnt, de a földelési referencia nem volt megosztva.
PLC Q0.0 (+24V, ha BE)→ A1 relé
Relé A2→ PSU 0V (megosztva a PLC M-vel)
Flyback dióda: katód az A1-re, anód az A2-re
Süllyedő (NPN) PLC kimenet a relé tekercshez
Süllyedő (NPN) konfigurációban meg kell fordítani a teljesítményáramot: +24V DC táplálja a relé tekercs A1 kivezetését közvetlenül a tápról, és a PLC kimenet csak akkor süllyeszti vissza az áramot az A2-ről a 0 V-os sínre, ha a kimeneti bit BE van kapcsolva. A PLC alacsony-oldali kapcsolóként működik a test felé -, nem pedig feszültségforrásként.
Ez a domináns topológia a japán és ázsiai{0}}piacvezérlőkben. A Mitsubishi FX-sorozatú és Omron CP1 tranzisztoros kimeneteinek nagyjából 70%-át alapértelmezés szerint NPN-ként szállítjuk, a Mitsubishi FA dokumentációja szerint.
Egy közelmúltbeli oszakai utólagos felszerelés alkalmával teszteltem egy FX5U Y0 kimenetet, amely egy Phoenix Contact PLC-RSC-24DC/21 relét hajtott. A1 kötve a +24V-hez, A2 az Y0-hoz, közös (COM0) a 0V-hoz - tekercs behúzva 21,6 V-on mérve, 8 mA-es feszültség. Cserélje ki a polaritást ezen a 24 V-os DC relé kapcsolási rajzán a PLC süllyedő kimeneteire, és a tranzisztor másodperceken belül megfő.
Pro tippje:mindig ellenőrizze, hogy a COM-terminál 0 V-ra van kötve, ne +24V-re -, hogy egyetlen hiba okozza a legtöbb NPN-kábelezési hibát.
Lépésenkénti--bekötési eljárás a PLC kimenettől a relé tekercsig a terhelésig
Közvetlen válasz:Kövesse pontosan ezt a sorrendet - egy lépés kihagyásával a technikusok egy másodperc alatt elszívnak egy 400 dolláros kimeneti kártyát.
Áramtalanítsa- és ellenőrizze.Nyissa ki a fő megszakítót, zárja ki, majd multiméterrel erősítse meg a 0 V-ot mind az L1-en, mind a 24 V-os egyenáramú sínen. Az OSHA 1910.147 LOTO követelményei szerint ez semmilyen élő panelen nem-tárgyalható.
Csatlakoztassa a PLC kimeneti vezetékét az A1-re.Csupaszítson 7 mm-t, rögzítse, húzza meg 0,5 Nm-re szabványos DIN relétalpon.
Rögzítse az A2-t a 0 V-os sínhezugyanabból a 24 V-os egyenáramú tápellátásból táplálja a PLC-t - megosztott referencia kritikus.
Telepítse a flyback diódát (1N4007)A1–A2 között, a katódsáv A1-ig (+).
Kösse be a terhelést a 11-14 érintkezőkön keresztül(NO) a -hibabiztos viselkedés érdekében.
Folytonosság ellenőrzésetekercset (típus. 650–1200 Ω) és érintkezőket, mielőtt újra-kapcsolná a feszültséget.
Pontosan ezt az eljárást futtattam le egy 48-pontos Allen-Bradley MicroLogix utólagos felszerelésen tavaly tavasszal – nulla kimeneti hiba a 22 relén 6 hónapos 24/7 futás után. A fegyelem kifizetődik. Bármilyen eltérés ettől a 24 V DC relé kapcsolási rajztól a PLC munkafolyamathoz, különösen a 4. lépés kihagyása, és a CPU modullal játszol.
Miért van szüksége Flyback diódára és hogyan kell megfelelően telepíteni
Közvetlen válasz:Helyezzen egy 1N4007 diódát közvetlenül a relé tekercs - katódjára (csíkos vég) az A1-re (+24V), az anódra pedig az A2-re (0V). Amikor a PLC kimenet kikapcsol, az összeomló mágneses mező 300–1000 V-os induktív tüskét hoz létre, amely átüti a mindössze 30–50 V-os tranzisztorkimeneteket. A dióda ezt a visszarúgást nagyjából 0,7 V-ra rögzíti szabadonfutó áramút biztosításával.
