DirectLOGIC Руководство пользователя контроллера DL06. Часть 1
Подождите немного. Документ загружается.
Глава 2: Установка, электромонтаж и спецификации. 2—15
Руководство пользователя контроллера DL06 (D0-06USER-M-RUS)/ Перевод ООО «ПЛКСистемы»
Понятия приемник/ источник
Перед дальнейшим изучением схем подключения Вы должны иметь полное
понимание понятий «приемник» и «источник» тока. Эти термины часто
используются при описании дискретных входных и выходных цепей
постоянного тока. Цель данного раздела — облегчить понимание этих
понятий. Сначала приводится краткое определение, за которым следуют
практические приложения.
Приемник = предусматривает замыкание цепи на землю (-)
Источник = предусматривает замыкание цепи на источник питания (+)
Обратите внимание на полярность. Понятия «приемник» и «источник»
относятся только к цепям постоянного тока. Входные и выходные точки,
которые являются приемниками либо источниками, могут проводить ток
только в одном направлении. Это означает, что можно подсоединить внешний
источник питания и полевые устройства к точке Ввода/Вывода с обратным
направлением тока, и эти цепи не будут работать. Таким образом, вы можете
приступить к монтажу только при понимании понятий «Приемник» и
«Источник».
Например, на рисунке справа показан вход — «приемник». Для правильного
подсоединения внешнего источника питания, вы должны осуществить это
соединение таким образом, чтобы вход обеспечивал проводимость к
заземлению(-).
Начните с входной клеммы ПЛК,
продолжайте через цепи считывания
входа ПЛК и закончите на общем
полюсе, соедините источник питания (-)
с общим полюсом. После добавления
выключателя между источником питания
(+) и входом вы замкнете цепь. Если
замкнуть выключатель, ток потечет в
направлении, указанном стрелками.
Применяя указанный принцип построения цепи, получим показанные ниже
четыре возможные схемы входного/выходного приемника/источника. У
микроконтроллеров DL06 входы могут быть приемником или источником и
выходы или приемником или источником. Любая пара схем ввода/вывода,
показанных ниже, возможна с одной из моделей DL06.
2—16 Глава 2: Установка, электромонтаж и спецификации.
Руководство пользователя контроллера DL06 (D0-06USER-M-RUS)/ Перевод ООО «ПЛКСистемы»
Понятие «Общего полюса» входа/выхода
Для того чтобы цепи Ввода/Вывода
работали, необходимо, чтобы ток входил в
одну клемму и выходил через другую.
Поэтому с каждым дискретным
Вводом/Выводом связаны, по крайней мере,
две клеммы. На рисунке справа клемма для
Входа или Выхода предназначена для
питающего провода тока. Еще одна клемма
необходима для обратного провода (к
источнику питания).
Практически все дискретные входы или
выходы на ПЛК совместно используют путь
возврата с другими точками входа/выхода.
На рисунке справа показана группа (или
блок) из 4 входа, которые совместно
используют обратный общий провод. В этом
случае четыре входа требуют только пять
клемм вместо восьми.
ПРИМЕЧАНИЕ. В приведенных цепях ток в общем проводе в 4 раза больше
любого канального входного тока, когда все входы подключены. Это
особенно важно для выходных цепей, где иногда требуется общий провод.
Большего сечения.
Большинство входных и выходных цепей DL06
объединены в блоки, которые совместно использую
т
обратный провод. Хорошим указателем такой группы
Ввода/Вывода являются монтажные метки. Общие
блоки отделены жирной линией. Более тонкая линия
отделяет входы связанные с тем общим проводом.
На рисунке справа X0, X1, X2 и X3 совместно
используют общий провод C0, расположенный слева
от X1.
Приведенная ниже маркировка показывает наличие пяти групп по 4 входа и
четырех групп по 4 выхода. Для каждой группы существует один общий канал.
Следующая маркировка предназначена для моделей с выходом постоянного
тока (приемник), таких как D0-06DD1 и D0-06DD1-D. Один общий контакт
используется для каждой группы из четырех выходов, и один обозначенный
контакт предназначен для питания выходных цепей.
