Неліктен 24VDC Қуат Жабдығының Сапасы PLC I/O Дәлдігін Белгілейді: Allen-Bradley және Schneider Өндірістік Талдауы

Тұрақты ток пен сигнал тұтастығы арасындағы жасырын байланыс

Әрбір PLC аналогтық кіріс модулі дәл сигналды түрлендіру үшін тұрақты 24В тұрақты ток көзін қажет етеді. Егер тұрақты ток желісіндегі толқындық кернеу 50 мВ шыңнан шыңға дейін асып кетсе, ішкі АЦП сілтемесі ауытқиды. Бұл ауытқу 4-20 мА оқылымының диапазонның 0,5%-дан 2%-ға дейін ауысуына әкеледі, дабыл іске қосылғанға дейін.

Біріншіден, PLC артқы панелінің терминалдарында 24В тұрақты ток желісін нақты-RMS мультиметрмен AC милливольт режимінде өлшеңіз. Дұрыс жұмыс істейтін өнеркәсіптік қуат көзі 23,5В мен 24,5В аралығында тұрақты кернеу береді және AC толқындық кернеуі 30 мВ RMS-тан төмен болады. Екіншіден, қуат көзінің жүктемесін тексеріңіз. Көптеген 24В тұрақты ток көздері 80% жүктемеден жоғары реттеуді жоғалтады. Allen-Bradley 1756-PA72 қуат көзі толық ControlLogix шассисін он алты 1756-IF16 аналогтық модульмен басқарғанда шамамен 4,2А ток салады, бұл қуат көзінің 70% жүктемесіне сәйкес келеді, яғни жеткілікті резерв бар. Алайда, сол желіден қуат алатын өріс бергіштерін қосу жүктемені қауіпсіз шектен асырады.

1-қадам: Барлық өріс сымдарын аналогтық кіріс модулі терминалдарынан ажыратыңыз. Модульге дәл 12.000 мА сигналын енгізу үшін дәл 4-20 мА калибраторын пайдаланыңыз.

2-қадам: RSLogix 5000 немесе Control Expert бағдарламасында масштабталған мәнді оқыңыз. 1756-IF16 модулі 4-20 мА және 0-100% инженерлік бірліктерге бапталған болса, 12.000 мА кіріс кезінде дәл 50.00% көрсетуі тиіс.

3-қадам: 2-сымды өріс бергіштерінің қуатын қосып, оқылымдарды салыстырыңыз. Егер мән 0,25%-дан көп ауытқитын болса, жерлік контур немесе қуат көзінің жұпталуын күдіктеніңіз.

HART негізіндегі диагностика қуат сапасы мәселелерін анықтайды

Қазіргі HART қолдайтын бергіштер қуат көзін ақауларын анықтауда күшті диагностикалық қабат ұсынады. Emerson 3051S қысым бергіші HART Команда 48 арқылы өзінің терминалдық кернеуін хабарлайды. Schneider Modicon M580 BMXART0814 HART аналогтық кіріс модулі арқылы Control Expert бағдарламасындағы FDT/DTM интерфейсі арқылы осы қосымша айнымалыны тікелей оқи алады.

Сонымен қатар, HART байланыс сигналы 4-20 мА тұрақты ток шеңберінде 1200 Гц және 2200 Гц жиіліктерінде жиілік ауыстырулы (FSK) сигнал ретінде жүреді. Шулы 24В тұрақты ток көзі осы жиіліктерді модуляциялап, 4-20 мА сигналында көрінбейтін қателер пайда болмас бұрын HART байланысының сәтсіздігіне әкеледі.

Сондықтан, егер DTM браузерінде "HART құрылғысы табылмады" қатесі пайда болса, бірақ 4-20 мА мәні дұрыс оқылса, қуат көзінің толқындық кернеуі 100 мВ HART спецификация шегінен асып кеткенін дереу күдіктеніңіз. Бергіш терминалдары арасындағы осциллографпен өлшеу толық жағдайды көрсетеді. Осциллографты AC жұптауға 500 мВ/бөлім және уақыт базасын 2 мс/бөлімге қойыңыз. Таза сигнал тегіс сызық және аз шу көрсетеді. Ақаулы қуат көзі желі жиілігінің екі еселенген жиілігінде, әдетте 100 Гц немесе 120 Гц, аралық толқынды сигнал шығарады.

Нақты ақау түрі: Жерлік контур тұзағы

Жақында мұнай өңдеу зауытын жаңарту жобасы дәл осы ақау түрін көрсетті. Топ үш ControlLogix шассисіне жиырма төрт Allen-Bradley 1756-IF16 модулін орнатты, олар танк алаңы деңгейін бақылауға арналған. Барлық 2-сымды радар бергіштері 40А қуат рейтингі бар бір 24В тұрақты ток көзін бөлісті. Қуат көзінің шығыс терминалдарындағы кернеу 24,1В болды. Алайда, ең алыс бергіштің кернеуі жүктеме кезінде 21,8В-қа төмендеді, бұл бергіштің ең төменгі жұмыс кернеуінен 22,0В төмен.

Біріншіден, топ өріс қуатын төрт 10А тізбекке бөліп, жеке сақтандырғыштар орнатты. Екіншіден, әр қашықтағы I/O жинау шкафына Schneider XUWE2401 тұрақты ток қуат кондиционерлерін орнатты. Бұл кондиционерлер AC толқындық кернеуді 10 мВ-тан төмен сүзгілеп, әр арнаға 3А дейін реттелген 24,0В кернеу береді.

Нәтижелері дереу байқалды:

• Аналогтық оқылым дәлдігі диапазонның ±1,2%-дан ±0,15%-ға жақсарды
• Барлық 96 бергіште HART байланысының сенімділігі 78%-дан 99,8%-ға дейін артты

Соңында, топ Emerson AMS Device Manager арқылы DCS дабыл тізіміне қуат сапасын бақылауды қосты. Қандай да бір бергіште кернеу ±5%-дан асса, ерте ескерту дабылы пайда болады.

Қорытынды және іс-шаралар бойынша кеңес

Қуат көзінің сапасы PLC I/O өлшеулерінің дәлдігінің негізі болып табылады. Әрбір 24В тұрақты ток желісін жылына кемінде бір рет нақты-RMS өлшегіш және осциллографпен тексеріңіз. Өріс аспаптарының қуатын артқы панель қуатынан бөлек, арнайы қуат көздері немесе қуат кондиционерлері арқылы қамтамасыз етіңіз. Барлық маңызды шеңберлерде HART терминалдық кернеуін бақылауды баптаңыз.

Дереккөзде дұрыс өлшенген 24В тұрақты ток көзі жүктемеде жеткіліксіз кернеу беруі мүмкін. Тұрақты 24,0В пен төмендеген 21,5В арасындағы айырмашылық процесс қауіпсіздігі мен қажетсіз тоқтаудың арасындағы шекара болып табылады.

Автор: Ли Хонгбо – PLC, DCS және басқару жүйелері саласында 10 жылдан астам тәжірибесі бар өнеркәсіптік автоматтандыру инженері.