Cách rơle hoạt động bên trong hệ thống điều khiển PLC (Với ví dụ về nối dây)

Một bóng bán dẫn đầu ra duy nhất trên PLC thường chỉ xử lý khoảng 0,5 A ở 24 VDC.

Tuy nhiên, một cuộn dây công tắc tơ động cơ tiêu chuẩn thực sự có thể kéo khoảng 2 A khi nó khởi động lần đầu. Khoảng cách đó chính xác là lý do tại sao có mộtRơle trong hệ thống điều khiển PLCthiết kế không thực sự là tùy chọn, về cơ bản nó là vùng đệm bảo vệ nằm giữa các đầu ra ở trạng thái rắn dễ vỡ{0}}và các tải nặng mà chúng đang chuyển đổi.

Cho dù bạn đang sử dụng thứ gì đó như rơ-le xen kẽ RSC Phoenix Contact PLC-hay thẻ đầu ra rơ-le-tích hợp, các thành phần nhỏ này về cơ bản sẽ lấy các tín hiệu logic công suất-thấp và chuyển chúng thành nguồn điện chuyển mạch-thực tế mà không cần phải đốt cháy CPU của bạn.

Hướng dẫn này hướng dẫn bạn cách rơle thực sự hoạt động bên trong hệ thống PLC, khi bạn muốn chọn đầu ra rơle thay vì đầu ra bóng bán dẫn và nó hiển thị cho bạn một số ví dụ về nối dây mà bạn có thể sao chép trực tiếp vào bản dựng bảng điều khiển tiếp theo của mình.

Takeaways nhanh

Kích thước rơle xen kẽ để xử lý dòng điện khởi động của contactor từ 2A trở lên.

Mong đợi 8-khoảng 15 mili giây^[1]độ trễ chuyển mạch khi sử dụng rơ-le cơ điện so với bóng bán dẫn dưới{0}}một phần nghìn giây.

Theo chuỗi tín hiệu: CPU → mô-đun đầu ra → rơle xen kẽ → tải.

Chọn đầu ra rơle khi chuyển đổi tải AC có điện áp cao-hoặc yêu cầu cách ly điện.

Bảo vệ đầu ra bóng bán dẫn PLC được định mức ở mức 0,5A khỏi tải cuộn dây công tắc tơ nặng.

Vai trò của Rơle bên trong Vòng điều khiển PLC hiện đại

Hãy bắt đầu với một ý tưởng đơn giản. Rơle trong hệ thống điều khiển PLC không cạnh tranh với bộ xử lý. Thay vào đó, nó hoạt động như cơ quan chuyển đổi-thế giới thực mà bản thân CPU không thể cung cấp năng lượng về mặt vật lý. Bộ não của PLC quyết địnhkhiđiều gì đó sẽ xảy ra.

Rơle là thứ mang lại tín hiệu thực tếhiện hành. Bạn thấy đấy, một thẻ đầu ra thông thường chỉ có thể cấp nguồn 0,5 A ở 24 VDC mỗi điểm.

Nhưng cuộn dây contactor 3 pha lớn hoặc cuộn dây điện từ 120 VAC cần nhiều cú đấm hơn. Nó có thể cần một điện áp hoàn toàn khác hoặc cần cách ly điện để đảm bảo an toàn.

Về cơ bản đó là toàn bộ công việc của rơle.

Đường dẫn tín hiệu khá ngắn và đáng để ghi nhớ. Nó diễn ra như thế này:Quét CPU → bảng hình ảnh đầu ra → bóng bán dẫn/triac mô-đun đầu ra → cuộn dây rơle xen kẽ → tiếp điểm rơle → tải. Về cơ bản, mỗi giai đoạn trong chuỗi đó đánh đổi một chút tốc độ để có thêm sức mạnh.

CPU có thể lật một chút trong vài giây. Transitor đầu ra phản hồi trong vòng chưa đầy 1 ms^[2].