Глава 2: Установка, электромонтаж и спецификации. 2—17
Руководство пользователя контроллера DL06 (D0-06USER-M-RUS)/ Перевод ООО «ПЛКСистемы»
Подключение точек ввода/вывода постоянного тока к
полупроводниковым полевым устройствам
В предыдущем разделе понятия П риемник и Источник для цепей ввода/вывода постоянного
тока объяснялись возможностью тока течь только в одном направлении. Эт о справедливо
также для многих полевых устройств, которые имеют полупроводниковую (транзисторную)
аппаратуру сопряжения. Др угими словами, полевые устройства также могут быть
«приемниками» и «источниками». Когда два устройства соединяются последовательно в
цепи постоянного тока (как например в случае, когда подключается пол евое устройство к
входам или выходам постоянного тока микроконтроллера), то один из них должен
соединяться как «источник», а другой — как «приемник» тока.
Полупроводниковые входные датчики
Некоторые входные цепи постоянного тока DL06 могут принимать ток в любом направлении,
поэтому они могут подключаться как «источник», либо как «приемник». В следующей цепи
полевое устройство имеет транзисторный выход с открытым коллектором NPN. К нему
подается ток от входной точки ПЛК, которая является «источником». Питание может
подаваться от любого источника (+12 или +24В постоянного тока), который удовлетворяет
техническим условиям.
В следующей цепи полевое устройство имеет выход с транзистора PNP с открытым
эмиттером. С него ток подается на вхо дной мо дуль ПЛК, и далее — на заземление. Поскольку
полевое устройство является источником тока, то никакие дополнительные источники питания
не требуются.
Полупроводниковая выходная нагрузка
Иногда в приложении требуется соединить выходную точку ПЛК с полупроводниковым входом
полевого устройства. Этот тип соединения обычно используется для управления сигналами
низкого уровня мощными исполнительными механизмами.
У семейства микроконтроллеров DL06 выходы постоянного тока или только приемники или
источники. Все шестнадцать выходов имеют один общий провод, даже притом, что имеются
четыре отдельных общих клеммы.
В следующей цепи от выходной точки ПЛК при подключении питания ток подается на общий
полюс выходного модуля. Эта выходная точка соединена с входом-источником полевого
устройства.
2—18 Глава 2: Установка, электромонтаж и спецификации.
Руководство пользователя контроллера DL06 (D0-06USER-M-RUS)/ Перевод ООО «ПЛКСистемы»
Глава 2: Установка, электромонтаж и спецификации. 2—19
Руководство пользователя контроллера DL06 (D0-06USER-M-RUS)/ Перевод ООО «ПЛКСистемы»
В следующем примере выход ПЛК – приемник постоянного тока соединен с
входом – приемником полевого устройства. Это — небольшая хитрость, так
как и выход ПЛК, и вход полевого устройства имеют тип «приемник».
Поскольку цепь должна иметь одно устройство-источник и одно устройство-
приемник, то к выходу ПЛК необходимо добавить возможности источника
посредством использования нагрузочного резистора. В цепи, показанной
ниже, Rнагрузки соединяет выход со входом цепи питания выходного модуля
постоянного тока.
ПРИМЕЧАНИЕ 1. НЕ пытайтесь использовать большую нагрузку (>25
мА) в этой схеме подключения.
ПРИМЕЧАНИЕ 2. Применение нагрузочного резистора для реализации
выхода-источника имеет своим результатом инвертирование логики
выхода . Другими словами, с точки зрения релейной логики, на вход
рабочего устройства подается питание, когда выход ПЛК отключен.
Ваша программа должна учитывать это и вырабатывать
инвертированный выход. Или вы можете делать инверсию в другом
месте, например, на полевом устройстве.
Важно правильно выбрать значение Rнагрузки. Для этого вам необходимо
знать номинальный входной ток полевого устройства (Iвхода) при его
включении. Если он не известен, то его можно рассчитать, как показано ниже
(типовое значение 15мА). Далее используйте (Iвхода) и напряжение внешнего
источника питания для вычисления Rнагрузки. Затем вычислите мощность
Pнагрузки (в ваттах) для оценки правильного значения Rнагрузки.
I
входа
=
входа
R
включении) (при
входа
V
Rнагрузки
= Rвхода−
входа
I
0.7 - Vисточника
P
нагрузки
=
нагрузки
R
2
Vисточника
2—20 Глава 2: Установка, электромонтаж и спецификации.
