Chức năng hẹn giờ cảm biến: Khi độ trễ cục bộ hỗ trợ logic PLC

Nhiều cảm biến quang điện, điện dung và tiệm cận thông minh có thể trì hoãn, kéo dài hoặc phát xung đầu ra chuyển mạch trước khi tín hiệu đến PLC. Khi được sử dụng cẩn thận, việc xử lý cục bộ này có thể loại bỏ hiện tượng rung tín hiệu và giúp các sự kiện ngắn trở nên dễ nhận biết. Khi sử dụng tùy tiện, nó có thể che khuất thời điểm thực của quy trình và khiến đội bảo trì tìm kiếm trong sai chương trình.

Bộ định thời chỉ nên đặt tại cảm biến khi hành vi đó là một phần của yêu cầu cảm biến. Việc tuần tự hóa máy, phản hồi lỗi và thời gian hiển thị cho người vận hành thường vẫn dễ quản lý hơn trong bộ điều khiển.

Các chế độ định thời phổ biến thực sự hoạt động như thế nào

Trễ bật lọc các lần phát hiện ngắn

Trễ bật yêu cầu điều kiện cảm nhận phải duy trì ở trạng thái hoạt động trong khoảng thời gian đã cấu hình trước khi đầu ra thay đổi trạng thái. Sự kiện ngắn hơn sẽ bị loại bỏ. Điều này có thể triệt tiêu rung động, tia nước bắn hoặc phản xạ nền thoáng qua, nhưng cũng làm tăng độ trễ đối với mọi lần phát hiện hợp lệ.

Đầu ra chỉ thay đổi sau khi đầu vào duy trì ở trạng thái hoạt động trong khoảng Ton. Sơ đồ định thời do Carlo Gavazzi cung cấp và được lưu giữ trên CDN PLC ProTech.

Trễ tắt duy trì đầu ra sau khi kết thúc phát hiện

Trễ tắt thay đổi đầu ra ngay khi mục tiêu xuất hiện, sau đó duy trì đầu ra ở trạng thái hoạt động trong một khoảng thời gian xác định sau khi mục tiêu biến mất. Nó có thể bắc cầu các khoảng hở nhỏ giữa các gói hàng hoặc duy trì tín hiệu đủ lâu để thiết bị phía sau phản hồi.

Các chế độ trễ kết hợp và phát xung một lần định hình lại sự kiện

Trễ bật/tắt áp dụng việc xác nhận độc lập cho cả hai lần chuyển trạng thái. Phát xung một lần theo sườn lên tạo ra một xung có thời lượng cố định khi quá trình phát hiện bắt đầu; phát xung một lần theo sườn xuống tạo ra xung khi quá trình phát hiện kết thúc. Độ rộng xung được cấu hình cục bộ thay vì do chiều dài mục tiêu quyết định.

Tài liệu cảm biến IO-Link của Carlo Gavazzi liệt kê các chế độ trễ bật, trễ tắt, trễ kết hợp và phát xung một lần theo sườn lên hoặc sườn xuống. Các nhà cung cấp khác có thể sử dụng tên gọi khác hoặc áp dụng logic định thời trước hay sau khi đảo đầu ra, vì vậy tài liệu sản phẩm là nguồn có thẩm quyền cuối cùng.

Định thời cục bộ giải quyết ba vấn đề thực tế

Thứ nhất, nó có thể khử dội cho một sự kiện không ổn định về cơ khí hoặc nhiễu quang học ngay gần nguồn. Thứ hai, nó có thể kéo dài một xung ngắn hơn bộ lọc đầu vào PLC, chu kỳ cập nhật mạng hoặc khoảng thời gian thực thi tác vụ. Thứ ba, nó có thể cung cấp cùng một phản hồi cho đầu ra có dây cứng cục bộ và kênh dữ liệu quy trình IO-Link khi thiết bị hỗ trợ cả hai.

Lợi ích nằm ở hành vi xác định tại điểm cảm biến, không phải là “dự phòng miễn phí”. Đầu ra cảm biến được định thời không thể duy trì an toàn hoặc năng suất của máy đồng bộ sau khi PLC hỏng. Nó chỉ tiếp tục áp dụng quy tắc tín hiệu đã cấu hình trong khi còn được cấp nguồn.

Vì sao định thời trong PLC thường là lựa chọn tốt hơn

Bộ định thời của bộ điều khiển hiển thị rõ trong chương trình, có thể phát cảnh báo, có thể thay đổi theo kiểm soát quyền truy cập và có thể sử dụng ngữ cảnh chế độ, công thức và trạng thái máy. Kỹ sư có thể xem đồng thời đầu vào thô và tín hiệu đã được xác nhận. Điều đó giúp phân tích nguyên nhân gốc dễ dàng hơn khi khoảng cách sản phẩm, tốc độ hoặc độ phản xạ thay đổi.

Định thời phía cảm biến che giấu sự kiện thô khỏi đầu vào PLC dạng rời rạc, trừ khi một kênh thứ hai hoặc giá trị chẩn đoán IO-Link cung cấp nó. Nếu máy bỏ sót sản phẩm, bộ điều khiển có thể chỉ nhìn thấy tín hiệu đã được định hình lại và không thể phân biệt mục tiêu yếu với cài đặt trễ quá lớn.

Vấn đề về chu kỳ quét cũng tương tự logic phát xung một lần. Hướng dẫn về các xung phát một lần trong Studio 5000 giải thích vì sao phải đánh giá đồng thời độ rộng sự kiện và thời điểm thực thi tác vụ, thay vì mặc định rằng chúng luôn phù hợp.

