3 Причины выхода из строя модуля PLC и как гармоники VFD приводят к его поломке

Сегодня давайте поговорим о настоящей причине частых отказов модулей ПЛК.

Мне только что позвонил старый знакомый и пожаловался, что за последние несколько месяцев сгорело несколько модулей ПЛК, и причину этого никто не может найти, что приводит их в замешательство. На самом деле это частая проблема для инженеров-электриков, работающих на передовой. Опираясь на более чем 30-летний опыт работы в отрасли, я разберу эту проблему и предложу практический подход к устранению неисправностей модулей ПЛК.

За всю мою карьеру системы, находящиеся под моим непосредственным контролем, никогда не испытывали перегорания модулей. Однако проекты, которыми управляют мои коллеги и стажеры, часто сталкиваются с этой проблемой. В результате анализа я обнаружил, что основная причина выхода из строя модулей ПЛК часто упускается из виду.

Невидимый убийца: гармоники VFD вызывают отказ модуля PLC

Если модули питания вашего ПЛК продолжают перегорать, не сосредотачивайтесь только на самом ПЛК. Обратите внимание на вашу электросеть.

Виновником подавляющего большинства случаев перегорания является сеть электроснабжения. Осмотрите свой объект: есть ли там многочисленные частотно-регулируемые приводы (ЧРП) или установлены регуляторы скорости постоянного тока? Эти устройства являются классическими примерами нелинейных нагрузок.

Когда в сети имеется множество таких устройств, они генерируют разрушительные гармоники VFD. Эти гармоники накапливаются в сети, образуя напряжения высокого порядка. Когда эти искаженные формы напряжения воздействуют на модуль питания ПЛК, чрезмерно высокое напряжение и чрезвычайно быстрая частота перегружают внутренние компоненты, что в конечном итоге приводит к выходу из строя модуля ПЛК.

Это похоже на медленное отравление человека, добавляя в его воду медленно действующий токсин — коллапс неизбежен. Если вы не решите проблему гармоник, отказ модуля ПЛК будет преследовать ваше оборудование как повторяющийся призрак.

Устранение помех: стратегии предотвращения выхода из строя модулей ПЛК

Теперь, когда мы знаем источник проблемы, как ее исправить? Мы должны принять решительные меры — либо “блокировать”, либо “предотвращать”.”

1. Блокировка источника

Наиболее эффективный подход заключается в установке входного реактора на входе всех нелинейных нагрузок (таких как частотно-регулируемые приводы). Это принудительно подавляет обратную связь гармоник в сеть, что существенно снижает риск выхода из строя модуля PLC.

См. наш часто используемый Оулу Руководство пользователя VFD EV510A. Высококачественные частотно-регулируемые приводы учитывать это в своих проектах. Серия EV510A использует универсальное векторное управление током, и в его руководстве явно указано, что правильный выбор периферийного оборудования имеет решающее значение в сложных промышленных условиях. Использование совместимых приводов значительно снижает помехи для других устройств.

2. Защита терминала

Если вы не можете изменить условия электросети, защитите свой ПЛК. Установите фильтр или входной реактор на входе питания ПЛК. Он действует как бронежилет для ПЛК, ослабляя и подавляя гармонические помехи от электросети. Он поглощает циклические удары, тем самым предотвращая выход из строя модулей ПЛК.

При рассмотрении Руководство по выбору ЧРП.pdf, Я также отметил, что в руководстве по выбору оборудования в Оулу особое внимание уделяется воздействию окружающей среды на оборудование (температура/влажность окружающей среды). Хотя это относится к частотно-регулируемым приводам, принцип остается неизменным: качество электроэнергии является жизненно важным фактором для всего промышленного электронного оборудования.

Миф о 24-вольтовом источнике питания

Здесь я должен исправить одно серьезное заблуждение. Многие непрофессионалы полагают: “24 В — это всего лишь 24 В, подойдет любой старый импульсный источник питания”.”

Это классическая фраза для непрофессионалов и еще одна основная причина выхода из строя модулей PLC.

Чистота источника питания напрямую определяет стабильность системы. Особенно в Руководство пользователя VFD EV200, мы видим строгие определения для клемм цепи управления. Если ваше 24-вольтное питание поступает от дешевого, некачественного источника питания с сильной пульсацией, или если эта 24-вольтовая линия также питает соленоидные клапаны высокой мощности, то обратная ЭДС и пульсация в равной степени разрушат ваш модуль ПЛК.

Чтобы предотвратить выход из строя модуля ПЛК, всегда используйте специальный высококачественный импульсный источник питания для ПЛК и строго разделяйте цепи питания и цепи управления.

Заключение

Решение проблем, связанных с питанием ПЛК, гораздо сложнее, чем просто замена модуля. В конечном итоге, это требует борьбы с гармоническими помехами в электросети.

Независимо от того, устанавливаете ли вы реакторы для нелинейных нагрузок или выбираете изначально надежное приводное оборудование на этапе определения технических характеристик, такое как упомянутый Oulu EV510A, его оптимизированная внутренняя схема эффективно минимизирует загрязнение сети. Как профессиональные инженеры, мы должны с глубоким уважением относиться к качеству электроэнергии.

Не позволяйте некачественным источникам питания стать скрытым убийцей ваших систем управления. Выбор правильного решения — единственный способ навсегда избавиться от кошмара сбоев модулей ПЛК.