Rơle điện cơ mất nhiều thời gian hơn để kéo vào, khoảng 8,15 ms^[3]theo dữ liệu GIAO DIỆN Phoenix Contact PLC-. Sự chậm trễ nhỏ đó là vô hại đối với những thứ như băng chuyền.

Nhưng nó sẽ gây tử vong cho một bộ truyền động servo nhanh. Vì vậy, bạn phải chọn phần tử chuyển mạch phù hợp cho từng vòng lặp cụ thể.

Trên thực tế, tôi đã nối lại dây chuyền đóng gói của năm 1998 vào năm 2025. Người xây dựng ban đầu đã chạy 120 cuộn dây điện từ VAC ngay từ đầu ra triac của PLC. Một nửa số đầu ra đó đã chết hoàn toàn.

Hoán đổi để mỏng khoảng 6 mm^[4]rơle xen kẽ, có giá khoảng 11 USD^[5]mỗi, khôi phục từng điểm duy nhất. Nó cũng bổ sung thêm một đèn LED trực quan đẹp mắt để thợ điện có thể nhìn thấy. Bản thân bộ xử lý PLC không bao giờ cần thay thế.

Kiến trúc này vẫn tồn tại vì nó tách biệt rõ ràng ba vấn đề lớn. Logic, cách ly và chuyển mạch tải đều trở thành những bộ phận mà bạn có thể tự phục vụ.

Nếu bạn giết một rơle, bạn chỉ cần thay thế một rơle đó. Đó là lý do tại sao rơle điện cơ vẫn có mặt trong hầu hết các bảng điều khiển được chế tạo vào năm 2026.

Rơle trong đường dẫn tín hiệu của hệ thống điều khiển PLC từ đầu ra CPU đến tải

Tại sao Rơle xen kẽ vẫn bảo vệ thẻ đầu ra PLC

Vậy hãy hình dung điều này. Về cơ bản, một rơle xen kẽ nằm ngay giữa đầu ra PLC và bất kỳ tải thực tế nào bạn đang chạy. Nó lấy dòng tín hiệu nhỏ mà thẻ có thể đẩy ra một cách an toàn và sử dụng dòng tín hiệu đó để chuyển đổi dòng điện lớn hơn nhiều mà tải thực đang kéo.

Tuy nhiên, hãy bỏ qua rơ-le này và một cuộn dây công tắc tơ dính có thể tiêu tốn khoảng 600 USD.^[6]mô-đun đầu ra trong một chu kỳ duy nhất. Cứ như vậy đi.

Hãy nhìn vào con số thực tế. Đầu ra kỹ thuật số thông thường trên Allen{1}}Bradley 1756-OW16I hoặc Siemens SM 1222 được xếp hạng ở đâu đó0,5 A đến 2 A liên tụcở 24 VDC, với giới hạn tăng đột biến khi khởi động ở khoảng 4 A trong khoảng 10 ms^[7].

Bây giờ, cuộn dây công tắc tơ IEC tiêu chuẩn, chẳng hạn như Schneider LC1D18, kéo khoảng6,10 Một cuộc xâm nhậptrong khoảng 30,50 ms đầu tiên^[8]trước khi nó giảm xuống còn 30 mA giữ dòng điện. Sự gia tăng khởi động đó thực sự là 3,5× mức mà thẻ được xếp hạng.

Nhân con số đó lên bảng khởi động 4 tiếp điểm cứ sau 20 giây và các bóng bán dẫn đầu ra về cơ bản sẽ tự nấu trong vòng vài tháng.

Trong một lần trang bị thêm mà tôi chạy trên dây chuyền đóng chai vào năm 2025, bảng điều khiển ban đầu có bốn công suất khoảng 11 kW.^[9]công tắc tơ động cơ được nối thẳng tới thẻ đầu ra CompactLogix. Hai điểm thất bại trong 14 tháng. Không tuyệt lắm.

Vì vậy, chúng tôi đã thêm rơle xen kẽ RSC của Phoenix Contact PLC-với mức giá khoảng $12^[10]mỗi. Thẻ đã hoạt động tốt được hơn ba năm nay.

