حفاظت از ورودی و خروجی PLC

در دنیای امروز، روزبه‌روز بر محبوبیت اتوماسیون افزوده می‌شود. اتوماسیون سبب کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری می‌گردد و در صورت پیاده‌سازی صحیح سیستم آسودگی خاطر و امنیت را برای مصرف‌کننده به همراه خواهد داشت. PLCها مغز متفکر سیستم‌های اتوماسیون هستند. PLCها باوجود ابعاد کوچک خود توانستند پروژه‌ها را منعطف کرده و دست برنامه نویسان را برای پیاده‌سازی پروسه‌های کنترلی گوناگون باز گذارند. PLC ها نیز مانند همه مدارهای الکترونیک صنعتی، مدارهایی را برای حفاظت از بخش تغذیه و ورودی و خروجی در نظر گرفته‌اند، منتها بنا به دلایل زیر لازم است تا طراح سیستم و تابلوساز، حفاظت‌های مورد نیاز را انجام دهند:

1. وجود برندهای گوناگون در بازار و عدم اطلاع دقیق از نوع حفاظت بکار رفته در آن‌ها
2. در صورت آسیب بخش حفاظتی داخلی PLC، هزینه‌های زیادی برای تعمیر بخش مربوطه باید متحمل شد.
3. در برخی از برندها مانند زیمنس، سازنده الزاماتی برای حفاظت بخش‌های مختلف PLC وضع نموده‌است.

در کنار انتخاب صحیح PLC و اجزای آن لازم است تا با دقت، موارد لازم برای حفاظت از سیستم و کاربر را در طراحی خود لحاظ کنیم.

چند نوع حفاظت داریم؟

در حالت کلی لازم است تا دو نوع حفاظت ولتاژی و جریانی از تجهیزات برق و اتوماسیون صنعتی به عمل آید.

• حفاظت ولتاژی شامل قسمت تغذیه مدار و بخش‌های کلید زنی مدار می‌باشد.
• حفاظت جریانی بیشتر مربوط به خروجی‌ها برای جلوگیری از جریان کشی اضافی می‌باشد.

تجهیزات حفاظتی بسته به درجه حفاظت بازه قیمتی وسیعی دارند ولی معمولاً بسیار بسیار ارزان‌تر از هزینه خرید یا تعمیر PLC خواهد بود.

۱– حفاظت از منبع تغذیه:

مطابق آنچه شرکت زیمنس برای همه مدل‌های PLC خود تاکید کرده است، استفاده از وریستور در دو سر ورودی تغذیه PLC الزامی می‌باشد. این وریستور شوک‌های احتمالی در برق ورودی را گرفته و مانع از آسیب به بخش تغذیه PLC می‌گردد. با توجه به این اصل کوشا الکترونیک البرز اقدام به طراحی کارت وریستور برای حفاظت از بخش ورودی مدار نموده است:

جهت کسب اطلاعات بیشتر، “کارت وریستور” را ملاحظه نمایید.

۲– حفاظت از ورودی‌ها:

بسته به نوع سیگنال ورودی از تجهیزات زیر می‌توان استفاده نمود:

دیود: از این تجهیز جهت محافظت از اتصال پلاریته اشتباه در ورودی یا حفاظت از جریان بازگشتی استفاده می‌گردد. کارت دیود ولتاژ ورودی را در محدوده ۰-۲۴ ولت نگه‌داشته و اجازه ورود ولتاژ خارج از این محدوده را نمی‌دهد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر، انواع “کارت دیود” را ملاحظه نمایید.

در تصویر زیر نمونه ای از یک کارت دیود ۶ آمپر دوبل – کاتد مشترک را ملاحظه می کنید:

ایزولاتور DC : در مواردی که نیاز است تا ولتاژی DC خارج از محدود ۲۴ ولت ( کمتر یا بیشتر) به PLC اعمال گردد، می‌توان از کارت ایزولاتور استفاده نمود. همچنین از این کارت می‌توان به‌عنوان مبدل پالس ( ۵ولت به ۲۴ ولت) استفاده نمود. این تجهیز ارزان ورودی‌های PLC را تا ۲۰۰۰ ولت ایزوله نوری می‌کند.

