При много дискретни машини един канал за близост или светлинна завеса се третира като защитна или качествена блокировка, въпреки че входът е конвенционална дискретна точка. Когато този канал използва нормално отворен (N.O.) сензор, контролерът не може да различи свободно поле от изваден конектор. И при двете условия към стълбовидната логика се подава FALSE. Операторите, които открият този пряк път, могат да оставят предпазител отворен, да изключат сензор на инструмента или да заобиколят проверка за наличие, без да предизвикат аларма. Машината продължава да работи при погрешното предположение, че процесът е нормален.

Тази статия обяснява защо N.O. сензорите прикриват повреди от прекъснат проводник, как нормално затворените (N.C.) и двуконтактните устройства възстановяват видимостта на повредата и къде се вписват диагностичните входни модули на Allen-Bradley, като 1756-IA8D и 1756-IB16D, в архитектура ControlLogix. Тя също така ясно разграничава PLC диагностиката от сертифицираните защитни архитектури, които разчитат на защитни релета или защитни PLC за функции SIL 2 / PLd. Публикация 1756-TD002 остава основният справочник за електрическите характеристики на цифровите I/O на ControlLogix.

Защо нормално отворените сензори прикриват изключените кабели

Дискретен вход, който очаква сензор с подаващ или отвеждащ ток, оценява тока през канала. При N.O. устройство ток протича само когато бъде открита целта. Когато целта отсъства, каналът е отворен и входният бит е FALSE. Когато кабелът е изключен, каналът също е отворен и входният бит отново е FALSE. Следователно приложението в PLC няма независимо състояние, означаващо „сензорът липсва“. Логиката за качество, която просто изчаква TRUE, преди да продължи цикъла, ще приеме и двете условия като „може да се продължи“, което е точно неправилният резултат при приложения за защита и контрол на наличието.

При N.C. сензор нормалното състояние на покой е TRUE. Откриването на целта отваря контакта и задава FALSE на бита. Изключеният кабел също задава FALSE на бита, но това състояние се появява само когато има проблем спрямо очакваното нормално състояние TRUE. Следователно логиката на приложението може да изисква TRUE, преди да разреши движение, и да третира продължително FALSE без съответстваща причина от процеса като повреда. Разликата не е семантична; тя е разликата между незабележимо заобикаляне и принудително спиране.

Двуконтактни сензори и хибридни архитектури

Много индустриални сензори за близост и защитни превключватели се предлагат с двуконтактни конфигурации: един N.O. път за машинната логика и един N.C. път за мониторинг или участие в защитна верига. Практичен подход е N.O. контактът да се свърже към стандартен PLC вход, използван за решения по последователността или качеството, докато N.C. контактът подава сигнал към защитно реле или защитен I/O канал, който трябва да остане затворен, за да бъде разрешена работата на машината. Ако конекторът бъде изваден, N.C. пътят се отваря и защитното реле отпада, независимо какво смята PLC. Ако целта просто е налице, N.O. пътят променя състоянието си, докато N.C. мониториращият път все още може да потвърди непрекъснатостта на кабела и корпуса на устройството.

Когато двуконтактният хардуер не е наличен, серийното свързване на N.C. контур „устройство е налице“ през отделен мониториращ вход все пак помага, при условие че монтажникът разбира, че едно прекъсване на проводник на което и да е място в контура ще изглежда като липсващо устройство. Етикетирането, документацията на разпределителните кутии и периодичните функционални тестове остават задължителни. Не разчитайте на един-единствен PLC входен бит като единствен слой на защита при опасности за персонала.

Диагностични модули: 1756-IA8D и 1756-IB16D

Диагностичните цифрови модули на ControlLogix добавят откриване на прекъснати проводници и къси съединения, което липсва при стандартните модули. Диагностичният AC входен модул 1756-IA8D може да индикира прекъснат проводник, когато токът в полевата верига е под приблизително 2 mA при наличие на възбуждане. Диагностичният DC входен модул 1756-IB16D сигнализира за прекъснат проводник при ток под приблизително 0,5 mA. Тези прагове са важни, тъй като някои сензори и стари полеви устройства пропускат достатъчно ток, за да поддържат недиагностичния модул в нормално състояние, макар да се намират близо до реално прекъсване. Публикация 1756-TD002 представя в таблици електрическите ограничения и диагностичното поведение; винаги проектирайте според публикуваните стойности за конкретния каталожен номер и серия.

Системите Genius I/O от по-старо поколение често се споменават при обсъждания на модернизацията, тъй като поведението им при утечки около 2 mA е повлияло на начина, по който са били проектирани по-старите AC вериги. При прехвърляне на точки от Genius към ControlLogix не приемайте, че същото свързване на сензорите автоматично ще осигури коректен диагностичен статус на 1756-IA8D. Измерете тока в покой, потвърдете утечката на сензора в изключено състояние и коригирайте мрежите за повдигане или възбуждане, ако диагностичният бит се променя хаотично или никога не се активира. Диагностичните статусни битове трябва да бъдат включени в логиката за аларми и блокиране, а не да се пренебрегват като незадължителен статус.

Процедура за внедряване

1. Направете инвентаризация на всеки сензор, използван като защитна, контролна за наличие или инструментална блокировка. Отбележете полярността (N.O. или N.C.) и дали операторите могат да достигнат конектора.
2. Предпочитайте N.C. или двуконтактни устройства за всеки канал, който трябва да потвърждава целостта на кабела. Актуализирайте електрическите схеми и PLC таговете, така че да съответстват на новото състояние на покой.
3. Когато останат твърдотелни канали, задайте диагностични модули (1756-IB16D за DC, 1756-IA8D за AC) и пуснете в експлоатация тестове за прекъснат проводник, като изключите всеки канал при контролирани условия.
4. Свържете диагностичните битове за повреда към логиката за аларма с първопричина и разрешаване на блокировката. Изисквайте потвърдено нулиране след събитие с прекъснат проводник.
5. За функции SIL 2 / PLd реализирайте защитната функция чрез защитни релета или архитектура със защитен PLC. Никога не представяйте само стандартна PLC програма като мярка за функционална безопасност.

Доказвайте откриването на прекъснат проводник на всеки канал

Проверката е лесна и трябва да бъде записана в контролния списък за пускане в експлоатация. При включено захранване и блокирана машина изключете всеки критичен сензор и потвърдете, че очакваната аларма или отпадане на защитата се задейства в рамките на проектираното време за реакция. Свържете отново сензора и потвърдете, че нормалното N.C. състояние на покой се връща към TRUE, преди да изчистите повредата. Типичните проблеми включват оставяне на N.O. сензори върху тагове „защита“ по навик, използване на диагностични модули без правилно свързано възбуждане и предположение, че бюджетът за утечки от ерата на Genius все още е приложим след промяна на платформата. Друга често срещана грешка е диагностичният бит за прекъснат проводник да се третира като предупреждение с нисък приоритет, докато машината продължава да изпълнява цикли.

Накрая помнете, че диагностичният дискретен I/O подобрява поддръжката и намалява незабележимото заобикаляне, но сам по себе си не създава сертифицирана защитна функция. Съчетайте PLC диагностиката с хардуерни защитни продукти, оразмерени според оценката на риска, и поддържайте резервни PLC и I/O модули, съобразени със същите стандарти на платформата ControlLogix, използвани в останалата част на клетката.