TE專家支招:如何保護(hù)工業(yè)現(xiàn)場中的PLC?
發(fā)布時間:2015-03-13 來源:TE 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】PLC在工業(yè)現(xiàn)場實際使用的過程中,由于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境較惡劣,接線工作量較大,難免會有接線錯誤,往往會將有功率限制的I/O端口,誤接短路,造成端口過流燒毀,因此,PLC的每個I/O端口都很有必要設(shè)計過流保護(hù)措施,本文TE的專家給出了基于工業(yè)現(xiàn)場中的PLC的保護(hù)方案。
PLC即Programmable logic Controller,意為可編程邏輯控制器,它是一種數(shù)字運算操作的電子控制系統(tǒng),專門為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計,具有極高的抗干擾能力和和可靠性。它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序,執(zhí)行邏輯運算順序控制及定時計數(shù)等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬量輸入/輸出控制各種類型的生產(chǎn)操作過程。
PLC的一個顯著特點就是I/O多,這就意味著PLC的適應(yīng)能力強(qiáng),即使用戶因為產(chǎn)品更新?lián)Q代等因素,造成控制流程圖改變了,通常也只要修改控制流程圖,無需修改PLC硬件的接線,因此PLC在工業(yè)控制現(xiàn)場得到了極大的應(yīng)用。
從組成結(jié)構(gòu)形式上可以將PLC分為兩類:一類是一體化整體式PLC,其特點是電源、 中央處理單元、I/O接口都集成在一個機(jī)殼內(nèi)。另一類是標(biāo)準(zhǔn)模板式結(jié)構(gòu)化的PLC,其特點是電源模板、中央處理單元模板、I/O模板等在結(jié)構(gòu)上是相互獨立的,可根據(jù)具體的應(yīng)用要 求,選擇合適的模板,安裝在固定的機(jī)架或?qū)к壣希瑯?gòu)成一個完整的PLC應(yīng)用系統(tǒng)。
PLC在工業(yè)現(xiàn)場實際使用的過程中,由于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境較惡劣,接線工作量較大,難免會有接線錯誤,往往會將有功率限制的I/O端口,誤接短路,造成端口過流燒毀,因此,PLC的每個I/O端口都很有必要設(shè)計過流保護(hù)措施,放置自恢復(fù)保險絲PPTC在每個I/O端口處,以避免誤接短路事故的發(fā)生。這樣,如果調(diào)試人員不小心在I/O端口短路,自恢復(fù)保險絲PPTC將會立刻啟動保護(hù),限制了I/O端口整個回路的工作電流,保護(hù)了PLC的主板。當(dāng)故障排除,自恢復(fù)保險絲PPTC又很快自動恢復(fù)到低阻值狀態(tài),PLC又可以正常工作。
PLC使用中,I/O端口分?jǐn)?shù)字量和模擬量端口,對于輸入端口,又分?jǐn)?shù)字量輸入端口和模擬量輸入端口。對于PLC電流模擬量輸入端口,還需注意過壓保護(hù)。因為在電流模擬量I/O口中,有一個取樣電阻,通常為高精度的250 歐姆,當(dāng)PLC輸入電流比如4~20mA的電流信號時,電流通過I/O端口250歐姆電阻后,在PLC內(nèi)部形成1~5V的電壓信號。由于PLC的DC電源通常為24V,PLC測試或者在現(xiàn)場調(diào)試的時候,調(diào)試者很容易將24V電源接到PLC的模擬量輸入I/O端口,如果沒有保護(hù)的話,250歐姆取樣電阻長時間接24V電源,在取樣電阻上的功耗就會大量增加(由公式V2/R決定),這樣取樣電阻就會損壞。一個可能的保護(hù)解決方案就是電路中增加一個Zener管(或者TVS管)和取樣電阻并聯(lián),由Zener管來保護(hù)取樣電阻。但是隨之而來的問題就是,Zener管(或者TVS管)它們是瞬態(tài)電壓抑制器,對于瞬態(tài)電壓,它們有良好的保護(hù)特性,但是對于長時的過壓保護(hù),它們也無能為力。TE connectivity的PPTC+Zener或者PolyZen可以提供一個完整的解決方案。
TE公司的PolyZen器件集成了齊納二極管精密過壓保護(hù)元件,能夠和內(nèi)部的PPTC過流保護(hù)元件起協(xié)同保護(hù)作用。在出現(xiàn)持續(xù)的高功率狀態(tài)(過壓事件)時, 由于PPTC和Zener器件之間無縫的熱耦合性能,PolyZen器件中的PPTC可以感測Zener管的溫度,當(dāng)Zener管處于長時間過壓而溫度增加時,PPTC的溫度也會升高,由于PPTC是一個正溫度系數(shù)的溫度敏感電阻,PPTC電阻會溫度的增加迅速從低電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變到高電阻狀態(tài),限制了電流并保護(hù)了Zener管。
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