Maîtriser le dépannage des automates :décodage des sorties Sinking et Sourcing

Le dépannage du système API doit commencer par examiner les appareils de terrain et les modules d'E/S, et non le programme API. 70 à 80 % des défauts proviennent des appareils de terrain et du câblage, des alimentations et autres matériels associés. Les erreurs de programme API sont rares, sauf si quelqu'un a apporté des modifications.

Dans cet article, nous expliquerons les caractéristiques des sorties PLC à absorption et à source afin que vous puissiez dépanner et identifier efficacement la source du défaut.

Commençons par les termes Sinking et Sourcing.

Création et approvisionnement

Beaucoup d’entre nous ont appris la vérité selon laquelle le flux de courant électronique négatif vers positif est un fait. Lorsque nous parlons de naufrage et d'approvisionnement, nous faisons référence au flux de courant positif à négatif, qui est un flux de courant conventionnel.

Pourquoi la terminologie conventionnelle actuelle est-elle utilisée pour décrire le naufrage et le sourcing ? Il s'agit de tradition, car les concepts et les normes ont été établis bien avant que les électrons soient compris.

Si le courant circule de l'appareil n°1 vers l'appareil n°2, l'appareil n°1 fournit le courant et l'appareil n°2 consomme le courant.

Supposons que le périphérique n°1 soit un périphérique de champ de sortie, tel qu'une bobine de relais, et que le périphérique n°2 soit un module de sortie numérique PLC. Si le courant circule de la bobine de relais vers le module de sortie, la bobine de relais est la source et le module de sortie est le récepteur.

Si le courant circule du module de sortie vers la bobine de relais, alors le module est la source et la bobine de relais est le puits.

Types de modules de sortie

Les fournisseurs d'automates proposent des modules de sortie à transistors à absorption et à source. L'action de commutation réelle est effectuée par des composants à semi-conducteurs, généralement des BJT ou des FET, qui activent ou désactivent électroniquement la tension de charge.

En raison de la commutation à semi-conducteurs, le sens du flux de courant est important lors de l'adaptation du module au type d'appareil de terrain contrôlé.

Le relais sec est un troisième type de module de sortie. Il s'agissait de la norme d'origine pour les E/S API fixes, utilisant des contacts mécaniques qui commutent les charges AC et DC quelle que soit la polarité ou la direction du courant.

Sur de nombreux automates, vous pouvez entendre les contacts du relais se fermer. Le module de sortie relais sec peut agir comme un puits ou une source. Il reste populaire aujourd'hui dans les applications avec des types de charges mixtes ou des courants plus élevés.

Le dépannage d'un module de sortie à relais sec n'est pas différent du dépannage de tout autre circuit de relais. Nous allons donc nous concentrer sur le dépannage des modules à semi-conducteurs.

Les systèmes industriels modernes nécessitent des vitesses de commutation élevées et s'appuient donc sur des modules de sortie à semi-conducteurs qui fonctionnent de manière plus fiable que les relais mécaniques.

Modules de sortie

Les modules de sortie Sinking et Source sont câblés différemment. Les modules de sourcing connecteront la charge à une tension d'alimentation. Les modules descendants connecteront la charge à un retour d'alimentation ou à la terre.

Allen-Bradley 1756-OB16D

Nous commencerons par l'Allen-Bradley 1756-OB16D, qui est un module de sortie de sourcing à 16 sorties. La lettre « D » signifie diagnostic, ce qui place ce module dans une catégorie supérieure à beaucoup d'autres.

Comme pour de nombreux modules de sortie, chaque sortie possède une LED ST qui indique l'état de la commande de sortie. Pour faciliter le dépannage, ce module dispose de LED FLT qui indiquent des problèmes potentiels avec les appareils de terrain et le matériel associé.

Si la LED ST 0 est allumée, elle reflète la logique de commande ON comme indiqué par le programme PLC. L'interrupteur statique interne se ferme, fournissant environ +24 volts à la charge connectée à la borne de sortie 0.

• Allen-Bradley 1756-OB16D

Dans des conditions de fonctionnement normales, le commutateur statique chute d'environ 1,2 volts à ses bornes, réduisant ainsi la tension de charge.

La tension reste présente même si la charge est ouverte ou si un fil est cassé. C'est là que les LED FLT peuvent vous aider au dépannage. Si la LED FLT 0 est allumée, elle indique une condition de défaut sur cette sortie, comme une charge ouverte ou un fil cassé.

• Dépannage des sorties API

Si la LED ST 0 est éteinte, l'interrupteur statique est ouvert, supprimant le chemin du courant vers le circuit externe. Vous vous attendez à ce que la tension de sortie soit nulle.

Cependant, en raison de l'électronique de diagnostic interne, vous pouvez voir une lecture de tension importante sur votre multimètre numérique haute impédance. Ne vous laissez pas berner par cette lecture.

De nombreux modules de sortie, tels que l'Allen-Bradley 1769-OB16, disposent uniquement de LED ST qui indiquent l'état de la logique de commande selon les instructions du programme API. Le dépannage est un peu plus difficile et nécessite généralement plus de mesures de tension.

Allen-Bradley 1756-OV16E

L'Allen-Bradley 1756-OV16E est un module récepteur à 16 sorties. La lettre « E » signifie fusion électronique.

Ce module nécessite une alimentation +24 V pour alimenter l'électronique interne, mais il draine le courant de charge à la sortie du module.

Si la LED ST 0 est allumée, l'interrupteur statique interne se ferme, fournissant ainsi un chemin de courant à travers la charge jusqu'à la terre. La LED allumée n'indique pas que le circuit de sortie fonctionne normalement ; cela montre seulement que l'automate a commandé la fermeture de l'interrupteur interne.

• Allen-Bradley 1756-OV16E

Soyez prudent lorsque vous mesurez la tension de sortie. Dans des conditions normales de fonctionnement, lorsque la LED 0 est éteinte, la tension de sortie sera de 24 volts. Si la LED 0 est allumée, la tension de sortie sera proche de zéro. Le module ne fournit pas le 24 volts, car il provient de la charge.

Récapitulatif

Il y a plusieurs choses à garder à l’esprit. Les charges des modules de sortie à semi-conducteurs sont généralement protégées par des fusibles externes, sauf si le module dispose d'un fusible électronique intégré, tel que l'Allen-Bradley 1756-OV16E.

Ces modules ne peuvent gérer que des charges à faible courant. En général, toute charge qui ne repose pas sur une commutation à grande vitesse et consomme plus de courant qu'une simple lampe nécessite un relais intermédiaire.

Comprendre le naufrage et le sourcing est crucial pour un dépannage réussi des automates. Les voyants d'état constituent une excellente ressource pour les dépanneurs, mais il est essentiel de comprendre ce qu'ils indiquent.

Vous familiariser avec les caractéristiques des conditions normales et défectueuses vous aidera à éviter de mal interpréter les conditions des LED et les lectures de tension.

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