Doğru PLC Giriş/Çıkış Modülünü Seçme: Dijital, Analog, Sinking ve Sourcing Açıklamaları
Doğru PLC I/O modülünü (dijital/analog) nasıl seçersiniz? Bu arama, her otomasyon forumunda, her distribütörün SSS bölümünde ve telefonu açan her uygulama mühendisinin gelen kutusunda karşımıza çıkıyor. Soru soran kişi genellikle bir PLC platformu seçmiş (veya seçtiğini sanıyor) ve şimdi hangi I/O kartlarının yuvalara takılacağını çözmesi gereken noktada bulunuyor. Dijital ve analog arasında bir fark olduğunu biliyorlar. "Sinking" ve "sourcing" kelimelerini duymuşlar ama her iki tanımı da aynı anda akıllarında tutamıyorlar. Yanlış modül sipariş edip, sistemle çalışmaması ihtimalinden endişe ediyorlar.
Bu kılavuz bu sorunu çözüyor. Bir giriş/çıkış modülünün aslında ne işe yaradığını adım adım açıklıyor, ardından dijital ve analog arasındaki farkı ortaya koyuyor, daha sonra gerçek örneklerle sade bir dille giriş ve çıkış bağlantılarını açıklıyor, modül boyutlandırmasını ele alıyor ve son olarak Siemens, Allen Bradley ve ABB sistemleri için platforma özgü kılavuzlarla her şeyi bir araya getiriyor.
PLC giriş/çıkış modülü, fiziksel dünya ile işlemci arasındaki arayüzdür. Girişler, PLC'ye sinyaller getirir; örneğin, bir buton durumu, bir basınç transmitteri okuması, bir limit anahtarı tetiklenmesi. Çıkışlar ise fiziksel dünyaya sinyaller gönderir; örneğin, bir solenoidin enerjilenmesi, bir motor başlatıcı bobinin devreye girmesi, bir valf aktüatörünün hareket etmesi.
Giriş/çıkış modülü çeviri işlemini gerçekleştirir. Saha cihazından gelen 24V DC sinyalini, PLC işlemcisinin okuyabileceği mantık seviyesinde bir sinyale dönüştürür. İşlemci çıkış komutunu alır ve bir saha aktüatörünü çalıştırmak için gereken voltaj ve akıma dönüştürür. Doğru giriş/çıkış modülü olmadan, işlemci sağır ve dilsiz kalır.
Modüller, PLC rafına kolayca takılabilen standart form faktörlerinde gelir. Seçeceğiniz modül üç şeye bağlıdır: sinyal türü (dijital veya analog), akım yönü (çekici veya verici) ve ihtiyacınız olan nokta sayısı.
Dijital modüller açma/kapama sinyallerini işler. Saha cihazı ya enerjilidir ya da enerjisizdir, açık ya da kapalıdır, mevcuttur ya da yoktur. Dijital giriş, voltaj varlığını okur (endüstriyel uygulamalar için tipik olarak 24V DC). Dijital çıkış, bir yükü açar veya kapatır.
Yaygın dijital giriş aygıtları:
· Basmalı düğmeler ve seçici anahtarlar
· Limit anahtarları
· Yakınlık sensörleri (PNP/NPN)
· Basınç şalterleri
· Röle kontakları
Yaygın dijital çıkış cihazları:
· Solenoid valfler
· Kontaktör bobinleri
· Gösterge ışıkları
· Kornalar ve işaret fişekleri
· Motor marş bobinleri
Dijital modüller, voltaj (24V DC, 120V AC, 230V AC yaygın), nokta sayısı (8, 16, 32 standart) ve akım çekme/verme karakteristikleri ile tanımlanır.
Analog modüller, sürekli sinyalleri işler; yani sadece açık veya kapalı değil, bir aralık boyunca değişen değerleri işler. Dijital bir giriş size bir tankın dolu olduğunu söylerken (tek bit: dolu/dolu değil), analog bir giriş size tank seviyesini yüzde olarak söyler (bir aralık boyunca birden fazla bit: aralığın %0-100'ü).
Yaygın analog giriş sinyalleri:
· 4–20 mA (akım döngüsü — endüstriyel cihazlarda en yaygın kullanılanı)
· 0–10V DC (voltaj sinyali — bazı vericiler ve konum sensörleri için yaygın)
· 0–5V DC (düşük voltajlı ölçüm cihazı)
· Sıcaklık ölçümü için direnç (RTD)
· Termokupl (soğuk bağlantı kompanzasyonlu sıcaklık ölçümü)
Yaygın analog çıkış sinyalleri:
· 4–20 mA (en yaygın olanı — değişken frekanslı sürücüler, kontrol vanaları gibi son kontrol elemanlarını çalıştırır)
· 0–10V DC (bazı frekans invertörleri ve konumlandırıcılar için kullanılır)
Analog modüller, sinyal türüne (akım veya gerilim), çözünürlüğe (12 bit, 16 bit - daha yüksek çözünürlük daha hassastır) ve aynı modül üzerinde birden fazla giriş türünü destekleyip desteklemediklerine göre tanımlanır.