Tính toán thời gian như một ngân sách đầu-cuối

Phản hồi mà máy nhận được bao gồm thời gian đáp ứng của cảm biến, bộ định thời đã cấu hình, bộ lọc của mô-đun đầu vào, thời gian chu kỳ IO-Link hoặc cập nhật mạng, chu kỳ tác vụ của bộ điều khiển, thời gian thực thi chương trình, độ trễ đầu ra và thời gian đáp ứng của cơ cấu chấp hành. Độ trễ trong trường hợp xấu nhất quan trọng hơn một con số đơn lẻ trong catalog.

Đối với việc kéo dài xung, hãy đặt thời lượng đầu ra có dư biên cao hơn đường truyền thu nhận hợp lệ chậm nhất. Đối với lọc bằng trễ bật, hãy xác minh rằng mục tiêu hợp lệ ngắn nhất vẫn hiện diện lâu hơn thời gian trễ ở tốc độ dây chuyền tối đa. Một cài đặt hoạt động trong quá trình chạy thử chậm có thể loại bỏ sản phẩm đạt yêu cầu khi chạy ở tốc độ sản xuất.

IO-Link giúp quản lý tham số dễ hơn—và cũng dễ thay đổi nhầm hơn

IO-Link có thể cung cấp chế độ và giá trị định thời dưới dạng tham số, cho phép tải công thức và thay thế thiết bị. Điều này cũng tạo ra các yêu cầu quản trị. Hãy lưu bộ tham số đã được phê duyệt, kiểm soát người có quyền ghi và ghi rõ đơn vị vì một số thiết bị cho phép sử dụng mili giây, giây hoặc phút.

Khi thay thế, hãy xác nhận danh tính thiết bị và phiên bản IODD trước khi khôi phục tham số. Hướng dẫn đưa IO-Link vào vận hành trình bày về chế độ cổng, dữ liệu quy trình, xử lý IODD và xác nhận.

Không sử dụng bộ định thời cảm biến tiêu chuẩn làm chức năng an toàn

Đầu ra được định thời tiêu chuẩn không phải là chức năng trễ đạt chuẩn an toàn, chức năng tạm ngắt hoặc dừng bảo vệ. Các ứng dụng an toàn yêu cầu thiết bị, kiến trúc, chức năng chẩn đoán và quy trình xác nhận phù hợp. Nếu tín hiệu được định thời ảnh hưởng đến chuyển động nguy hiểm, đánh giá rủi ro phải xác định chức năng đó thuộc về bộ điều khiển an toàn hay thiết bị được chứng nhận.

Một phép thử đưa vào vận hành giúp phát hiện các trường hợp biên bị che khuất

Ghi lại chế độ định thời, giá trị, đơn vị, trạng thái đảo đầu ra và việc cài đặt áp dụng cho đầu ra có dây cứng, kênh IO-Link hay cả hai. Kiểm tra các xung ngay dưới và ngay trên ngưỡng. Thay đổi tốc độ dây chuyền, tạo các khoảng hở thực tế, ngắt rồi cấp lại nguồn, ngắt kết nối IO-Link và xác minh trạng thái dự phòng.

Ghi xu hướng giá trị phát hiện thô khi có thể, tín hiệu chuyển mạch đã định thời, bit đã được PLC xác nhận và hành động cuối cùng của máy. Bằng chứng này cho thấy độ trễ được thêm vào ở đâu và ngăn việc lọc trùng lặp ở cả cảm biến lẫn PLC.

Quan điểm biên tập: hãy giữ phạm vi của trí thông minh cục bộ ở mức cục bộ

PLC ProTech khuyến nghị sử dụng bộ định thời cảm biến cho việc điều hòa tín hiệu không thể tách rời khỏi nhiệm vụ cảm nhận: loại bỏ rung tín hiệu, bắc cầu khoảng hở và kéo dài xung. Việc định thời trình tự và quyết định xử lý lỗi nên được duy trì trong bộ điều khiển, trừ khi một kiến trúc đã được lập tài liệu yêu cầu khác.

Cảm biến thông minh nên làm giảm sự mơ hồ tại đầu vào. Nếu bộ định thời của nó khiến quy trình thô trở nên vô hình, nó đã đánh đổi vài dòng lệnh thang lấy một vấn đề bảo trì khó khăn hơn.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác nhau giữa trễ bật và trễ tắt trong cảm biến là gì?

Trễ bật chờ trước khi bật đầu ra và loại bỏ các đầu vào ngắn hơn thời gian trễ. Trễ tắt bật đầu ra ngay lập tức nhưng chờ trước khi tắt sau khi quá trình phát hiện kết thúc.

Cảm biến phát xung một lần có thể bắt được sự kiện mà PLC sẽ bỏ lỡ không?

Nó có thể kéo dài xung đầu ra để đường truyền đầu vào PLC có thời gian phát hiện. Xung vẫn phải vượt quá bộ lọc đầu vào, thời gian cập nhật mạng và khoảng thời gian tác vụ trong trường hợp xấu nhất với biên phù hợp.

Có nên lọc cùng một tín hiệu ở cả cảm biến và PLC không?

Chỉ khi có lý do được lập tài liệu. Các bộ lọc xếp chồng làm tăng độ trễ và có thể che khuất các sự kiện hợp lệ. Hãy giữ một tầng hiển thị rõ ràng và ghi lại tổng ngân sách thời gian.

Các cài đặt định thời IO-Link có được giữ lại khi thay thế cảm biến không?

Có thể, nếu bộ chuyển đổi chính hỗ trợ lưu trữ tham số và thiết bị thay thế tương thích. Quá trình đưa vào vận hành phải xác minh danh tính thiết bị, phiên bản IODD, đơn vị và các giá trị được khôi phục.

Được viết bởi Đội ngũ Biên tập PLC ProTech