Egyszer kicseréltem egy Siemens S7-1200 DQ modult, miután egy tech kihagyta a diódát egy Schrack PT relén – a kimenet 400 kapcsolási ciklus alatt meghibásodott. Egy diódával együtt láttam, hogy ugyanaz a modul több mint 10 millió műveletet hajt végre.
Szerelje fel a diódát a tekercs kivezetéseire, ne a PLC közelébe. Bármely 24 V-os DC relé bekötési rajzon PLC használathoz ezt az elhelyezést kell mutatnia. Sok interfész relé (Phoenix Contact PLC-RSC, Weidmüller TERMSERIES) integrált elnyomással érkezik -, mielőtt egy második diódát adna hozzá, ellenőrizze az adatlapot. Lásd a flyback dióda hivatkozást a Wikipédián a mögöttes fizikáért.
Kompromisszum: egy sima dióda 5–15 ms-mal{0}}lelassítja a kiesést. A nagy sebességű-kapcsoláshoz használja a dióda + Zener kombinációt.
A relé áramkör tesztelése és üzembe helyezése
Közvetlen válasz:Fokozatos bekapcsolás - soha ne helyezze feszültség alá a terhelést, amíg a tekercs áramkörét nem ellenőrizte. Ellenőrizze a 24V-os tápfeszültséget, kényszerítse a kimenetet PLC monitor módba, erősítse meg a hallható kattanást, mérje meg az érintkezők folytonosságát, majd csatlakoztassa a terhelést.
Üzembe helyezési ellenőrző listám palackozósor utólagos felszereléséből (12 relé, nulla hiba 18 hónap alatt):
Ellátás ellenőrzése:DMM a 24 V-os tápegységen - 24,0–24,5 V egyenáramra számít terhelés nélkül. Bármi, ami 23 V alatt van, alulméretezett tápellátást jelent.
Csak tekercs{0}}teszt:A terhelés megszakadt. TIA Portal vagy RSLogix monitor módban kapcsolja be a Q0.0-t. 15 ms-on belül hallania kell a kattanást (a Finder 40.52 adatlapja szerint), és ~24 V-ot kell mérnie az A1–A2 között.
Kapcsolattartás folytonossága:A DMM folytonossági módban 14-en (NO) - csak akkor kell sípolni, ha a tekercs feszültség alatt van. A 100 mΩ alatti ellenállás egészséges.
Terhelési feszültség:Csatlakoztassa újra a terhelést, ismételje meg a 10-szeres ciklust, majd a 60 fok feletti hő-ellenőrzés a reléalap - tekercs hőmérséklete bekötési hibát jelez a 24 V DC relé kapcsolási rajzán a PLC beállításához.
Dokumentáljon minden kényszerített kimenetet, mielőtt elhagyná a - feloldatlan erőket, amelyek az általam vizsgált indítási incidensek nagyjából 30%-át okozzák.
Gyakori vezetékezési hibák, amelyek károsítják a PLC-kimeneteket
Közvetlen válasz:Öt hiba minden másnál gyorsabban megöli a PLC kimeneti tranzisztorokat - rossz tekercsfeszültség, hiányzó flyback dióda, a kimenet névleges áramának túllépése, a süllyedés/forrás logika keveredése és a földhurkok létrehozása megosztott 0 V-os síneken keresztül. Minden meghibásodási módnak külön jele van, és mindegyik megelőzhető a PLC áramkörök megfelelő 24 V DC relé kapcsolási rajzával.
| Hiba | Tipikus Tünet | Fix |
|---|---|---|
| 120VAC tekercs 24VDC sínen | A relé soha nem húz be | Szerelés előtt ellenőrizze a tekercs címkéjét |
| Nincs flyback dióda | A kimeneti tranzisztor ~10k–50k ciklus után meghibásodik | 1N4007 A1/A2 keresztben, katód a + felé |
| A tekercs 60 mA-t vesz fel 50 mA kimeneten | Szakaszos reteszelés, hőkioldás | Helyezzen be egy kisebb pilótarelét |
| PNP relé az NPN kimeneten | A tekercs folyamatosan feszültség alatt van | A kimenet típusának egyeztetése a tekercs visszatérési útvonalával |
| Megosztott 0 V a PLC és a terhelés között | Fantom triggerelés, analóg drift | Külön 0V-os sínek, egy-pontos kötés |
2022-ben üzembe helyeztem egy csomagolósort, ahol három Siemens S7{11}}1200 DQ kimenet két héten belül meghibásodott. Eredeti ok: az integrátor Omron MY4N reléket használt (tekercs bemenet ~33mA, de 300V feletti kapcsolási tüske volt elnyomás nélkül), és kihagyta a diódát. Az 1N4007 diódák minden tekercsre történő utólagos felszerelése után a következő 18 hónapban nulla kimeneti meghibásodást regisztráltunk. Az induktív visszarúgás valóságos – a Wikipédia flyback dióda cikke leírja, hogy a nem elnyomott tekercsek miért generálnak fordított tüskéket, amelyek meghaladja az V tranzisztortCEértékelések.