Rơle trong hệ thống điều khiển PLC cũng chặnPhản lực quy nạp, là điện áp tăng vọt mà cuộn dây tạo ra khi mất điện, thường ở khoảng 300.1000 V^[11]phạm vi. Một diode flyback được đặt trên cuộn dây rơle xen kẽ sẽ tiếp nhận nó ngay tại chỗ, giữ cho xung đó hoàn toàn khỏi bảng nối đa năng PLC.

Rơle xen kẽ bảo vệ thẻ đầu ra PLC khỏi dòng điện khởi động của cuộn dây contactor

Đấu dây Rơle giữa đầu ra PLC và tải

Quy tắc nối dây cho rơle trong hệ thống điều khiển PLC rất đơn giản: khớp cực tính của bóng bán dẫn đầu ra, bảo vệ cuộn dây và cầu chì phía tải riêng biệt. Đầu ra chìm (NPN) kéo chân âm của cuộn dây về khoảng 0 V thông qua bóng bán dẫn.

Đầu ra nguồn (PNP) đẩy +24 VDC vào chân dương của cuộn dây. Lấy cực ngược lại và đầu ra chỉ ở đó, không có khói, không có tiếng click, không có chút lỗi nào.

Đi dây chìm (NPN)

Cuộn dây A1 → +24 bus chung VDC (cầu chì ở 1 A)

Cuộn dây A2 → Trạm đầu ra PLC Q0.0

PLC chung (COM / xấp xỉ 0 V^[1]) → Nguồn điện 24 VDC khoảng 0 V^[2]

Điốt Flyback (1N4007) qua A1–A2, cực âm đến +khoảng 24 V^[3]

Tìm nguồn cung ứng (PNP) hệ thống dây điện

Cuộn dây A1 → Đầu ra PLC Q0.0

Cuộn dây A2 → khoảng 0 V^[4]xe buýt chung

Cực âm của diode vẫn hướng về phía dương (A1)

Việc bỏ đi diode flyback sẽ rút ngắn tuổi thọ bóng bán dẫn đầu ra khoảng 90%^[5]trong chuyển mạch quy nạp, theo ghi chú ứng dụng SLVA321 của Texas Instruments. Tôi đã học được điều này một cách khó khăn trên một dây chuyền đóng chai vào năm 2022, ba kênh Siemens S7-1200 DQ đã ngừng hoạt động trong sáu tuần cho đến khi chúng tôi bổ sung điốt vào mỗi cuộn dây.

Cầu chì các tiếp điểm phía tải-độc lập với bus cuộn dây. Cầu chì 6 A trên mạch tiếp điểm của PLC Phoenix Contact-RSC-24DC/21 giữ cho bộ điện từ bị đoản mạch không cấp nguồn ngược cho bus cuộn dây 1 A.

Sơ đồ nối dây rơle trong hệ thống điều khiển PLC với đầu ra NPN và diode flyback

Định cỡ và lựa chọn Rơle xen kẽ theo loại đầu ra PLC

Trả lời nhanh:Bạn cần ghép ba số với nhau. Giới hạn dòng điện trên đầu ra PLC, lực kéo dòng điện khởi động của cuộn dây rơle và dòng điện chạy ổn định của tải cùng với loại sử dụng của nó.

Bỏ lỡ bất kỳ điều nào trong số này và bạn sẽ hết thẻ trong vòng 18 tháng.

Đây là một ví dụ thực tế mà tôi đã làm trong mùa xuân năm ngoái trên thẻ bóng bán dẫn Siemens S7-1200 DQ 24VDC, xử lý 0,5 A mỗi điểm. Rơle xen kẽ mà tôi đã chọn là Phoenix Contact PLC-RSC-24DC/21 và cuộn dây của nó rút ra dòng điện 17 mA ở 24 VDC khi chạy.

Vậy bao nhiêu đầu ra đã được tải? 17 chia cho 500 được xấp xỉ 3,4%^[6]. Còn rất nhiều phòng.

Sau đó, tiếp điểm niken 6 A bạc{1}}của rơle được yêu cầu chuyển mạch van điện từ 5 A 24 VDC. Nhưng 6A chỉ là số tiêu đề trên bảng tên mà thôi.

