電気 PLC 制御: リレーの選択、出力配線、およびパネルのベスト プラクティス

PLC 出力カードが同じ週に 2 回故障したため、エンジニアから電話がありました。負荷は 2.2 kW のコンタクタで、そのコイルは起動するたびに数ミリ秒間 3 A 近くに電流を流します。出力の定格は 0.5 A です。より高い定格の出力モジュールを使用しても、この問題は解決されません。正解はコントローラとコイル間のインターフェースリレーであり、同じ答えが盤内のほぼすべての誘導負荷に当てはまります。

電気的な PLC 制御は、プログラムではなく、出力端子で何が起こるかによって決まります。この記事では、コントローラーの出力段階、それに続くリレーまたはリレー モジュール、および使用開始 1 年を過ぎてもパネルの動作を維持するためのチェックについて説明します。

PLC 出力段で切り替えられるものとできないもの

PLC 出力は電源ではありません。これは、フィールド デバイスをお客様が提供する電源に接続するスイッチです。 3 つの一般的な出力ステージはまったく異なる動作をするため、これらを交換可能として扱うことが、ボードが焼けてしまった場合の最も早い方法です。

パターンはシンプルです。抵抗負荷と低電流負荷は出力に直接接続できます。スイッチオン時に定常電流の数倍を消費するコイル、コンデンサ入力、またはフィラメントを備えたものはすべて、インターフェイス リレーの後ろに属します。

インターフェイスリレーが依然としてその地位を獲得している理由

介在するリレーを取り除くと、レールが数センチメートル節約され、ポイントあたり数ドルが節約されます。ほとんどの産業用キャビネットでは、最初のサービス コール後に問題が再発します。その理由は 3 つあります。

ロジックとフィールド間のガルバニック分離

リレー コイルは PLC 出力によって駆動され、接点には界磁電流が流れます。したがって、バルブケーブルの短絡は、出力ボードに到達するのではなく、リレーで停止します。 40 個の出力を持つマシンでは、その違いはリレー 1 つとコントローラー 1 つです。

突入、キックバック、接触材料

コンタクタのコイルは、最初のミリ秒間、保持電流の 5 ～ 10 倍を消費し、その後コイルが開くと逆電圧スパイクを発生させる可能性があります。酸化銀接点を備えた 250 V AC で 16 A 定格のリレーがその義務を吸収し、交換コストは出力カードの数分の 1 です。電流がほとんど流れないドライ回路の場合は、金メッキ接点の方が良い選択です。これは、普通の銀接点では、低レベル信号の通過を妨げる酸化膜が発生する可能性があるためです。

保守性とスペアパーツ

レール取り付けまたはソケット取り付けのリレーは、週末のシャットダウン中に 2 分で交換されます。出力モジュールの障害は、通常、ラインの停止、配送の遅延、および午前 2 時に誰も実行したくないプログラムのダウンロードを意味します。

PLC 出力用のインターフェイス リレーの選択

選択は少数の数字によって決まります。この順序で作業を進めると、通常は仕様自体が記述されます。

1. コイル電圧と動作電圧。 24 V DC コイルは機械制御パネルの標準です。動作しなければならない電圧が PLC 電源の最小出力電圧を下回っており、解放しなければならない電圧がトライアックまたはトランジスタ出力からの残留漏れを超えていることを確認します。
2. 出力定格に対するコイル電流。定格 0.4 W の 24 V DC コイルは約 17 mA を消費します。負荷が誘導性の場合、PLC 出力を規定の定格の約 60% に下げ、1 つの共通端子を共有するすべての出力の合計電流を合計します。
3. 接点の定格と負荷の種類。定格はパネルのラベルではなく、実際の負荷に一致させてください。 1A ソレノイドを駆動する 16 A 接点は問題ありませんが、3 A コイルを駆動する 2 A 接点は問題ありません。
4. 突入電流。短時間の持続時間の値を示す接点定格を探すか、大型コンタクタやコンデンサ バンクなどの高突入負荷用に直列抵抗またはサーミスタを追加します。
5. デューティサイクルと寿命。数百万回の操作の機械的寿命は正常です。コンタクタのコイル負荷下での電気的寿命ははるかに短いため、機械が 1 日に実行する始動回数と比較する必要があります。