Руководство пользователя контроллера DL06 (D0-06USER-M-RUS)/ Перевод ООО «ПЛКСистемы»
Способы подключения реле
Модели D0-06AR и D0-06DR имеют релейные выходы. Реле являются
наилучшим решением для следующих приложений:
• При нагрузке, для которой требуется более высокий ток, чем может дать
полупроводниковый выход.
• В приложениях, для которых важна стоимость.
• Когда некоторые выходные каналы требуют изоляции от других выходов
(например, когда некоторые нагрузки требуют напряжений, отличных от
других нагрузок).
Некоторые приложения, в которых НЕЛЬЗЯ использовать реле:
• Нагрузки, которые требуют ток менее 10мА.
• Нагрузки, которые должны переключаться с высокой скоростью либо в
цикле с тяжелым режимом.
В этом разделе рассказано о различных вариантах подключения выходов
реле к нагрузке. Релейные выходы DL06 - шестнадцать нормально-
разомкнутых однополюсных реле. Они сгруппированы по четыре реле на один
общий канал. На схеме показаны реле и внутренняя проводка ПЛК. Обратите
внимание на то, что каждая группа изолирована от другой группы выходов.
На следующей схеме все элементы нагрузки используют один и тот же
источник питания переменного тока, который питает DL06. В этом примере все
общие каналы соединены в один.
В схеме на следующей странице нагрузки для точек Y0-Y3 используют один и
тот же источник питания переменного тока, который обслуживает DL06.
Нагрузки для точек Y4-Y7 используют отдельный источник питания
постоянного тока. В этом примере общие каналы разделены в соответствии с
тем, какой источник питает определенный элемент нагрузки.
Глава 2: Установка, электромонтаж и спецификации. 2—21
Руководство пользователя контроллера DL06 (D0-06USER-M-RUS)/ Перевод ООО «ПЛКСистемы»
Подавление бросков напряжения в це пи с индуктивной
нагрузкой
При обесточивании приборов с индуктивной на грузкой через контакт реле, эти приборы
генерируют импульсное напряжен ие. При замыкании контакт реле «дрожит», что в свою
очередь активизирует и обесточивает катушку до тех пор, пока «дребезг» не прекратится.
Генерируемые переходные напряжения значительно превыша ют по амплитуде напряжение
питания, особенно напряжение постоянного тока.
При включении индуктивной нагрузки с питанием от источника постоянного тока, в момент
открытия контактов реле (или при «дребезге») в цепи появляется полное напряжение
питания. При включении индуктивной нагрузки с питанием от источника переменного тока
существует один шанс из 60 (60 Гц) или 50 (50 Гц), что когда синусоида переменного тока
пересечет нулевой уровень, контакт реле будет открыт (или произойдет «дребезг»). Если при
открытии контакта реле, напряжен ие не равно нулю, в индукторе сохраняется энергия,
которая высвобождается в тот момент, когда неожиданно снимается напряжение. Этот
выброс энергии и является причиной возникновения импульсов напряжения .
Когда приборы с индуктивной нагрузкой (двигатели, стартеры, промежуточные реле,
соленоиды, клапаны, и др.) управляются с помощью релейных контактов, рекомендуется
параллельно катушке периферийного устройства подключить устройство подавления
выбросов напряжения. Если индуктивный прибор снабжен разъемным соединителем, то
устройство подавления выбросов напряжения можно установить в клеммной колодке на
выходе реле.
Подавители импульсного напряжения (Transient Voltage Suppressor, TVS,) обеспечивают
лучшую защиту от импульсного напряжения в катушках с источниками питания постоянного
или переменного тока, обеспечивая самое быстрое реагирование с наименьшим выбросом.
Далее в списке средств подавления выбросов напряжения в катушках с питанием от
источников постоянного или переменного тока стоят варисторы на окисе металла (MOV).
Например, на следующей далее диаграмме сигнала отображена энергия, высвобожденная в
момент открытия контакта, который предназначен для включения 24-вольтового соленоида
(постоянного тока). Обратите внимание на большой всплеск напряжения.
+24В постоянного тока
+24В
постоянного
тока
-24В
постоянного
тока
-324В постоянного тока
Контакт реле модуля
2—22 Глава 2: Установка, электромонтаж и спецификации.
Руководство пользователя контроллера DL06 (D0-06USER-M-RUS)/ Перевод ООО «ПЛКСистемы»
На этом рисунке представлена та же самая цепь с параллельно
подсоединенным фильтром - подавителем (TVS). Заметьте, что всплеск
напряжения заметно уменьшился.