ایزولاتور AC : در بسیاری از کاربردها نیاز است تا ولتاژ ۲۲۰ ولت AC، به ورودی دیجیتال PLC متصل گردد. بسیاری از طراحان از رله‌های ۲۲۰ ولت برای این منظور استفاده می‌کنند که علاوه بر هزینه بالا، به علت مکانیکی بودن رله، عمر پایینی نیز دارند. از کارت ایزولاتور AC می‌توان برای اتصال ولتاژ ۲۲۰ ولت AC به ورودی ۲۴ ولت PLC استفاده نمود. ایزولاتور علاوه بر کاهش سطح ولتاژ، ورودی PLC را نیز با استفاده از ایزوله نوری حفاظت می‌نماید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر، مشخصات فنی “ایزولاتور” را مشاهده نمایید.

۳– حفاظت از خروجی‌ها:

رله: چه در خروجی‌های ترانزیستوری و چه در خروجی‌های رله‌ای لازم است تا حتماً از رله استفاده شود. شایع‌ترین مشکلی که در پروژه‌ها مشاهده‌شده، بروز اتصالی در خروجی ( اشتباه در سیم‌کشی یا خرابی بار) و سوختن کارت PLC می‌باشد. علاوه بر این جرقه‌هایی که در اثر فرمان قطع و وصل به بارهای سلفی نظیر کنتاکتور باعث خرابی طبقه خروجی می‌گردد. نکته‌ای در استفاده از رله باید موردتوجه قرار داد این است که سوکت رله‌های ریلی به علت نبود دیود هرزگرد روی آن‌ها مناسب اتصال به خروجی PLC نمی‌باشد. رله نیز یک‌بار سلفی است که نیاز به دیود هرزگرد جهت از بین برد جریان بازگشتی در مدار دارد. بهترین گزینه استفاده از رله برد می‌باشد که علاوه بر دارا بودن مدار حفاظتی لازم، سیم‌کشی را ساده‌تر می‌کند و هزینه‌های تعمیر و نگهداری را به شکل چشم‌گیری کاهش می‌دهد.

کوشا الکترونیک البرز با تولید بیش از ۱۵ نوع رله برد ۲۴ ولت، با استفاده از رله‌ omron و رله فیندر، حق انتخاب وسیعی را برای مشتریان خود قائل شده است. جهت آشنایی با رله بردها می‌توانید صفحه “رله برد ۲۴ ولت” را مشاهده نمایید.

فیوز: سریع‌ترین و مطمئن‌ترین فیوزها، فیوزهای شیشه‌ای است، که می‌توان از آن‌ها در قالب ترمینال های فیوز خور استفاده نمود. قیمت پایین، در دسترس بودن، تنوع آمپراژ فیوز از مهم‌ترین ویژگی‌های آن می‌باشد. برای پوشش نیاز صنعتگران در ین بخش نیز کوشا الکترونیک البرز اقدام به طراحی کارت فیوز با قابلیت نصب فیوز ذخیره و نشانگر فیوز سوخته نموده است. این کارت‌ها نصب سریع‌تر و قیمت بسیار ارزان‌تر از ترمینال های فیوز خور دارند و تضمین ۳ ساله آن آسودگی خاطر را به همراه خواهد داشت. جهت مشاهده دیگر مشخصات فنی این خانواده می‌توانید به صفحه ” کارت فیوز ” مراجعه نمایید.

جرقه گیر: بعضاً در راه‌اندازی الکتروموتورهای قدرت مشاهده‌شده که در زمان قطع یا وصل بارهای قدرت، مدار PLC ریست (reset) می‌کند. تنها راه برای رهایی از این مشکل استفاده از وریستور در خروجی کنتاکت می‌باشد. وریستور باعث می‌گردد تا ولتاژهای گذرایی که در اثر قطع و وصل بار در شبکه ایجاد می‌گردد، حذف‌شده و تأثیری در عملکرد PLC و دیگر تجهیزات اتوماسیون صنعتی نداشته باشد.