3 causes de défaillance des modules PLC et comment les harmoniques VFD les détruisent

Aujourd'hui, parlons du véritable responsable des pannes fréquentes des modules PLC.

Je viens de recevoir un appel d'une vieille connaissance qui se plaint que plusieurs modules PLC ont grillé ces derniers mois, sans qu'aucune cause claire n'ait été trouvée, ce qui les laisse désemparés. Il s'agit en fait d'un casse-tête courant pour les ingénieurs électriciens de première ligne. Fort de plus de 30 ans d'expérience dans le secteur, je vais analyser le problème et proposer une approche pratique pour résoudre les pannes des modules PLC.

Tout au long de ma carrière, les systèmes sous ma supervision directe n'ont jamais connu de pannes de modules. Pourtant, les projets gérés par mes collègues et stagiaires sont fréquemment confrontés à ce problème. Après analyse, j'ai découvert que la cause principale des pannes de modules PLC est souvent négligée.

Le tueur invisible : les harmoniques VFD provoquent la défaillance des modules PLC

Si les modules d'alimentation de votre automate programmable continuent de griller, ne vous concentrez pas uniquement sur l'automate lui-même. Vérifiez votre réseau électrique.

Le coupable derrière la grande majorité des incidents de surchauffe est le réseau d'alimentation électrique. Inspectez votre site : y a-t-il de nombreux les entraînements à fréquence variable (EFV) ou des régulateurs de vitesse à courant continu ? Ces appareils sont des exemples classiques de charges non linéaires.

Lorsque de nombreux appareils de ce type sont présents dans le réseau, ils génèrent des harmoniques VFD dévastatrices. Ces harmoniques s'accumulent dans le réseau, formant des tensions harmoniques d'ordre élevé. Lorsque ces formes d'onde de tension déformées affectent le module d'alimentation électrique du PLC, la tension excessivement élevée et la fréquence extrêmement rapide submergent les composants internes, provoquant finalement la défaillance du module PLC.

C'est comme empoisonner lentement quelqu'un en ajoutant une toxine à action lente dans son eau : l'effondrement est inévitable. Si vous ne résolvez pas le problème harmonique, la défaillance du module PLC hantera votre équipement comme un spectre récurrent.

Réduire le bruit : stratégies pour prévenir les défaillances des modules PLC

Maintenant que nous connaissons la source du problème, comment pouvons-nous le résoudre ? Nous devons prendre des mesures décisives, soit “ bloquer ”, soit “ prévenir ”.”

1. Blocage de la source

L'approche la plus efficace consiste à installer un réacteur d'entrée à l'entrée de toutes les charges non linéaires (telles que les variateurs de fréquence). Cela permet de supprimer de manière forcée le retour d'harmoniques dans le réseau, réduisant ainsi considérablement le risque de défaillance du module PLC.

Consultez notre Oulu couramment utilisé Manuel de l'utilisateur VFD EV510A. Variateurs de fréquence de haute qualité intégrer cette considération dans leur conception. Le Série EV510A utilise un contrôle vectoriel universel du courant, et son manuel indique explicitement que le choix approprié des équipements périphériques est essentiel dans les environnements industriels complexes. L'utilisation de variateurs conformes réduit considérablement les interférences avec les autres équipements.

2. Protection des terminaux

Si vous ne pouvez pas modifier l'environnement du réseau, protégez votre API. Installez un filtre ou un réacteur d'entrée au niveau de l'alimentation électrique de l'API. Cela agit comme un gilet pare-balles pour l'API, affaiblissant et supprimant les interférences harmoniques provenant du réseau. Il absorbe les chocs cycliques, empêchant ainsi la défaillance du module API.

Lors de l'examen du Guide de sélection des VFD.pdf, J'ai également remarqué que le guide de sélection d'Oulu mettait particulièrement l'accent sur les impacts environnementaux sur les équipements (température/humidité ambiante). Bien que cela concerne les variateurs de fréquence, le principe reste le même : la qualité de l'alimentation électrique est vitale pour tous les équipements électroniques industriels.

Le mythe de l'alimentation électrique 24 V

Je dois ici corriger une idée fausse très répandue. Beaucoup de non-professionnels pensent que “ 24 V, c'est juste 24 V, n'importe quelle vieille alimentation à découpage fera l'affaire ”.”

Il s'agit là d'un discours classique de profane et d'une autre cause principale de défaillance des modules PLC.

La pureté de l'alimentation électrique détermine directement la stabilité du système. En particulier dans le Manuel d'utilisation du VFD EV200, nous voyons des définitions strictes pour les bornes des circuits de commande. Si votre alimentation 24 V provient d'une source d'alimentation bon marché et de mauvaise qualité avec une ondulation importante, ou si cette ligne 24 V alimente également des électrovannes à haute puissance, alors la force contre-électromotrice et l'ondulation détruiront également votre module PLC.

Pour éviter toute défaillance du module API, utilisez toujours une alimentation à découpage dédiée et de haute qualité pour l'API et séparez strictement les circuits d'alimentation des circuits de commande.

Conclusion

La résolution des problèmes liés à l'alimentation électrique des automates programmables est bien plus complexe que le simple remplacement d'un module. En fin de compte, cela nécessite de lutter contre les interférences harmoniques au sein du réseau électrique.

Que ce soit lors de l'installation de réacteurs pour des charges non linéaires ou lors du choix d'équipements d'entraînement intrinsèquement robustes pendant la phase de spécification, tels que le modèle Oulu EV510A référencé, sa conception de circuit interne optimisée minimise efficacement la pollution du réseau. En tant qu'ingénieurs professionnels, nous devons faire preuve d'un profond respect pour la qualité de l'alimentation électrique.

Ne laissez pas les alimentations électriques de qualité inférieure devenir le tueur caché de vos systèmes de contrôle. Choisir la bonne solution est le seul moyen d'éliminer définitivement le cauchemar des pannes de modules PLC.