+24В постоянного тока
+24В
постоянного
тока
-24В
постоянного
тока
-42В
постоянного
тока
Контакт реле модуля
ПЛК-Системы поставляет восьмикананый модуль с TVS на 24В: ZL-TD-24
Продление срока службы контактов реле.
На степени износа контактов реле сказывается число совершенных
включений, искрение в моменты включения и выключения, а также наличие
загрязнений. Существует ряд рекомендаций, с помощью которых Вы сможете
продлить срок службы контактов реле. Например, включение и выключение
реле только при необходимости, и (по возможности) включение и выключение
цепи нагрузки в тот момент, когда в ней присутствует ток наименьшей силы.
Вдобавок, позаботьтесь о подавлении всплес ков напряжения, образуемых в
индуктивных элементах нагрузки (например, контакторах или соленоидах).
При наличии индуктивной нагрузки в цепи постоянного тока мы рекомендуем
использовать подавляющий диод, как показано на следующей схеме (НЕ
используйте эту цепь с питанием от источника переменного тока). При
включении нагрузки диод имеет обратную проводимость (высокое
сопротивление). После отключения нагрузки сохраненная энергия в катушке
высвобождается в форме отрицательного всплеска напряжения. В этот
момент диод становится в прямой проводимости (низкое сопротивление) и
отводит энергию на землю. Это защищает релейные контакты от высокого
напряжения, которое может возникнуть при открытии контактов.
Установите диод как можно ближе к периферийному индуктивному
устройству. Используйте диод с амплитудным инверсивным напряжением не
менее 100 В, 3А или более прямого тока. Выберите тип диода с быстрым
восстановлением (например, тип Шотки). НЕ используйте диоды для малых
сигналов, например 1N914, 1N941 и др. Перед началом работы убедитесь в
том, что диод правильно установлен в цепь. Если диод установлен в
обратном направлении, то при включении реле он вызовет короткое
замыкание в цепи питания.
Глава 2: Установка, электромонтаж и спецификации. 2—23
Руководство пользователя контроллера DL06 (D0-06USER-M-RUS)/ Перевод ООО «ПЛКСистемы»
Подключение входов постоянного тока
Микроконтроллер серии DL06 со входами
постоянного тока представляют собой очень
гибкую систему, способную работать в
режиме приемника или источника. Двойные
диоды (на рисунке справа) позволяют току
проходить в любом направлении. Входы
принимают 10.8 - 26.4 В постоянного тока.
Используемые приборы работают при +12 В
постоянного тока и +24 В постоянного тока.
На самом деле Вы можете подсоединить
каждую группу входов, связанную с одним
общим и как потребитель и как источник тока.
Все каналы группы должны быть одного типа: либо приемники, либо
источники.
В первом примере все входы работают приемниками, все общие объединены.
В следующем примере первые восемь входов работают приемниками, а
последние двенадцать — источниками.
2—24 Глава 2: Установка, электромонтаж и спецификации.
Руководство пользователя контроллера DL06 (D0-06USER-M-RUS)/ Перевод ООО «ПЛКСистемы»
Подключение выходов постоянного тока
Выходные цепи постоянного тока DL06 представляют собой
высокоэффективные транзисторные переключатели с низким сопротивлением
в открытом состоянии и быстрым временем переключения. Примите к
сведению следующие характеристики, присущие только выходам постоянного
тока:
• Для всех шестнадцати выходов существует только одна общая цепь. Все
шестнадцать выходов находятся в одной группе.
• Выходные ключи — только типа приемник (потребитель) или только
источник.
Для определения типа выхода у конкретной модели
посмотрите подробную спецификацию в этом руководстве.
• Для питания выходной цепи внутри ПЛК необходим внешний источник
питания. Один полюс источника питания (-) нужно подсоединить к общей
клемме, а другой (+) — к крайней правой клемме верхнего коннектора (+V).
В следующем примере все шестнадцать выходов получают питание от одного
источника питания.
В следующем примере выходы имеют «раздельные» источники питания.
Первые восемь выходов используют +12-вольтовый источник постоянного
тока, а последние во семь — +24-вольтовый источник. В любом случае Вы
можете «разбить» выходы на любое количество источников, пока:
• все напряжения питания находятся в заданном диапазоне
• все выходы подсоединены как цепи приемники
• все питающие контакты (-) соединены между собой