PLC жүйелеріндегі қуат көздерінің ортақ сымдарын өзара қосу керек пе?

Қарапайым сым жалғау туралы сұрақ жүйелік тәуекелге айналғанда

Заманауи өнеркәсіптік басқару жүйелерінде қуат көздерінің ортақ сымдарын жалғау немесе жалғамау туралы қарапайым болып көрінетін шешім жүйенің тұрақтылығын не істен шығуын айқындауы мүмкін. Инженерлер көбіне оқшауланған құрылғылар сандық сигналдарды ортақ тірек деңгейін теңестірмей-ақ қауіпсіз алмастыра алады деп есептейді. Алайда өндірістегі жағдай мұның керісінше екенін көрсетеді.

PLC, электр жетектері және таратылған енгізу/шығару модульдері қатысатын аралас архитектуралар ортақ тірек потенциалына жасырын тәуелділікті жиі көрсетеді. Бұл ескерілмесе, сигналдың ығысуы, жалған іске қосылу немесе байланыстың толық жоғалуы орын алуы мүмкін.

Өндірістік сым жалғау сызбаларында ортақ сымдардың нақты қосылыстары жиі көрсетілмейді, бұл жүйелерді біріктіру кезінде түсінбеушілік тудырады.

Тірек тізбектері сигналдың әрекетін іс жүзінде қалай айқындайды

Сандық кіріс сигналдары оқшауланған күйде берілмейді. PLC шығысы мен жетектің кірісі логикалық күйлер мағыналы болуы үшін кернеу тірегін бірдей түсінуі керек. Бұл тірек әдетте 0VDC ортақ сымы болып табылады.

Бір қуат көзі бар архитектура: жобалау бойынша болжамды

PLC, датчиктер және жетектер бір 24VDC қуат көзін ортақ пайдаланғанда, жүйеде тұрақты тірек табиғи түрде қалыптасады. Сигнал шектері тұрақты болып, шуға сезімталдық төмен деңгейде қалады.

Бірнеше қуат көзі бар орта: белгісіздік осы жерден басталады

Мәселелер жетектер бөлек қуат көздерін пайдаланғанда пайда болады. Жер нүктелері арасындағы шағын потенциал айырмасының өзі кіріс кезеңіндегі «ҚОСУЛЫ/ӨШІРУЛІ» күйін қате түсіндіруге әкелуі мүмкін.

Өндірушілер контроллер мен жетек қуатының домендері арасында ортақ тірек болуын жиі нақты талап етеді.

Ортақ сымдарды жалғаудың инженерлік ымыралары

0V шиналарын әртүрлі жүйелер арасында жалғау сигнал тұтастығын жақсартады, бірақ сонымен бірге қуат домендері арасында байланыс орнатады. Бұл байланыс бір ішкі жүйедегі шуды екіншісіне таратуы мүмкін.

Ортақ сымдарды жалғау дұрыс шешім болатын жағдайлар

Бірұшты архитектурадағы сандық енгізу/шығару сигналдары ортақ тіректі қажет етеді. Ол болмаса, кіріс шектері қалқып, логикалық күйлердің анықтылығы жоғалады.

24VDC PLC қолданбаларының көпшілігінде ортақ сымдарды біріктіру міндетті болып табылады — бұл электр тізбегін толықтырудың негізгі шарты.

Оқшаулауды сақтау қажет болғанда

Шуы жоғары орталарда немесе ұзақ қашықтықтағы қондырғыларда гальваникалық оқшаулау артықшылықты болуы мүмкін. Мұндай жағдайларда ортақ сымдарды тікелей біріктірудің орнына сигналды кондициялау немесе оқшауланған енгізу/шығару модульдері қолданылады.

Бірнеше қысқышы бар қуат көздері ішкі жүйелер арасында ортақ сымды басқарылатын түрде таратуды жеңілдетеді.

Өндірістегі нақты орналасулар және жасырын шектеулер

Ықшам басқару шкафтарының ішінде инженерлер әдетте 0V шиналарын бір қысқыштар блогында біріктіреді. Бұл PLC, енгізу/шығару және жетек жүйелері үшін бірыңғай әрі таза тірек магистралін қамтамасыз етеді.