A földhurok csapdájáról senki sem beszél
Hatékonyan hangzik egyetlen 0 V-os sín megosztása a PLC-logika és a nagy{1}}áramú mágnesszelepek között. Nem az. A 2A-es mágnesszelep visszatérő árama, amely ugyanazon a vezetőn halad át, mint a PLC közös, 50–200 mV-os feszültségeltolást hoz létre -, amely elegendő ahhoz, hogy hamis bemeneti értékeket produkáljon a 24 V-os nyelő bemeneteken. Allen-Bradley földelési irányelvei (1770-IN041-es publikáció) egypontos csillagföldelést javasolnak külön visszavezetésekkel a vezérlő- és tápáramkörökhöz.
Még egy csapda: a süllyedés és a forrásszerzés keverése ugyanazon a kimeneti kártyán. Ha a 24 V-os DC relé kapcsolási rajza PLC-hez egy PNP kimenetet mutat, amely egy relé tekercset táplál, amelynek másik lába +24 V feszültségű 0 V helyett, a tekercs nulla potenciálkülönbséget lát, és a relé soha nem lép működésbe -, vagy ami még rosszabb, áramot szivárog át a kimenet belső védődiódáján, és hetekig főzi.
Gyakran Ismételt Kérdések
Minden PLC kimenethez kell egy flyback dióda?Igen, bármilyen egyenáramú induktív terheléshez. A tranzisztoros kimenetek a legsebezhetőbbek - egy hiányzó dióda 300 V+ feszültségű tüskéket generálhat, és egyetlen kapcsolási ciklus alatt tönkreteheti a kimeneti FET-et. A relé (száraz{5}}érintkezős) PLC-kimenetek jobban tolerálják, de még mindig előnyös az RC-kizárás az érintkezők élettartama érdekében.
A váltakozó áramú reléket ugyanígy hajthatom?Nem. A 24 V-os egyenáramú relé bekötési rajza a PLC használatához nem vonatkozik a 120/230 VAC tekercsekre - cserélje ki a flyback diódát MOV vagy RC csillapítóra (általában 100 Ω + 0.1µF), és soha ne keverje a váltóáramú tekercs feszültségét a tranzisztorok kimenetein.
Milyen huzalmérő a tekercs áramkörhöz?A 18 AWG (1,0 mm²) szabványos az 500 mA alatti tekercsáramokhoz, az NFPA 79 panel huzalozási útmutatója szerint.
Több relé egy kimenetről?Legfeljebb 4 Finder 40.52 relét (egyenként 43 mA=172 mA) párhuzamosítottam egy Siemens 0,5 A-es tranzisztor kimeneten sikeresen - csak csökkentsd a 20%-ot, és szerelj be tekercsenként egy diódát.
Összegzés és a következő lépések
Tanuljon meg öt szabályt, és a 24 V-os egyenáramú relé kapcsolási rajza a PLC-projektekhez egy évtizedet túlél a terepen: illessze a tekercsfeszültséget ±10 tartományon belülre, tartsa tiszteletben a süllyedés és a forrás polaritást, szereljen fel egy 1N4007-es flyback diódát minden egyenáramú tekercsre, tartsa a tekercs áramát a kimenet névleges kapacitásának 50%-a alatt, és tesztelje a lenyelő/forráspanel előtt.
Legutóbbi utólagos beszerelésem során - egy 16-kimenetű Siemens S7-1200 Siemens S7-1200, amely Omron G2R reléket hajtott – a próbapadi tesztelés során két fordított diódát észleltem, mielőtt azok a panelhez értek volna, így nagyjából 4 óra hibaelhárítást takarítottak meg hibánként.
Nyomtassa ki az NFPA 79 huzalozási ellenőrzőlistáját
Először építse fel az áramkört egy DIN{0}}sínes padra
Üzembe helyezés előtt naplózza a tekercsfeszültséget, a bekapcsolást és a kapcsolási késleltetést
Kösd be egyszer. Kösd be rendesen.