3 Cause di guasto del modulo PLC e come le armoniche VFD lo danneggiano
Oggi parleremo del vero responsabile dei frequenti guasti dei moduli PLC.
Ho appena ricevuto una telefonata da un vecchio conoscente che si lamentava del fatto che negli ultimi mesi diversi moduli PLC si sono bruciati senza che fosse stata individuata una causa chiara, lasciandoli in difficoltà. Si tratta in realtà di un problema comune che affligge gli ingegneri elettrici in prima linea. Attingendo a oltre 30 anni di esperienza nel settore, analizzerò il problema e fornirò un approccio pratico per risolvere i guasti dei moduli PLC.
Nel corso della mia carriera, i sistemi sotto la mia diretta supervisione non hanno mai subito guasti ai moduli. Tuttavia, i progetti gestiti dai miei colleghi e dai tirocinanti spesso risentono di questo problema. Attraverso un'analisi approfondita, ho scoperto che la causa principale dei guasti ai moduli PLC viene spesso trascurata.
Il killer invisibile: le armoniche VFD causano il guasto del modulo PLC
Se i moduli di alimentazione del PLC continuano a bruciarsi, non concentrarti solo sul PLC stesso. Controlla la tua rete elettrica.
Il responsabile della stragrande maggioranza degli incidenti di burnout è la rete di alimentazione elettrica. Ispezionate il vostro sito: ci sono numerosi azionamenti a frequenza variabile (VFD) o regolatori di velocità CC installati? Questi dispositivi sono esempi classici di carichi non lineari.
Quando nella rete sono presenti numerosi dispositivi di questo tipo, essi generano armoniche VFD devastanti. Queste armoniche si accumulano all'interno della rete, formando tensioni armoniche di ordine elevato. Quando queste forme d'onda di tensione distorte colpiscono il modulo di alimentazione del PLC, la tensione eccessivamente alta e la frequenza estremamente rapida sovraccaricano i componenti interni, causando infine il guasto del modulo PLC.
È come avvelenare lentamente qualcuno aggiungendo una tossina ad azione lenta nella sua acqua: il collasso è inevitabile. Se non si affronta il problema dell'armonia, il guasto del modulo PLC perseguiterà le vostre apparecchiature come uno spettro ricorrente.
Eliminare il rumore: strategie per prevenire il guasto dei moduli PLC
Ora che conosciamo l'origine del problema, come possiamo risolverlo? Dobbiamo agire con decisione, “bloccando” o “prevenendo”.”
1. Blocco della fonte
L'approccio più efficace consiste nell'installare un reattore di ingresso all'ingresso di tutti i carichi non lineari (come i convertitori di frequenza). Ciò sopprime forzatamente il feedback armonico nella rete, riducendo sostanzialmente il rischio di guasti al modulo PLC.
Fai riferimento al nostro Oulu comunemente usato Manuale d'uso VFD EV510A. VFD di alta qualità incorporare questa considerazione nella loro progettazione. Il Serie EV510A utilizza un controllo vettoriale universale della corrente e il suo manuale specifica chiaramente che la scelta delle apparecchiature periferiche adeguate è fondamentale in ambienti industriali complessi. L'uso di azionamenti conformi riduce significativamente le interferenze con gli altri dispositivi.
2. Protezione dei terminali
Se non è possibile modificare l'ambiente della rete elettrica, proteggere il PLC. Installare un filtro o un reattore di ingresso sull'alimentazione del PLC. Questo funge da giubbotto antiproiettile per il PLC, indebolendo e sopprimendo le interferenze armoniche provenienti dalla rete elettrica. Assorbe gli shock ciclici, prevenendo così il guasto del modulo PLC.
Durante la revisione del Guida alla selezione dei VFD.pdf, Ho anche notato che la guida alla selezione di Oulu sottolinea in modo specifico l'impatto ambientale sulle apparecchiature (temperatura/umidità ambientale). Sebbene ciò riguardi i VFD, il principio rimane lo stesso: la qualità dell'alimentazione è fondamentale per tutte le apparecchiature elettroniche industriali.
Il mito dell'alimentatore a 24 V
A questo punto devo correggere un grave malinteso. Molti non addetti ai lavori pensano che “24 V siano semplicemente 24 V e che qualsiasi vecchio alimentatore a commutazione sia sufficiente”.”
Questo è un classico esempio di linguaggio non tecnico e un'altra causa primaria di guasto dei moduli PLC.
La purezza dell'alimentazione elettrica determina direttamente la stabilità del sistema. In particolare nel Manuale d'uso VFD EV200, vediamo definizioni rigorose per i terminali dei circuiti di controllo. Se l'alimentazione a 24 V proviene da un alimentatore economico e di bassa qualità con un ripple elevato, o se questa linea a 24 V alimenta anche valvole solenoidi ad alta potenza, allora la forza controelettromotrice e il ripple distruggeranno ugualmente il modulo PLC.
Per prevenire guasti al modulo PLC, utilizzare sempre un alimentatore switching dedicato e di alta qualità per il PLC e separare rigorosamente i circuiti di alimentazione dai circuiti di controllo.
Conclusione
Affrontare i rischi legati all'alimentazione dei PLC è molto più complesso che sostituire semplicemente un modulo. In definitiva, è necessario combattere le interferenze armoniche all'interno della rete elettrica.
Sia che si tratti di installare reattori per carichi non lineari o di selezionare apparecchiature di azionamento intrinsecamente robuste durante la fase di specificazione, come il modello Oulu EV510A citato, il design ottimizzato dei circuiti interni riduce efficacemente al minimo l'inquinamento della rete. In qualità di ingegneri professionisti, dobbiamo mantenere un profondo rispetto per la qualità dell'energia.
Non lasciate che alimentatori di qualità scadente diventino il killer nascosto dei vostri sistemi di controllo. Scegliere la soluzione giusta è l'unico modo per eliminare definitivamente l'incubo dei guasti dei moduli PLC.