Модульдік машиналар немесе конвейер желілері сияқты таратылған қондырғыларда физикалық қашықтық тіректің үздіксіздігін қиындатады. Қайту жолындағы кернеу түсуі нақты жобалау факторы болып саналады.

M12 интерфейстерін пайдаланатын қосқышты далалық құрылғылар қосымша күрделілік туғызады. Таратқыштар немесе қысқа жалғау сымдары кейде тіректі біріктіру үшін қолжетімді жалғыз практикалық нүктеге айналады.

M12 негізіндегі далалық сымдар инженерлерді дәстүрлі басқару шкафының шекарасынан тыс тірек нүктелерін басқаруға мәжбүрлейді.

Таратылған енгізу/шығару және желілік жүйелер жағдайды өзгертеді

IO-Link, Modbus және қашықтағы енгізу/шығару концентраторларын пайдаланатын заманауи архитектуралар логикалық қуатты далалық қуаттан бөледі. Іске қосу кезінде бұл айырмашылық көптеген инженерлерді шатастырады.

CPU немесе желілік интерфейс толық оқшауланған болуы мүмкін, ал далалық қысқыштар коммутация сигналдары үшін әлі де ортақ 0V тірегіне тәуелді болады.

Тек далалық қуат доменіндегі ортақ сым біріктірілуі керек. Басқару электроникасының қуаты енгізу/шығару логикасының тұтастығына әсер етпей, оқшауланған күйде қала алады.

Таратылған архитектуралар логикалық қуат пен далалық қуатты бөледі, бірақ сигнал тірегі әлі де далалық доменге тәуелді.

PLC және PAC жүйелері сияқты платформаларда бұл бөлу енді ерекшелік емес, стандартты жобалау тәжірибесіне айналды.

Жер тірегінің стратегиясы жүйе сенімділігін неге айқындайды

Өнеркәсіптік автоматтандыруда тірек жүйесін жобалау енді жай ғана сым жалғау бөлшегі емес. Ол тығыздығы жоғары басқару жүйелеріндегі диагностикаға, үздіксіз жұмысқа және сигналдарды түсіндіруге тікелей әсер етеді.

Жерге тұйықтау туралы қате шешімдер көбіне айқын істен шығу емес, үзілісті ақаулар түрінде байқалады. Сондықтан өндірістік ортада ақауды іздеу баяу әрі қымбатқа түседі.

Көптеген жүйелер модульдік енгізу/шығару мен гибридті архитектураларға көшкен сайын, тіректі құрылымдық түрде таратудың маңызы арта береді. Инженерлер 0V жүйесін жай ғана сым жалғау емес, жүйе архитектурасының бір бөлігі ретінде қарастырады.

Өнеркәсіптік компоненттер мен жүйелік архитектураларға қатысты қуат және электр компоненттері сияқты платформалар жерге тұйықтау стратегиясының заманауи өнім дизайнына қалай енгізілетінін көрсетеді.

Нәтижені бәрібір инженерлік пайым айқындайды

Әр қондырғыға бірдей келетін әмбебап ереже жоқ. Дегенмен негізгі қағида өзгермейді: егер екі құрылғы бірұшты сандық сигналдармен алмасса, олардың нақты белгіленген ортақ тірек жолы болуы керек.

Оқшаулау қуатты құрал, бірақ оны мақсатты түрде қолдану қажет. Бақыланбайтын оқшаулау белгісіздік туғызады, ал белгісіздік детерминді басқарудың жауы болып табылады.

Ең жақсы жобалар ортақ сымдарды жалғаудан бас тартпайды — қосылыс қалай және қай жерде жасалатынын бақылайды.

Автор: Майкл Тёрнер
Өнеркәсіптік жүйелер тілшісі | 14 жылдық тәжірибе
Rockwell Automation, Schneider Electric және Emerson компанияларының таратылған басқару жүйелерін енгізу жобаларында бұрын далалық инженер болып жұмыс істеген. Өнеркәсіптік қуат архитектурасы мен басқару сигналдарының тұтастығын талдауға маманданған.