---
Bu, çoğu alıcıyı zorlayan kısımdır. Akımın akış yönünü tanımlayan terimler arasında batma ve kaynaklanma yer alır. Bunu yanlış anlamak, dijital girişinizin ya hiçbir şey okumaması ya da okuması gerekenin tam tersini okuması anlamına gelir.
Bir kaynak çıkışı, modülden alan cihazına akım sağlar. Modülü elektron kaynağı olarak düşünün. Çıkış aktif olduğunda, dahili beslemesinin pozitif terminalini çıkış terminaline bağlar.
Bir besleme girişi, harici bir kaynaktan kendisine akım akmasını bekler. Besleme cihazı (bir sensör, bir anahtar) akım sağladığında giriş devresi tamamlanır.
Akım emici çıkış, alan cihazından gelen akımı emer. Aktif olduğunda, çıkış terminalini devrenin negatif (toprak) tarafına bağlar.
Bir girişten toprağa doğru akım akması beklenir. Harici cihaz toprağa giden bir yol sağlar ve giriş, ortaya çıkan akım akışını algılar.
Alan cihazının çıkış tipi, PLC modülünün giriş tipiyle eşleşmelidir; aksi takdirde ara röle veya arayüz gereklidir.
· PNP sensörleri (kaynak) → alıcı girişlere veya polaritesi ters çevrilmiş kaynak girişlere bağlanır.
· NPN sensörleri (sinking) → kaynak girişlerine veya polaritesi ters çevrilmiş sinking girişlerine bağlanır.
Kontrol etmenin en kolay yolu: sensörün bağlantı şemasına bakın. Sensörün çıkış kablosu PLC giriş terminaline, diğer kablosu ise toprağa bağlıysa, sensör akım çekiyor demektir ve girişiniz akım çekiyor olmalıdır. Sensörün çıkış kablosu PLC giriş terminaline, diğer kablosu ise pozitif kutba bağlıysa, sensör akım çekiyor demektir ve girişiniz akım çekiyor olmalıdır.
Bir kaynak sensörünü doğrudan bir kaynak girişine bağlayıp çalışmasını bekleyemezsiniz; iki kaynak birbirine karşı itme kuvveti uygular. Bununla birlikte, "evrensel" olarak özel olarak tasarlanmış veya izole kanallara sahip giriş modülleri kullanarak, uygun kablolama ile farklı cihaz türlerini karıştırabilirsiniz. Sipariş vermeden önce daima modül veri sayfasını kontrol edin.
Bir modül seçmeden önce, projenizdeki gerçek saha cihazlarını sayın. Küçük, bağımsız bir makine için 8 dijital giriş ve 6 dijital çıkış olabilir. Daha karmaşık bir hat için ise 32 dijital giriş, 16 analog giriş ve 8 analog çıkış olabilir.
Modül boyutlandırma kuralları:
· Dijital girişler: En az giriş sayınız kadar noktaya sahip bir modül sipariş edin. 16 noktalı bir modül 12 giriş için çalışır. Modülün nokta sayısını aşamazsınız.
· Dijital çıkışlar: Aynı kural geçerli. 10 çıkışınız varsa, tek bir 8 noktalı modül yetersizdir; 16 noktalı bir modüle veya iki modüle ihtiyacınız vardır.
· Analog girişler: Her analog giriş kanalı bağımsızdır. 4 kanallı bir analog giriş modülü 4 cihazı destekler. Eğer 7 analog vericiniz varsa, iki adet 4 kanallı modüle (veya platforma bağlı olarak tek bir 8 kanallı modüle) ihtiyacınız vardır.
· Analog çıkışlar: Aynı şekilde, her kanal bir son kontrol elemanını çalıştırır. 2 kanallı bir modül iki lambayı çalıştırır.
%20 yedek kapasite ekleyin. Projeler değişir. Panel kurulduktan sonra yeni bir anahtar veya verici eklemek zahmetli ve pahalıdır. Birkaç ekstra kanala sahip bir modül belirtmek neredeyse hiçbir maliyet gerektirmez ve daha sonra önemli ölçüde yeniden işleme ihtiyacını ortadan kaldırır.
