PLC トラブルシューティングのマスタリング:シンキング出力とソース出力のデコード

PLC システムのトラブルシューティングは、PLC プログラムではなく、フィールド デバイスと I/O モジュールを調査することから始める必要があります。障害の 70 ～ 80% は、フィールド デバイスおよび関連する配線、電源、その他の関連ハードウェアに起因します。誰かが変更を加えていない限り、PLC プログラムのエラーはまれです。

この記事では、効果的にトラブルシューティングを行い、障害の原因を特定できるように、PLC 出力のシンクとソースの特性について説明します。

シンクとソーシングという用語から始めましょう。

シンクとソーシング

私たちの多くは、マイナスからプラスへの電子の流れは事実であると教えられてきました。シンクとソースについて話すときは、正から負への電流の流れを指します。これは従来の電流の流れです。

シンクとソーシングを説明するために従来の現在の用語が使用されているのはなぜですか?概念や基準は電子が理解されるずっと前に確立されていたため、これは伝統に関するものです。

電流がデバイス #1 からデバイス #2 に流れている場合、デバイス #1 は電流をソースし、デバイス #2 は電流をシンクします。

デバイス #1 がリレー コイルなどの出力フィールド デバイスで、デバイス #2 が PLC デジタル出力モジュールであるとします。電流がリレー コイルから出力モジュールに流れる場合、リレー コイルがソース、出力モジュールがシンクになります。

電流が出力モジュールからリレー コイルに流れる場合、モジュールがソース、リレー コイルがシンクになります。

出力モジュールのタイプ

PLC ベンダーは、ソリッドステートのシンキング出力モジュールとソース出力モジュールの両方を提供しています。実際のスイッチング動作は、負荷電圧を電子的にオンまたはオフにするソリッドステート コンポーネント (通常は BJT または FET) によって実行されます。

ソリッドステート スイッチングのため、モジュールを制御対象のフィールド デバイスのタイプに適合させる場合、電流の流れの方向が重要になります。

ドライリレーは、3 番目のタイプの出力モジュールです。これは固定 PLC I/O の元の標準であり、極性や電流の方向に関係なく AC 負荷と DC 負荷を切り替える機械接点を使用していました。

多くの PLC では、リレー接点がカチッと閉まる音が聞こえます。ドライリレー出力モジュールは、シンクまたはソースとして機能できます。これは、混合負荷タイプまたはより大きな電流を伴うアプリケーションで現在でも人気があります。

ドライリレー出力モジュールのトラブルシューティングは、他のリレー回路のトラブルシューティングと何ら変わりません。したがって、ソリッドステート モジュールのトラブルシューティングに重点を置きます。

現代の産業システムは高いスイッチング速度を必要とするため、機械式リレーよりも信頼性の高い動作をするソリッドステート出力モジュールに依存しています。

出力モジュール

シンク出力モジュールとソース出力モジュールは異なる配線になっています。ソーシングモジュールは負荷を供給電圧に接続します。シンキング モジュールは、負荷を電源リターンまたはグランドに接続します。

アレン-ブラッドリー 1756-OB16D

まずは、16 出力のソーシング出力モジュールである Allen-Bradley 1756-OB16D から始めます。 「D」という文字は診断を表しており、このモジュールは他のモジュールよりも優れたカテゴリに分類されます。

多くの出力モジュールと同様に、各出力には出力コマンドのステータスを示す ST LED があります。トラブルシューティングを支援するために、このモジュールには、フィールド デバイスおよび関連ハードウェアの潜在的な問題を示す FLT LED があります。

ST LED 0 がオンの場合、PLC プログラムの指示に従って ON コマンド ロジックが反映されます。内部ソリッドステート スイッチが閉じ、出力 0 端子に接続された負荷に約 +24 ボルトを供給します。

• アレン-ブラッドリー 1756-OB16D

通常の動作条件下では、ソリッドステート スイッチの両端で約 1.2 ボルト降下し、負荷電圧が低下します。

負荷が開いたり、ワイヤが断線したりしても、電圧は存在し続けます。そこで FLT LED がトラブルシューティングに役立ちます。 FLT LED 0 が点灯している場合は、オープン負荷や断線などの出力の障害状態を示します。

• PLC 出力のトラブルシューティング

ST LED 0 がオフの場合、ソリッドステート スイッチが開き、外部回路への電流経路が遮断されます。出力電圧はゼロであると予想されるでしょう。

ただし、内部診断電子機器が原因で、高インピーダンス デジタル マルチメーターで重大な電圧測定値が表示される場合があります。この読み方に騙されないでください。

Allen-Bradley 1769-OB16 などの多くの出力モジュールには、PLC プログラムの指示に従ってコマンド ロジック ステータスを示す ST LED のみがあります。トラブルシューティングは少し難しく、通常はさらに多くの電圧測定が必要になります。

アレン-ブラッドリー 1756-OV16E

Allen-Bradley 1756-OV16E は、16 出力シンキング モジュールです。文字「E」は電子融着を表します。

このモジュールは内部電子機器に電力を供給するために +24V 電源を必要としますが、モジュール出力で負荷電流をシンクします。

ST LED 0 がオンの場合、内部ソリッドステート スイッチが閉じ、負荷を介してグランドへの電流経路が提供されます。 LED の点灯は、出力回路が正常に動作していることを示すものではありません。これは、PLC が内部スイッチを閉じるように命令したことだけを示しています。

• アレン・ブラッドリー 1756-OV16E

出力電圧を測定する場合は注意してください。通常の動作条件では、LED 0 がオフの場合、出力電圧は 24 ボルトになります。 LED 0 がオンの場合、出力電圧はゼロに近くなります。モジュールは負荷から発生するため、24 ボルトを供給しません。

まとめ

留意すべきことがいくつかあります。 Allen-Bradley 1756-OV16E など、モジュールに電子ヒューズが内蔵されていない限り、ソリッドステート出力モジュールの負荷は通常、外部ヒューズが使用されます。

これらのモジュールは、低電流負荷のみを処理できます。一般に、高速スイッチングに依存せず、単純なランプより多くの電流を消費する負荷には、介在リレーが必要です。

PLC のトラブルシューティングを成功させるには、シンクとソーシングを理解することが重要です。ステータス LED はトラブルシューティング担当者にとって優れたリソースですが、LED が何を示しているかを理解することが不可欠です。

正常な状態と障害が発生した状態の特徴を理解しておくと、LED の状態や電圧測定値の誤解を避けることができます。

‍

‍