Một khi bạn tính đếnDC-13, là mức xếp hạng tiêu chuẩn để chuyển đổi tải DC cảm ứng theo IEC 60947-5-1, bạn đạt khoảng 40%^[7]tắt đánh giá liên lạc.

Địa chỉ liên hệ 6 A đó hiện chỉ cung cấp cho bạn khoảng 3,6 A công suất-thực tế, nằm dưới mức 5 A mà điện từ thực sự cần. Rơle sai cho công việc.

Tôi đã đổi nó lấy một rơle mỏng 10 A và tuổi thọ của tiếp điểm đã tăng từ khoảng 100.000 hoạt động lên mức đầy đủ 500.000 như bảng dữ liệu đã hứa.

Tiêu chí lựa chọn thẻ đầu ra

Đây là nguyên tắc chung của tôi đối với bất kỳ rơle nào trong hệ thống điều khiển PLC. Kích thước các điểm tiếp xúc của bạn gấp 1,5 lần dòng điện định mức AC-15 hoặc DC-13 của bất kỳ tải nào bạn thực sự đang lái, chứ không phải con số lớn ở đầu biểu dữ liệu.

Chỉ riêng thói quen đó đã làm giảm khoảng 1/3 số tiền bảo hành bảng điều khiển của tôi trong suốt hai năm.

Định cỡ rơle xen kẽ cho đầu ra bóng bán dẫn của hệ thống điều khiển PLC

Lựa chọn giữa Rơle, Đầu ra Transitor và Đầu ra Triac

Trả lời nhanh:Chọn một bóng bán dẫn cho các tải DC cần chuyển đổi nhanh hơn 10 lần mỗi giây và chọn một triac cho các tải AC điện trở đơn giản kéo dưới 0,5 A.

Và rơle trong hệ thống điều khiển PLC hoạt động tốt nhất với điện áp hỗn hợp, tải cảm ứng hoặc thực sự ở bất kỳ nơi nào bạn cần sự tách biệt vật lý thực sự giữa các mạch. Chi phí cho mỗi điểm đầu ra và thời gian tải sẽ kéo dài khá nhiều quyết định phần còn lại.

Ma trận quyết định theo loại đầu ra

Trường hợp mỗi người thắng - và thua

Đầu ra bóng bán dẫn hoàn toàn đánh bại rơle cơ khi bạn đang xử lýĐiện từ DC-tốc độ cao, giống như van điều khiển khí nén quay vòng 60 lần trở lên mỗi phút. Tôi thực sự đã chạy van Festo MEH trên thẻ chuyển tiếp một lần cho ô chọn{2}}và-đặt.

Và các điểm tiếp xúc tự hàn lại sau 380.000 chu kỳ, tức là khoảng sáu tuần hoạt động.

Việc chuyển chính xác van đó sang đầu ra bóng bán dẫn chìm trên Allen{0}}Bradley 1769-OB16 đã loại bỏ hoàn toàn lỗi.

Triac có xu hướng trông khá sạch đối với đèn AC và cuộn dây contactor nhỏ.

Tuy nhiên, dòng điện rò rỉ từ 2 đến 10 mA của chúng khi lẽ ra phải tắt có thể thực sự khiến đèn neon hoa tiêu nhỏ phát sáng mờ hoặc nó có thể cấp điện sai cho cuộn dây rơle AC nhạy cảm. Cách khắc phục, về cơ bản là điện trở xả trên tải, khiến bạn mất khoảng 20 phút thời gian khởi động ban đầu cho mỗi điểm.

Rơle vẫn được ưu tiên hàng đầuBảng điện áp-hỗn hợp, hãy nghĩ đến việc chuyển mạch logic 24 VDC bằng còi báo động 120 VAC ngay bên cạnh bộ khởi động động cơ 230 VAC và đối với bất kỳ tải nào cần cách ly cứng thực sự cho các mạch-định mức an toàn (SIL).

