PLC 故障排除：掌握漏型输入与源型输入

对 PLC 控制系统中的故障进行故障排除时从哪里开始？ PLC 程序的问题很少是故障的原因，除非它已被人为干预更改。通常，问题源于现场设备或 PLC I/O 模块。

在本文中，我们将解释 PLC 漏型和源型输入的特征，以便您可以有效地排除故障并确定故障根源。

让我们从术语“汇入”和“溯源”开始，这两个术语经常令人困惑。

下沉和采购

简单来说，就是定义两个设备之间常规电流的方向。

如果电流从设备 #1 流向设备 #2，则设备 #1 正在拉电流，设备 #2 正在灌电流。

好吧，假设设备#1 是输入现场设备，例如开关，设备#2 是PLC 数字输入模块。如果电流从开关流向输入模块，则开关为源极，输入模块为漏极。

如果电流从输入模块流向开关，则输入模块为源极，开关为汇极。

PLC 供应商提供漏型和源型输入模块。

例如，Allen-Bradley 1756-IB16 是一款 16 输入、24 伏漏极输入模块。

Allen-Bradley 1756-IV16 是一款 16 输入、24 伏源输入模块。

输入现场设备

让我们继续讨论 2 线和 3 线输入现场设备。

2线设备

大多数 2 线设备都是无源的，这意味着它们不需要电源即可运行，只需打开或关闭电路即可。示例包括按钮、限位开关和其他机械设备。我们可以将 2 线无源器件视为漏型或源型。

还有一些有源 2 线设备需要电源才能运行，并且可能与极性相关。

3线设备

3 线设备是需要电源才能运行的有源设备系列的一部分。例如接近传感器和光电开关。

电线颜色遵循标准。棕色线连接至正极电源，通常为+24 伏直流电。蓝线连接至电源回路。黑线作为信号输出，为另一个设备（例如PLC输入模块）提供输入。

3 线有源器件要么是漏型，要么是源型。

验证 3 线设备是否与预期的输入模块兼容至关重要。

3 线源型传感器（也称为 PNP 传感器）必须连接到漏型输入模块。 3 线漏型传感器（也称为 NPN 传感器）必须连接到源型输入模块。

许多 PLC 故障排除器都利用输入模块 LED 指示灯。话虽如此，了解 LED 指示灯所传达的信息以及它们如何产生误导非常重要。

使用 LED 进行故障排除

让我们从连接到漏型输入模块上的输入 0 的源型传感器开始。我们将以 AB 1756-IB16 数字量输入模块为例。

每个输入电路都有一个关联的 ST LED，用于指示输入状态。

如果 LED 0 亮起，则表明源输入设备正在向模块的输入 0 端子提供 +24 伏电压。模块会将该电压解释为逻辑“1”，并用它在PLC程序中进行操作。

如果 LED 0 熄灭，通常会假设源输入设备正在向模块的输入端子 0 提供 0 伏电压，PLC 程序会将其解释为逻辑“0”。不过，我们都明白“假设”的含义。

我们之前说过 LED 指示灯可能会产生误导。这是为什么？嗯，LED 可能会亮起，但出现的电压可能不是您所期望的。 LED 关闭时也是如此。

唯一确定的方法是测量输入模块端子上的电压。

根据 1756-IB16 输入规范，任何高于 10 伏阈值的输入电压都将被模块检测为 ON。 15 伏输入在 PLC 程序中将被解释为逻辑“1”。然而，这可能表明现场设备、接线存在问题，或者可能存在腐蚀。

低于 5 伏的输入将被模块识别为关闭。当源传感器关闭时，模块输入端的电压怎么可能接近5伏？

源传感器通过打开内部半导体开关来关闭，而不是通过将其接地。模块输入浮动，容易受到正常传感器漏电流引起的电压影响。

带有源 PLC 输入的下沉型传感器

好吧，现在我们来谈谈较少使用的下沉传感器连接到源输入模块的组合。我们将以 AB 1756-IV16 数字量输入模块为例。

如果LED 0亮起，表明漏型输入设备正在向模块的输入0端子提供0伏或地。

模块将此解释为逻辑“1”，并使用它在 PLC 程序中进行操作。

如果 LED 0 熄灭，则漏型输入设备输出有效打开，导致输入模块浮空，PLC 程序会将其解释为逻辑“0”。

如果您决定测量 LED 开和关状态的输入电压，请不要上当。它们与我们之前讨论的源传感器/漏 PLC 输入组合相反。当LED点亮时，输入电压接近0。当LED熄灭时，输入电压约为+24V。

根据1756-IV16输入规格，输入电压超过5伏将不再被视为ON，而是被识别为OFF。

当输入电压看似通过下沉传感器接地至零时，如何会升至 5 伏以上？它通常是由高电阻问题引起的，例如接地点腐蚀或接地电缆过长。

总结

这是一个很好的总结。

正如我们前面所说，大多数 PLC 故障源自现场设备、I/O 接线，偶尔也源自模块。 PLC 软件本身很少出现故障。 LED 指示灯无疑很有帮助，但测量实际输入电压是确认发生情况的唯一可靠方法。

了解灌电流和源电流输入以及模块的预期电压范围将帮助您在故障排除过程中走得更远。