Развязка выходов/питания ПЛК110-220.32.Р-М

[Aleksandr_Sorokin]

Добрый день!

Ситуация следующая: есть ПЛК110-220.32.Р-М, один из его дискретных выходов, по сигналу на определённом дискретном входе, коммутирует напряжения ~220 В на катушку контактора насоса. Данный выход включён в цепь управления этим насосом, которая защищается отдельным автоматом. Так вот, в момент останова двигателя (именно останова, когда дискретный выход размыкает цепь питания катушки контактора) происходит срабатывание автоматов, защищающих цепь управления и (!!!) ПЛК. То есть, в момент когда приходит сигнал, что надо отключить насос, срабатывают автоматы. Мне кажется, что входы тут вообще не причём (=24 В, опторазвязка), что-то с выходами/питанием, но вот что - непонятно.
В режиме ручного управления (обычными кнопка в цепи управления) при пуске/останове насоса автомат цепи управления не срабатывает. Выбивает именно при работе от ПЛК.

Какие будут мысли?

[SBER]

Тип контактора, мощность двигателя?

[petera]

Добрый день!

Ситуация следующая: есть ПЛК110-220.32.Р-М, один из его дискретных выходов, по сигналу на определённом дискретном входе, коммутирует напряжения ~220 В на катушку контактора насоса. Данный выход включён в цепь управления этим насосом, которая защищается отдельным автоматом. Так вот, в момент останова двигателя (именно останова, когда дискретный выход размыкает цепь питания катушки контактора) происходит срабатывание автоматов, защищающих цепь управления и (!!!) ПЛК. То есть, в момент когда приходит сигнал, что надо отключить насос, срабатывают автоматы. Мне кажется, что входы тут вообще не причём (=24 В, опторазвязка), что-то с выходами/питанием, но вот что - непонятно.
В режиме ручного управления (обычными кнопка в цепи управления) при пуске/останове насоса автомат цепи управления не срабатывает. Выбивает именно при работе от ПЛК.

Какие будут мысли?

Параллельно катушке контактора установите цепь,состоящую из последовательно соедененных конденсатора 0,1 мкФх600В и резистора 100-120 Ом 0,5 Вт

[Aleksandr_Sorokin]

Тип контактора, мощность двигателя?

Контактор модульный ESB24-40 ("АВВ"), Uупр. = 230 В, Uкомм. = 400 В, Iкомм = 24 А.
Двигатель 220/400 В, 2,2 кВт, 4,8 А, n = 2900 об/мин, кратность пускового тока 6,8.


Параллельно катушке контактора установите цепь,состоящую из последовательно соедененных конденсатора 0,1 мкФх600В и резистора 100-120 Ом 0,5 Вт

Насколько я знаю RC-цепочки применяются для искрогашения. Вы думаете дело в этом и установка RC-цепочки поможет? Можно ли чуть поподробнее?

[petera]

Контактор модульный ESB24-40 ("АВВ"), Uупр. = 230 В, Uкомм. = 400 В, Iкомм = 24 А.
Двигатель 220/400 В, 2,2 кВт, 4,8 А, n = 2900 об/мин, кратность пускового тока 6,8.
Насколько я знаю RC-цепочки применяются для искрогашения. Вы думаете дело в этом и установка RC-цепочки поможет? Можно ли чуть поподробнее?
Эти искры сыплются с контактов реле, которое установлено на выходе контроллера. И естественно оно расположено внутри ПЛК очень близко к процессору, ОЗУ и другим компонентами ПЛК. И будут происходить сбои в его работе, вплоть до перезагрузки.
Перенапряжение на контактах выходных реле возникает из-за индуктивности нагрузки и именно в момент размыкания контактов реле.
Оно обусловлено явлением самоиндукции. Величина эдс самоиндукции может быть во много раз больше напряжения питания.
Например при напряжении питания 220 В величина эдс самоиндукции может достигать нескольких киловольт! И это напряжение (несколько киловольт) приложено к разомкнутым контактам реле и вызывает дуговой разряд между ними.
Вот эта электрическая дуга и вызывает мощные электромагнитные помехи и электрическую эрозию контактов реле.
Для того, чтобы понять как уменьшить величину эдс самоиндукции нужно понять какие физические процессы происходят в индуктивности нагрузки.
Обмотка катушки, кроме индуктивности, имеет паразитную (она образуется между витками обмотки) емкость. Величина этой емкости мала - несколько десятков пкФ. И так в реальности мы имеем не чистую индуктивность, а LC контур
В момент размыкания контактов реле энергия магнитного поля, запасенная в индуктивности нагрузки, переходит в энергию электрического поля паразитной емкости катушки, затем обратно энергия магнитного поля переходит в энергию магнитного поля и т.д. В LC контуре возникают затухающие электромагнитные колебания.