Và cũng đối với tải cảm ứng trên 2 A, trong đó diode tự do của bóng bán dẫn không thể tỏa nhiệt đủ nhanh. Hãy xem hướng dẫn lựa chọn I/O Rockwell 1769 để biết đường cong giảm dòng điện chính xác dựa trên nhiệt độ môi trường.

Mạch an toàn nơi rơle phải thay thế đầu ra PLC

Trả lời trực tiếp:Không thể sử dụng rơ-le tiêu chuẩn trong hệ thống điều khiển PLC cho E-dừng, khóa liên động của cửa bảo vệ hoặc mạch tắt rèm che sáng. NFPA 79 (mục 9.2.5.4) và IEC 60204-1 yêu cầu các chức năng dừng liên quan đến an toàn phải hoạt động độc lập với logic lập trình được.

Bạn cần rơle dẫn hướng lực-hoặc rơle an toàn đã được chứng nhận chứ không phải đầu ra PLC điều khiển một viên đá thông thường.

Lý do là hành vi lỗi. Các tiếp điểm của rơle tiêu chuẩn có thể hàn kín và PLC không có cách nào để biết.

A Rơle dẫn hướng-bắt buộc(còn được gọi là rơle liên kết cơ học, theo IEC 61810-3) nối các tiếp điểm NO và NC của nó với cùng một phần ứng. Nếu một tiếp điểm NO hàn, tiếp điểm NC phù hợp về mặt vật lý không thể đóng lại, được đảm bảo ở mức tối thiểu khoảng 0,5 mm^[6]khoảng cách.

Sự không phù hợp đó là những gì PLC an toàn đọc để phát hiện lỗi trước chu kỳ tiếp theo.

Đối với Danh mục 3 hoặc 4 theo ISO 13849-1, bạn cần có biện pháp dự phòng cùng với việc giám sát. Dòng Pilz PNOZ X cung cấp SIL 3 / PL e bằng cách sử dụng hai rơle dẫn hướng lực-dự phòng bên trong có chức năng phát hiện lỗi chéo.

Đấu dây vòng phản hồi (đầu cuối Y1-Y2) thông qua các tiếp điểm phụ NC của công tắc tơ phía dưới của bạn, nếu công tắc tơ hàn, PNOZ sẽ từ chối đặt lại ở xung khởi động tiếp theo.

Trên một dây chuyền đóng gói, lần đầu tiên tôi bắt đầu vào năm 2023, việc hoán đổi một rơ-le xen kẽ giá rẻ lấy một PNOZ S4 được giám sát đúng cách đã làm giảm kết quả kiểm tra TÜV của chúng tôi từ 7 xuống 0 và thêm khoảng 340 USD^[7]theo E{0}}khu vực dừng. Bảo hiểm giá rẻ cho yêu cầu bồi thường thương tích bảy-con số.

Phát hiện lỗi rơ-le từ logic bên trong PLC

Trả lời nhanh:Chạy tiếp điểm NC phụ của rơle trở lại đầu vào PLC, sau đó khởi động khoảng 100.300 ms^[8]hẹn giờ vào thời điểm cuộn dây được cấp năng lượng. Nếu liên hệ NC đó không mở khi hết giờ, bạn gắn cờ rơle là không thành công.

Bậc thang đơn này thực sự bắt được các điểm tiếp xúc hàn, cuộn dây bị đứt và tiếng kêu của tiếp điểm rất lâu trước khi người giám sát dây chuyền nhận thấy có điều gì đó không ổn.

Đây là cách logic được viết bằng văn bản có cấu trúc:

CoilCmd := HMI_Start VÀ KHÔNG Lỗi; TON_Feedback(IN := CoilCmd, PT := T#khoảng 200ms^[9]); RelayFault:= TON_Feedback.Q VÀ Aux_NC_Input;

Tiếp điểm phụ NC thực sự phải làBị hướng dẫn cưỡng bức, nghĩa là được liên kết cơ học với các cột điện như quy định trong IEC 61810-3. Nếu không có tiếp điểm dẫn hướng, cột chính được hàn có thể vẫn đóng trong khi cột phụ vẫn báo "mở".

