Dominar la resolución de problemas de PLC:decodificación de salidas de hundimiento frente a salidas de abastecimiento

La resolución de problemas del sistema PLC debe comenzar investigando los dispositivos de campo y los módulos de E/S, no el programa PLC. Entre el 70% y el 80% de las fallas se originan en dispositivos de campo y cableado asociado, fuentes de alimentación y otro hardware relacionado. Las fallas en el programa PLC son raras a menos que alguien haya realizado cambios.

En este artículo, explicaremos las características de las salidas de PLC de fuente y hundimiento para que pueda solucionar problemas e identificar de manera efectiva la fuente de la falla.

Comencemos con los términos Sinking y Sourcing.

Hundimiento y abastecimiento

A muchos de nosotros nos enseñaron la verdad de que el flujo de corriente de electrones de negativo a positivo es un hecho. Cuando hablamos de hundimiento y abastecimiento, nos referimos al flujo de corriente de positivo a negativo, que es un flujo de corriente convencional.

¿Por qué se utiliza la terminología actual convencional para describir el hundimiento y el abastecimiento? Se trata de tradición, ya que los conceptos y estándares se establecieron mucho antes de que se entendieran los electrones.

Si la corriente fluye desde el dispositivo n.° 1 al dispositivo n.° 2, el dispositivo n.° 1 genera la corriente y el dispositivo n.° 2 la absorbe.

Supongamos que el Dispositivo n.º 1 es un dispositivo de campo de salida, como una bobina de relé, y el Dispositivo n.º 2 es un módulo de salida digital PLC. Si la corriente fluye desde la bobina del relé al módulo de salida, la bobina del relé es la fuente y el módulo de salida es el sumidero.

Si la corriente fluye desde el módulo de salida a la bobina del relé, entonces el módulo es la fuente y la bobina del relé es el sumidero.

Tipos de módulos de salida

Los proveedores de PLC ofrecen módulos de salida tanto de estado sólido como de abastecimiento. La acción de conmutación real la realizan componentes de estado sólido, generalmente BJT o FET, que encienden o apagan el voltaje de carga electrónicamente.

Debido a la conmutación de estado sólido, la dirección del flujo actual es importante al hacer coincidir el módulo con el tipo de dispositivo de campo que se controla.

El relé seco es un tercer tipo de módulo de salida. Era el estándar original para E/S fijas de PLC, que utilizaba contactos mecánicos que conmutaban cargas de CA y CC independientemente de la polaridad o la dirección de la corriente.

En muchos PLC, puede escuchar el clic de los contactos del relé para cerrarse. El módulo de salida de relé seco puede actuar como sumidero o fuente. Sigue siendo popular hoy en día en aplicaciones con tipos de carga mixta o corrientes más altas.

La resolución de problemas de un módulo de salida de relé seco no es diferente de la resolución de problemas de cualquier otro circuito de relé. Por eso nos centraremos en la resolución de problemas de los módulos de estado sólido.

Los sistemas industriales modernos requieren altas velocidades de conmutación y, por lo tanto, dependen de módulos de salida de estado sólido que funcionan de manera más confiable que los relés mecánicos.

Módulos de salida

Los módulos de salida de sumidero y de fuente están cableados de manera diferente. Los módulos de abastecimiento conectarán la carga a una tensión de alimentación. Los módulos disipadores conectarán la carga a un retorno de fuente de alimentación o a tierra.

Allen-Bradley 1756-OB16D

Comenzaremos con el Allen-Bradley 1756-OB16D, que es un módulo de salida de abastecimiento de 16 salidas. La letra “D” significa diagnóstico, lo que coloca a este módulo en una categoría superior a muchos otros.

Como ocurre con muchos módulos de salida, cada salida tiene un LED ST que indica el estado del comando de salida. Para ayudar con la resolución de problemas, este módulo tiene LED FLT que indican problemas potenciales con los dispositivos de campo y el hardware asociado.

Si el LED ST 0 está encendido, refleja la lógica del comando ON según lo indicado por el programa PLC. El interruptor interno de estado sólido se cierra, proporcionando aproximadamente +24 voltios a la carga conectada al terminal de salida 0.

• Allen-Bradley 1756-OB16D

En condiciones normales de funcionamiento, el interruptor de estado sólido cae aproximadamente 1,2 voltios, lo que reduce el voltaje de carga.

El voltaje permanece presente incluso si la carga está abierta o si un cable está roto. Ahí es donde los LED FLT pueden ayudar a solucionar problemas. Si el LED FLT 0 está encendido, indica una condición de falla en esa salida, como una carga abierta o un cable roto.

• Solución de problemas de salida del PLC

Si el LED ST 0 está apagado, el interruptor de estado sólido está abierto, eliminando la ruta de corriente al circuito externo. Se esperaría que el voltaje de salida fuera cero.

Sin embargo, debido a la electrónica de diagnóstico interna, es posible que vea una lectura de voltaje significativa en su multímetro digital de alta impedancia. No se deje engañar por esta lectura.

Muchos módulos de salida, como el Allen-Bradley 1769-OB16, solo tienen LED ST que indican el estado de la lógica de comando según lo indicado por el programa PLC. La resolución de problemas es un poco más desafiante y generalmente requiere más mediciones de voltaje.

Allen-Bradley 1756-OV16E

El Allen-Bradley 1756-OV16E es un módulo disipador de 16 salidas. La letra "E" significa fusión electrónica.

Este módulo requiere un suministro de +24 V para alimentar los componentes electrónicos internos, pero absorbe la corriente de carga en la salida del módulo.

Si el LED ST 0 está encendido, el interruptor de estado sólido interno se cierra, proporcionando una ruta de corriente a través de la carga a tierra. El LED iluminado no indica que el circuito de salida esté funcionando normalmente; solo muestra que el PLC ha ordenado que se cierre el interruptor interno.

• Allen-Bradley 1756-OV16E

Tenga cuidado al medir el voltaje de salida. En condiciones normales de funcionamiento, cuando el LED 0 esté apagado, el voltaje de salida será de 24 voltios. Si el LED 0 está encendido, el voltaje de salida será cercano a cero. El módulo no suministra los 24 voltios, ya que provienen de la carga.

Resumen

Hay un par de cosas a tener en cuenta. Las cargas del módulo de salida de estado sólido generalmente tienen fusibles externos a menos que el módulo tenga fusibles electrónicos incorporados, como el Allen-Bradley 1756-OV16E.

Estos módulos solo pueden manejar cargas de baja corriente. En general, cualquier carga que no dependa de conmutación de alta velocidad y consuma más corriente que una simple lámpara requiere un relé de interposición.

Comprender el hundimiento y el abastecimiento es crucial para la resolución exitosa de problemas de PLC. Los LED de estado son un excelente recurso para solucionar problemas, pero comprender lo que indican es esencial.

Familiarizarse con las características de las condiciones normales y de falla lo ayudará a evitar malinterpretar las condiciones de los LED y las lecturas de voltaje.

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