Согласно закону сохранения энергии, энергия электрического поля должна быть равна энергии магнитного поля
(С*U*U)/2 = (L*I*I)/2
Из формулы видно, что из-за малой величины емкости обмотки напряжение на ней могут достигать значительной величины. И если существенно увеличить емкость LC контура, то можно существенно уменьшить величину возникающего напряжения.
Для этого параллельно индуктивной нагрузки нужно включить конденсатор. На практике подключают цепочку из последовательно включенных конденсатора и резистора.
Параметры RC цепочки можно рассчитать по неким эмпирическим формулам, но на практике просто подбирают конденсатор 0,1 - 0,2 мкФ и берут резистор примерно 100-150 Ом.

[petera]

Из-за сбоев в работе ПЛК, на его выходе может сформироваться вместо четкого сигнала ОТКЛ. пачка коротких импульсов ОТКЛ-ВКЛ-ОТКЛ., что усугубит ситуацию и может вызвать перегрузку двигателя. Автомат будет срабатывать из-за больших пусковых токов двигателя.

[Aleksandr_Sorokin]

Эти искры сыплются с контактов реле, которое установлено на выходе контроллера. И естественно оно расположено внутри ПЛК очень близко к процессору, ОЗУ и другим компонентами ПЛК. И будут происходить сбои в его работе, вплоть до перезагрузки.


Так получается, что вход питания ПЛК и выходные реле никак не развязаны друг с другом и при размыкании контактов вых. реле через ПЛК проходит ток, отключающий автомат? Странно как-то.

[Aleksandr_Sorokin]

Из-за сбоев в работе ПЛК, на его выходе может сформироваться вместо четкого сигнала ОТКЛ. пачка коротких импульсов ОТКЛ-ВКЛ-ОТКЛ., что усугубит ситуацию и может вызвать перегрузку двигателя. Автомат будет срабатывать из-за больших пусковых токов двигателя.

В том-то и дело, что выбивает автоматы защиты ПЛК (1 А) и цепи управления двигателем (тоже 1 А). Автомат защиты двигателя не выбивает ни при пуске, ни при останове.

[petera]

Так получается, что вход питания ПЛК и выходные реле никак не развязаны друг с другом и при размыкании контактов вых. реле через ПЛК проходит ток, отключающий автомат? Странно как-то.
Какой автомат стоит и на какой ток. У меня ПЛК160-220 при включении его питания через автомат на 3А иногда "не дает включить" автомат. Теперь ставлю на 4А. :)

[petera]

Я бы по любому RC цепочку поставил на катушку пускателя, копеечные затраты, а хуже точно не станет. За одно и может и поможет.
Тем более, что все уважающие себя производители ПЛК в своих Даташитах настоятельно требуют их применения при индуктивной нагрузке на выходах ПЛК.

[жекон]

Из-за помех программа сбоит обычно,смоделируйте ситуацию вместо ПЛК выключатель поставьте и посмотрите что будет,да и автомат на мой взгляд слабоват.

[IVM]

Добрый день!