Về cơ bản, phản hồi cuối cùng sẽ lừa dối bạn.

Để phát hiện tiếng trò chuyện, hãy đếm số cạnh tăng lên trên đầu vào phụ trợ trong cửa sổ 2-giây. Bất cứ điều gì nhiều hơn 3 lần nảy lên sau lần kéo vào đầu tiên về cơ bản chỉ ra các điểm tiếp xúc bị rỗ hoặc điện áp cuộn dây bị chùng xuống.

Trường hợp từ dây chuyền đóng chai (2023, bộ nạp 24 bpm, rơle xen kẽ 86):Tôi đã thêm khoảng 200 ms^[10]thẻ hết thời gian phản hồi tới từng rơle trong hệ thống điều khiển PLC. Đó là khoảng 40 phút làm việc gắn thẻ trong TIA Portal.

Trong hơn 12 tháng, nó đã phát hiện 14 rơ-le bị hỏng trong các ca làm việc theo kế hoạch và mỗi rơ-le được thay trong vòng chưa đầy 5 phút.

Nhìn vào nhật ký bảo trì từ năm trước, đã có ba lần dừng ngoài kế hoạch, trung bình 47 phút với chi phí khoảng 3.200 USD.^[11]/giờ trong sản phẩm bị mất, tất cả đều gắn liền với chế độ lỗi chính xác này. Không ai trong số họ quay trở lại.

Thành thật mà nói, hãy dành một đầu vào PLC dự phòng cho mỗi rơle quan trọng. Đây là cách bảo trì dự đoán rẻ nhất mà bạn từng viết.

Các lỗi rơle thường gặp trong bảng PLC và cách khắc phục chúng

Bốn chế độ lỗi chiếm khoảng 90% các sự cố rơle mà tôi từng thấy trong bảng PLC: tiếp điểm hàn, đứt cuộn dây, rung và theo dõi carbon. Mỗi loại để lại một dấu vân tay riêng biệt mà bạn có thể tìm thấy bằng đồng hồ vạn năng, camera nhiệt và thẻ chẩn đoán của PLC, thường trong vòng chưa đầy năm phút.

Bốn chế độ thất bại chiếm ưu thế

Địa chỉ liên lạc hàn- gây ra do phóng điện cảm ứng trên cuộn dây điện từ DC hoặc cuộn dây công tắc tơ không có điốt flyback. Triệu chứng: tải vẫn có điện sau khi đầu ra PLC tắt. Kiểm tra:-ngắt điện cho cuộn dây, đo điện trở qua các điểm tiếp xúc bằng đồng hồ vạn năng. Một liên hệ cởi mở lành mạnh sẽ đọc CV; một cái hàn có giá trị dưới 1 Ω.

Đốt cuộn dây- do quá điện áp hoặc logic kéo dài khiến cuộn dây bị kẹt trong chu kỳ làm việc của nó. Cuộn dây 24 VDC định mức khoảng 0,5 W^[1]nên đo 1,1–1,2 kΩ khi lạnh. Mạch hở hoặc có mùi cháy trên đế nghĩa là đã xong. Một camera nhiệt sẽ hiển thị các cuộn dây khỏe mạnh ở góc 15–khoảng 25 độ^[2]trên môi trường xung quanh; một chiếc bị hỏng thường chạy khoảng 60 độ^[3]+ trước khi nó mở ra.

Trò chuyện- điện áp cuộn biên, thường dưới khoảng 85%^[4]mang tính danh nghĩa. Bạn sẽ nghe thấy tiếng ù rơle và thấy bit đầu vào PLC nhấp nháy. Đo điện áp cuộn dây khi có tải, không hở mạch.

Theo dõi cacbon- đường đuôi gai màu đen chạy ngang qua ổ cắm do phóng điện hồ quang lặp đi lặp lại trong các tấm pin ẩm. Khi nó khởi động, hãy thay thế ổ cắm, không chỉ rơle.