Platform | Tipik Dijital Modül Boyutları | Tipik Analog Modül Boyutları
Siemens S7-1500 | 16, 32, 64 puan | 4, 8, 16 kanal
Allen Bradley ControlLogix | 8, 16, 32 nokta | 4, 8 kanal
ABB AC500 | 8, 16, 32 nokta | 4, 8 kanal
Siemens, bazı işlemcilerde yerleşik G/Ç'nin yanı sıra ET 200SP ve ET 200MP dağıtılmış G/Ç sistemlerini kullanmaktadır. S7-1500 sistemi, işlemciye veya genişletme raflarına takılabilen sistem montajlı G/Ç modülleri (SM modülleri) kullanır.
Başlıca modül aileleri:
· SM 521 — Dijital giriş modülleri (24V DC, 120V AC varyantları)
· SM 522 — Dijital çıkış modülleri (24V DC röle, katı hal)
· SM 523 — Dijital giriş/çıkış kombinasyon modülleri
· SM 531 — Analog giriş modülleri (4–20mA, 0–10V, RTD, termokupl)
· SM 532 — Analog çıkış modülleri (4–20mA, 0–10V)
TIA Portal'da yapılandırma, doğru modül tipinin seçilmesini ve proses imajı bölümünün ve donanım kesintilerinin ayarlanmasını gerektirir. Siemens modülleri tiplerine göre renk kodludur (dijital için mavi, analog için yeşil), bu da üretim sahasında fiziksel tanımlamayı kolaylaştırır.
Allen Bradley ControlLogix, bir şasi içinde 1756 serisi giriş/çıkış modülleri kullanır. Platform oldukça modülerdir; herhangi bir yuvada dijital ve analog modülleri karıştırabilirsiniz.
Başlıca modül aileleri:
· 1756-IB16 — 16 noktalı 24V DC dijital giriş (sinking)
· 1756-OB16 — 16 noktalı 24V DC dijital çıkış (kaynak)
· 1756-IF8 — 8 kanallı analog giriş (çoklu sinyal tipleri)
· 1756-OF8 — 8 kanallı analog çıkış (4–20mA, 0–10V)
Allen Bradley, "sinking" ve "sourcing" terimlerini tutarlı bir şekilde kullanmaktadır. 1756-IB16 sinking girişli, 1756-OB16 ise sourcing çıkışlıdır. Kablolamadan önce kutupları doğrulayın — Allen Bradley 1756 serisi modüllerin ön yüzlerinde ve veri sayfalarında açık etiketleme mevcuttur.
CompactLogix (5380 ve 5480 serileri) için modüller benzerdir ancak fiziksel olarak daha küçüktür (1769 form faktörü). 1769-IF8 analog giriş ve 1769-OF4 analog çıkış yaygın tercihlerdir.
ABB AC500, CPU rafında S500 I/O modüllerini ve fieldbus ağlarında dağıtılmış I/O'yu (S500 eCo, S500) kullanır.
Başlıca modül aileleri:
· DI524 — 16 noktalı 24V DC dijital giriş
· DO524 — 16 noktalı 24V DC dijital çıkış
· AI523 — 4 kanallı analog giriş (4–20mA, 0–10V, RTD)
· AO523 — 4 kanallı analog çıkış (4–20mA, 0–10V)
ABB modülleri, Automation Builder'da (CODESYS tabanlı ABB programlama ortamı) yapılandırılır. Yapılandırma aracı, CPU çevrimiçi olduğunda birçok modülü otomatik olarak algılar. Analog modüller için kanal ölçeklendirmesi donanım yapılandırmasında yapılır; mühendislik birimlerinin (PSI, °C, GPM) saha cihazı aralığıyla eşleştiğinden her zaman emin olun.
---
S: Aynı modülde hem alıcı hem de alıcı girişleri bir arada kullanabilir miyim?
A: Bazı evrensel giriş modülleri, tek tek kanalları alıcı veya kaynak olarak bağlamanıza olanak tanır, ancak standart modüller genellikle tüm kanalların aynı yapılandırmayı paylaşmasını gerektirir. Veri sayfasına bakın. Farklı cihaz türlerini karıştırmanız gerekiyorsa, bir arayüz rölesi veya izole giriş modülü kullanmayı düşünün.
S: Yanlış G/Ç türü kullanırsam ne olur? Örneğin, kaynak çıktısını kaynak girdisine bağlarsam?
A: Hiçbir şey işe yaramaz; ya da daha kötüsü, işe yarıyor gibi görünür ama ters yönde çalışır. Bir kaynak çıkışını doğrudan bir kaynak girişine bağlarsanız, iki voltaj kaynağı birbirine karşı savaşır. Giriş, dahili devreye bağlı olarak sürekli açık veya sürekli kapalı okuyabilir. Doğru kombinasyon, akımın tek yönde akması için kaynak çıkışını alıcı girişe (veya tam tersi) bağlamaktır.