Ситуация следующая: есть ПЛК110-220.32.Р-М, один из его дискретных выходов, по сигналу на определённом дискретном входе, коммутирует напряжения ~220 В на катушку контактора насоса. Данный выход включён в цепь управления этим насосом, которая защищается отдельным автоматом. Так вот, в момент останова двигателя (именно останова, когда дискретный выход размыкает цепь питания катушки контактора) происходит срабатывание автоматов, защищающих цепь управления и (!!!) ПЛК. То есть, в момент когда приходит сигнал, что надо отключить насос, срабатывают автоматы. Мне кажется, что входы тут вообще не причём (=24 В, опторазвязка), что-то с выходами/питанием, но вот что - непонятно.
В режиме ручного управления (обычными кнопка в цепи управления) при пуске/останове насоса автомат цепи управления не срабатывает. Выбивает именно при работе от ПЛК.

Какие будут мысли?

Подобные явления происходят из-за несоблюдения элементарных правил проектирования комплектных устройств. Эта тема регулярно всплывает на форуме. Лично я устал про это писать. Специально для Вас перечислю основные моменты:
1) ПЛК и мощная коммутационная аппаратура (пускатели, контакторы, и т.д.) должны располагаться в разных шкафах;
2) шкафы должны быть обязательно заземлены;
3) шкаф управления и силовой шкаф должны питаться от разных фидеров (шкаф управления можно запитать от осветительной сети, а силовой от трехфазной промышленной);
4) все электромагниты, работающие на переменном токе (катушки пускателей, контакторов, электромагнитных клапанов и т.д.) должны быть зашунтированы RC-цепочками;
5) электромагниты, работающие на постоянном токе, должны быть зашунтированы диодами;
6) в шкафу с ПЛК желательно установить сетевой фильтр.

Соблюдайте эти простые правила и не слушайте всяких разгильдяев, которые говорят, что это ерунда.

[lara197a]

Согласен с выше написанным, НО для начала автоматы мощнее поставьте.
Для импульсных ИП автоматы нужно ставить больше потребляемого тока.
К примеру я для ПЛК ставлю автомат 3-6А.
От КЗ он защитит и выкл. не будет.

[Aleksandr_Sorokin]

Какой автомат стоит и на какой ток. У меня ПЛК160-220 при включении его питания через автомат на 3А иногда "не дает включить" автомат. Теперь ставлю на 4А. :)

Забыл в первом посте написать, что в момент коммутации выбивает ещё и автомат 6А в ВРУ, от которого питается шкаф с ПЛК.


Подобные явления происходят из-за несоблюдения элементарных правил проектирования комплектных устройств. Эта тема регулярно всплывает на форуме. Лично я устал про это писать. Специально для Вас перечислю основные моменты:
1) ПЛК и мощная коммутационная аппаратура (пускатели, контакторы, и т.д.) должны располагаться в разных шкафах;
2) шкафы должны быть обязательно заземлены;
3) шкаф управления и силовой шкаф должны питаться от разных фидеров (шкаф управления можно запитать от осветительной сети, а силовой от трехфазной промышленной);
4) все электромагниты, работающие на переменном токе (катушки пускателей, контакторов, электромагнитных клапанов и т.д.) должны быть зашунтированы RC-цепочками;
5) электромагниты, работающие на постоянном токе, должны быть зашунтированы диодами;
6) в шкафу с ПЛК желательно установить сетевой фильтр.

Соблюдайте эти простые правила и не слушайте всяких разгильдяев, которые говорят, что это ерунда.


Согласен с выше написанным, НО для начала автоматы мощнее поставьте.
Для импульсных ИП автоматы нужно ставить больше потребляемого тока.
К примеру я для ПЛК ставлю автомат 3-6А.
От КЗ он защитит и выкл. не будет.

В общем, я так понял, что установка RC-цепочек и замена автоматов более мощными в данном случае мне поможет, так? Буду пробовать, о результатах отпишусь.

И ещё:
- Для меня вопрос развязки питания ~220 В и выходов ПЛК так и остался открытым.
- Как рассчитать параметры RC-цепи? Хоть и ув. petera говорит, что на практике берут резистор 100-150 Ом и ёмкость 0,1-0,2 мкФ, всё же интересна методика расчёта.