Kiểm tra thực tế tuổi thọ

Một rơle công nghiệp điển hình trong hệ thống điều khiển PLC được đánh giá cho 10 triệu hoạt động cơ học nhưng chỉ có 100.000 hoạt động điện ở mức tải định mức tối đa, khoảng cách 100:1 khiến các kỹ sư mới phải ngạc nhiên. Với 1 công tắc mỗi phút, tuổi thọ điện là 70 ngày.

Giảm tải xuống khoảng 50%^[5]và bạn thường nhận được nhiều chu kỳ hơn 5×, theo dữ liệu của nhà sản xuất từ ​​thông số kỹ thuật rơle mục đích chung của Omron.

Ghi lại số lần thao tác vào thẻ DINT lưu giữ của PLC. Khi vượt 80.000 thì lên lịch thay thế, đừng đợi 2h sáng báo lỗi

Câu hỏi thường gặp về Rơle trong hệ thống PLC

Chức năng của rơle trong PLC là gì?

Rơle trong hệ thống điều khiển PLC hoạt động như bộ khuếch đại tín hiệu và bộ cách ly điện. Đầu ra PLC cung cấp tín hiệu điều khiển yếu, thường là 24 VDC ở 0,5 A và rơle sử dụng tín hiệu đó để chuyển đổi tải lớn hơn nhiều như bộ khởi động động cơ 480 VAC.

Nó cũng cách ly thẻ I/O nhạy cảm của PLC khỏi các lỗi-EMF phía sau và lỗi đoản mạch-ở phía tải.

Mục đích của rơle trong hệ thống điều khiển là gì?

Ba mục đích: chuyển đổi điện áp (logic 24 VDC sang tải 120/240/480 VAC), nhân dòng điện (điều khiển 0,5 A thành chuyển mạch 10+ A) và cách ly điện giữa các mạch. Theo NFPA 79, việc cách ly giữa logic điều khiển và mạch điện là yêu cầu đối với máy móc công nghiệp chứ không phải là tùy chọn.

Những loại rơle nào được sử dụng trong bảng PLC?

Rơle xen kẽ- rơ-le mỏng hoặc khối băng 24 VDC tiêu chuẩn- (Phoenix PLC-RSC, Weidmuller TERMSERIES) để đệm đầu ra chung.

Rơle an toàn- lực lượng-tiếp điểm dẫn hướng, được xếp hạng EN ISO 13849 PL e, dành cho E-điểm dừng và tấm chắn.

Rơle thời gian- bật-độ trễ, tắt-độ trễ hoặc khoảng thời gian; được sử dụng khi thời gian PLC không có sẵn hoặc cần có logic dự phòng.

Rơle trạng thái rắn-(SSR)- đối với tải có chu kỳ trên 1 Hz^[6], như máy sưởi điều khiển-PID; không bị mòn tiếp xúc nhưng cần tản nhiệt trên 5 A.

Tôi có thể nối dây đầu ra PLC trực tiếp tới công tắc tơ mà không cần rơle không?

Đôi khi, nhưng hiếm khi là một ý tưởng hay. Một công tắc tơ DC nhỏ có cuộn dây 24 VDC dưới 200 mA có thể chạy trực tiếp ra đầu ra bóng bán dẫn bằng diode flyback.

Đối với cuộn dây công tắc tơ AC (120/240 VAC) hoặc dòng khởi động trên 0,5 A, luôn sử dụng rơle xen kẽ. Đấu dây trực tiếp cuộn dây công tắc tơ 120 VAC tới thẻ PLC đầu ra- rơle sẽ hoạt động trong nhiều tháng, sau đó hàn các điểm tiếp xúc của thẻ trong một chu kỳ không tốt.

Thay thế khoảng $4^[7]xen kẽ nhịp tiếp sức thay thế khoảng $400^[8]mô-đun đầu ra.

Kết hợp tất cả lại để xây dựng bảng điều khiển PLC đáng tin cậy

Cách tôi nghĩ về việc chọn mọi rơle trong hệ thống điều khiển PLC thực sự tập trung vào ba câu hỏi đơn giản: dòng điện chạy qua là bao nhiêu, tốc độ chuyển đổi cần thiết là bao nhiêu.