S: Küçük bir proje için kaç giriş/çıkış noktasına ihtiyacım var?
A: Küçük, bağımsız bir makine tipik olarak 8-16 dijital giriş, 6-12 dijital çıkış, 2-4 analog giriş ve 1-2 analog çıkışa ihtiyaç duyar. Öncelikle sahadaki ayrık cihazlarınızın ve enstrüman listenizin sayısını belirleyin, ardından yedek kapasite için %20 ekleyin. Emin değilseniz, bir distribütörün uygulama mühendisi enstrüman listenizi inceleyebilir ve bir modül konfigürasyonu önerebilir.
S: Analog giriş sensörü bağlı olmadığı halde bir değer gösteriyor. Modül arızalı mı?
A: Hayır — bağlantısız analog giriş kanalları rastgele gürültü (genellikle küçük, sıfırdan farklı bir değer) okuyabilir. Bu normaldir. Kanal, yalnızca sensör (verici) kablolandığında ve devre enerjilendirildiğinde (4-20mA cihazlar için) anlamlı hale gelir. Bir okuma hatası gidermeden önce, kanal terminalinde 24V DC devre gücünün mevcut olduğundan emin olun.
S: Aynı sistemde 24V DC dijital çıkış modülünü 120V AC modülle değiştirebilir miyim?
A: Yalnızca saha cihazları da yeni voltaj için derecelendirilmişse. 24V DC bir solenoidi 120V AC çıkış modülüyle çalıştıramazsınız. Voltaj sınıflarını değiştirmek, saha cihazlarını, kablolamayı ve potansiyel olarak modülü değiştirmeyi gerektirir. Modül voltajını her zaman cihaz voltajıyla eşleştirin.
S: Kanal izolasyonu nedir ve neden önemlidir?
A: İzole edilmiş kanallar, her giriş veya çıkış kanalı arasında ayrı devre izolasyonuna sahiptir. İzole edilmemiş modüller, tüm kanallar boyunca ortak bir topraklama noktası paylaşır. İzolasyon, farklı voltaj kaynaklarına bağlı saha cihazlarınız olduğunda veya sistemi topraklama döngülerinden ve tek tek kanallardaki voltaj yükselmelerinden korumanız gerektiğinde önemlidir. Kritik analog ölçümler (akış vericileri, basınç vericileri) için izole edilmiş modüller daha temiz sinyaller ve daha iyi doğruluk sağlar.
TZ Tech, endüstriyel otomasyon ve elektrik parçalarının yanı sıra bazı enstrümantasyon ve telekomünikasyon parçaları konusunda profesyonel bir tedarikçidir. Çoğunlukla distribütörlerin hazır stoklarını rekabetçi fiyatlarla ve kısa teslim süreleriyle satıyoruz. Geniş envanterimiz sayesinde, üretimi durdurulmuş parçaları bile temin edebiliyoruz.
Endişelerinizi anlıyoruz, bu nedenle kaliteyi garanti edeceğiz. İhtiyaç duyduğunuz parçaları titizlikle inceliyoruz, bu nedenle aldığınız ürünlerde herhangi bir kalite sorunu konusunda endişelenmenize gerek yok. Üretimi uzun zaman önce durdurulmuş özel parçalar için, ürünlerin gerçek durumu hakkında sizi içtenlikle bilgilendireceğiz. Tüm sıfır parçalar için 1 yıl garanti veriyoruz.
İlgili parçalara ihtiyacınız olursa lütfen bize ulaşın. Ekibimiz 6 saat içinde (hafta sonları hariç) hızlı yanıt verecektir.
Lütfen okumaya devam edin, gelişmelerden haberdar olun, abone olun ve düşüncelerinizi bize bildirmenizi bekliyoruz.
Ayrıca, izninizle, ziyaretinizi slOC ile daha kişisel bir etkileşim haline getirmek için çerezler yerleştirmek istiyoruz. Bunun için analitik ve reklam çerezleri kullanıyoruz. Bu çerezler sayesinde biz ve üçüncü taraflar, super-instrument.com içindeki ve dışındaki internet davranışınızı takip edebilir ve toplayabiliriz. Bununla biz ve üçüncü taraflar super-instrument.com'u ve reklamları ilginize göre uyarlıyoruz. Kabul Et'i tıklatarak bunu kabul etmiş olursunuz. Reddederseniz yalnızca gerekli çerezleri kullanırız ve ne yazık ki herhangi bir kişiselleştirilmiş içerik almayacaksınız. Daha fazla bilgi edinmek veya gelecekte onayınızı değiştirmek için lütfen Çerez politikamızı ziyaret edin.
Accept and continue Decline cookies