Спасибо.

[Aleksandr_Sorokin]

Из-за помех программа сбоит обычно,смоделируйте ситуацию вместо ПЛК выключатель поставьте и посмотрите что будет,да и автомат на мой взгляд слабоват.

Так в том то и дело, что при работе в ручном режиме (то есть, когда напряжение на контактор подаётся кнопками) ничего не выбивает. Про автомат я уже понял:).

[IVM]

Так в том то и дело, что при работе в ручном режиме (то есть, когда напряжение на контактор подаётся кнопками) ничего не выбивает. Про автомат я уже понял:).
При разрыве цепи питания катушки контактора возникает дуга, если катушка контактора не зашунтирована RC-цепочкой. Дуга является источником электромагнитных помех. Если коммутация контактора происходит от кнопок, то дуга возникает между контактами НЗ кнопки при ее размыкании. Если коммутация контактора происходит от реле ПЛК, то дуга возникает между контактами этого реле, которое находится внутри ПЛК в непосредственной близости от электронных компонентов и печатных проводников. На всех проводниках в момент разрыва цепи контактора наводятся помехи в виде всплесков или провалов напряжения. Из-за этого происходят сбои в работе ПЛК со всеми вытекающими последствиями. А какова мощность двигателя ? Если двигатель мощный и питание на него подается через мощный контактор, то я бы посоветовал поставить промежуточное реле для коммутации этого контактора.

[petera]

При разрыве цепи питания катушки контактора возникает дуга, если катушка контактора не зашунтирована RC-цепочкой. Дуга является источником электромагнитных помех. Если коммутация контактора происходит от кнопок, то дуга возникает между контактами НЗ кнопки при ее размыкании. Если коммутация контактора происходит от реле ПЛК, то дуга возникает между контактами этого реле, которое находится внутри ПЛК в непосредственной близости от электронных компонентов и печатных проводников. На всех проводниках в момент разрыва цепи контактора наводятся помехи в виде всплесков или провалов напряжения. Из-за этого происходят сбои в работе ПЛК со всеми вытекающими последствиями. А какова мощность двигателя ? Если двигатель мощный и питание на него подается через мощный контактор, то я бы посоветовал поставить промежуточное реле для коммутации этого контактора.
Я про это же http://www.owen.ru/forum/showpost.php?p=97527&postcount=5
:)

[Aleksandr_Sorokin]

Если коммутация контактора происходит от реле ПЛК, то дуга возникает между контактами этого реле, которое находится внутри ПЛК в непосредственной близости от электронных компонентов и печатных проводников. На всех проводниках в момент разрыва цепи контактора наводятся помехи в виде всплесков или провалов напряжения. Из-за этого происходят сбои в работе ПЛК со всеми вытекающими последствиями.

Да, но опять же данная ситуация происходит только на одном ПЛК. Два других (точно такие же, с такими же схемами) работают нормально. Может дело в конкретном ПЛК?

[жекон]

А какова мощность двигателя ?

Контактор модульный ESB24-40 ("АВВ"), Uупр. = 230 В, Uкомм. = 400 В, Iкомм = 24 А.Двигатель 220/400 В, 2,2 кВт, 4,8 А, n = 2900 об/мин, кратность пускового тока 6,8.
У меня есть ПЛК который управляют движками и по мощнее,без RC цепей и промежуточных реле,это конечно не пример для подражания, но тем не менее ПЛК работает без проблем,по-моему собака где-то не здесь зарыта.

[petera]

Да, но опять же данная ситуация происходит только на одном ПЛК. Два других (точно такие же, с такими же схемами) работают нормально. Может дело в конкретном ПЛК?
Переставить ПЛК местами (благо можно провода не отключать). Если проблема переместится вместе с ПЛК, то разбираться с неисправным, а если проблема останется с другим ПЛК, то искать ошибки в монтаже.