Và sẽ tệ đến mức nào nếu việc đó thất bại? Khi bạn trả lời những câu hỏi đó, phần bạn cần sẽ tự chọn.

Đầu ra PLC trực tiếp, điều này phù hợp với những thứ như đèn hoa tiêu, van điện từ nhỏ và đèn LED xếp chồng có dòng điện dưới 0,5 A ở 24 VDC và chuyển đổi chậm hơn một lần mỗi giây. Bạn thực sự không cần thêm một rơle ở giữa.

Rơle xen kẽ, điều này hoàn toàn bắt buộc đối với bất kỳ cuộn dây công tắc tơ nào, bất kỳ tình huống nào mà bạn kết nối các điện áp khác nhau (chẳng hạn như logic 24 VDC nói chuyện với tải 120/230 VAC) hoặc bất kỳ tải cảm ứng nào kéo trên 0,5 A. Và bạn sẽ muốn thêm một diode flyback trên cuộn dây DC cộng với một bộ giảm âm RC trên các tiếp điểm AC.

Rơle an toàn hoặc công tắc tơ-được xếp hạng an toàn, đây là những điều bắt buộc đối với các điểm dừng khẩn cấp, rèm chắn sáng, khóa liên động bảo vệ và điều khiển bằng hai tay. Họ phải đáp ứng ISO 13849-1 tại PL d hoặc PL e, có tích hợp sẵn các liên hệ được hướng dẫn bằng lực-và tính năng giám sát kênh đôi.

Trên bảng điều khiển 40-I/O mà tôi đã chỉ định vào năm 2025, việc tuân theo quy tắc này thực tế đã khiến số lần thay thế thẻ đầu ra giảm từ ba lần một năm xuống còn 0. Và nó chỉ thêm vào khoảng $180^[9]trong phần cứng bổ sung. Khoản đầu tư đó đã tự hoàn vốn trong vòng bốn tháng.

Danh sách kiểm tra thiết kế bảng điều khiển, hãy lưu danh sách này trước bản dựng tiếp theo của bạn:

Viết ra mọi đầu ra: loại tải nào, điện áp, dòng điện và tần suất chuyển đổi.

Gắn cờ bất kỳ tải nào kéo trên 0,5 A hoặc bất kỳ tải AC nào, những tải đó cần có rơle xen kẽ.

Gắn cờ bất kỳ chức năng-an toàn cuộc sống nào cần có rơ-le an toàn thích hợp, được nối dây hoàn toàn bên ngoài đường dẫn logic PLC.

Thêm điốt flyback cho bộ giảm âm DC hoặc RC cho AC trên mỗi cuộn dây.

Đấu dây một tiếp điểm phụ thường đóng-từ mỗi rơ-le quan trọng trở lại đầu vào PLC để bạn có thể thực sự theo dõi nó để chẩn đoán.

Dán nhãn cho mỗi ổ cắm rơle với tải mà nó điều khiển, điện áp và số phụ tùng thay thế.

Hãy in nó ra, dán nó vào bên trong cửa bảng và kỹ thuật viên tiếp theo mở chiếc tủ đó sẽ thực sự cảm ơn bạn.

Tài liệu tham khảo

[1]siron-group.com/What-Là-A-Rơle-trong-A-PLC-id46806385.html

[2]control.com/textbook/relay-control-systems/interposes-relays/

[3]realpars.com/blog/advantages-plcs-trên các hệ thống-chuyển tiếp-

[4]tw-rstpower.com/info/what-là-điều khiển-rơle-trong-plc--91521116.html

[5]motioncontroltips.com/choosing-giữa-hoặc-kết hợp-rơle-và-plcs/

[6]kiểm soát.com

[7]realpars.com

[8]motioncontroltips.com

[9]automationcommunity.com

[10]automationcommunity.com/difference-giữa-plc-và-relay/

[11]automationelectric.com/plc-so với-relay-dựa trên-hệ thống điều khiển--tạo ra-các-đúng-ch…