コイルとアーマチュアの背後にある機構について復習したい場合は、この説明で説明されています。 汎用電磁リレーの役割 わかりやすい言葉で。

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リレーモジュールとDINレール配線の練習

リレー モジュールは、リレー、コイル端子、ネジ接続を 1 つのレールに取り付けられたユニットにパッケージ化します。 10 A および 16 A 接点バージョンの同じリレー ファミリを中心に構築されたモジュールは設置面積を共有するため、レールの穴あけやレイアウトの再描画を行わずに、後でパネルをアップグレードできます。

配線の練習はモジュール自体と同じくらい重要です。より線のフェルールを使用し、パネル レイアウトが許す限りコイル配線を接点配線とは別のダクトに配置し、コモンを端子位置ではなく出力カードごとにグループ化し、すべての出力にプログラム アドレスのラベルを付けます。明確な図面と各タイプの予備リレーが 1 つあれば、コントローラー内の診断機能よりも長いダウンタイムを防ぐことができます。

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PLC 制御における磁気ラッチング リレー

磁気ラッチリレーは、コイルに電流が流れていない状態でも最後の位置を保持します。この特性は 2 つの状況で役立ちます。1 つは停電時にも機械がバルブまたは表示の状態を維持する必要がある場合、もう 1 つは数十個のコイルが一日中通電されたままになっており、電源に熱と負荷が加わっている場合です。

ラッチングリレーは連続信号ではなく短いパルスを必要とするため、プログラムはそれらを意図的にセットおよびリセットする必要があり、接点はどちらの位置にも到達する可能性があるため、コミッショニングには明示的なリセットステップを含める必要があります。これらを使用するパネルは通常、標準の介在リレーを直列に保持し、シーケンスで必要な場合に PLC が負荷を強制的にオフにすることもできます。

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現場で PLC 制御インターフェイスに障害が発生する場所

• コンタクタコイルからの突入を数ヶ月繰り返した後、接点が溶着した。
• トライアックまたはトランジスタの出力から数ボルトの漏れが発生するため、完全にオフにならない負荷。
• コイルが間違った共通端子に配線されているため、2 つの出力が互いに競合します。
• DC コイルにはフライバック ダイオードがないため、接点寿命と出力段の寿命が短くなります。
• フェルールの緩みと機械の振動により断続的な接触が発生しますが、これはプログラムのせいだと考えられます。
• リレーは 1 つのピンだけでソケットに押し込まれ、ベンチでは動作しますが、マシンでは失敗します。

引き渡し前の試運転チェック

1. フィールド電源を期待される最低値に設定して、各リレーのコイル電圧を測定します。
2. プログラミングソフトウェアから一度に 1 つずつ強制出力し、目的のリレーのみが動作することを確認します。
3. 各リレーを通電した状態で負荷端子の導通を確認し、出力が解除されると接点が開くことを確認します。
4. すべての出力、特にトライアックおよびトランジスタ出力をオフにして、漏れ電圧を確認します。
5. パネルを 30 分間運転し、コイルと接点の温度を確認します。コイルが温かいのは正常ですが、接点が熱いのは正常ではありません。
6. リレーのモデル、接点構成、プログラムアドレスをパネル図面に記録し、各タイプの予備をキャビネットに 1 つ保管してください。

Ningbo Chengyuan Chuangke Electronics は、1996 年以来寧波市鄞州でリレーを製造しており、現在は汎用電磁リレー、リードリレー、磁気ラッチリレー、レール取り付け型産業用制御モジュールを供給しています。について詳しく読むことができます 会社とその製造背景 サイト上で。

コイル電圧、負荷タイプ、スイッチング電流を送信すると、インターフェースはカタログページではなくパネルに適合するリレーまたはモジュールに適合します。