Dépannage de l'automate : maîtriser les entrées d'absorption ou d'approvisionnement

Par où commencer lors du dépannage d'un défaut dans un système contrôlé par API ? Un problème avec le programme de l'automate est rarement la cause du défaut, à moins qu'il n'ait été modifié par une intervention humaine. Habituellement, le problème provient des appareils de terrain ou des modules d'E/S API.

Dans cet article, nous expliquerons les caractéristiques des entrées d'automate de réception et de source afin que vous puissiez dépanner efficacement et identifier l'origine du défaut.

Commençons par les termes Sinking et Sourcing, qui peuvent souvent prêter à confusion.

Coupage et approvisionnement

En termes simples, il s'agit de définir la direction du flux de courant conventionnel entre deux appareils.

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.

Très bien, supposons que le périphérique n°1 soit un périphérique de champ d'entrée, tel qu'un commutateur, et que le périphérique n°2 soit un module d'entrée numérique PLC. Si le courant circule du commutateur vers le module d'entrée, alors le commutateur est la source et le module d'entrée est le récepteur.

Si le courant circule du module d'entrée vers le commutateur, alors le module d'entrée est la source et le commutateur est le récepteur.

Les fournisseurs d'automates proposent des modules d'entrée à réception et à source.

Par exemple, l'Allen-Bradley 1756-IB16 est un module d'entrée à absorption de 24 volts à 16 entrées.

L'Allen-Bradley 1756-IV16 est un module d'entrée de source 24 volts à 16 entrées.

Appareils de champ d'entrée

Passons à une discussion sur les appareils de champ d'entrée à 2 et 3 fils.

Appareils 2 fils

La majorité des appareils à 2 fils sont passifs, ce qui signifie qu'ils ne nécessitent pas d'alimentation pour fonctionner et qu'ils ouvrent ou ferment simplement un circuit. Les exemples incluent les boutons-poussoirs, les interrupteurs de fin de course et autres dispositifs mécaniques. Nous pouvons considérer les appareils passifs à 2 fils comme étant soit descendants, soit sourceux.

Il existe également des appareils actifs à 2 fils qui nécessitent de l'énergie pour fonctionner et peuvent dépendre de la polarité.

Appareils à 3 fils

Les appareils à 3 fils font partie de la famille des appareils actifs qui nécessitent une alimentation pour fonctionner. Les exemples incluent les capteurs de proximité et les interrupteurs photoélectriques.

Les couleurs des fils suivent une norme. Le fil marron se connecte à l'alimentation positive, généralement +24 volts CC. Le fil bleu se connecte au retour de l'alimentation. Le fil noir agit comme sortie de signal et fournit une entrée à un autre appareil, tel qu'un module d'entrée PLC.

Les appareils actifs à 3 fils sont soit en absorption, soit en source.

Il est essentiel de vérifier que les appareils à 3 fils sont compatibles avec les modules d'entrée prévus.

Un capteur source à 3 fils, également appelé capteur PNP, doit se connecter à un module d'entrée récepteur. Un capteur de descente à 3 fils, également appelé capteur NPN, doit se connecter à un module d'entrée de source.

De nombreux dépanneurs d'automates tirent parti des indicateurs LED du module d'entrée. Cela dit, il est essentiel de comprendre ce que les indicateurs LED vous disent et en quoi ils peuvent être trompeurs.

Utiliser les LED pour le dépannage

Commençons par un capteur de source connecté à l'entrée 0 sur un module d'entrée récepteur. Nous utiliserons le module d'entrée numérique AB 1756-IB16 comme exemple.

Chaque circuit d'entrée est associé à une LED ST destinée à indiquer l'état de l'entrée.

Si la LED 0 est allumée, cela suggère que le dispositif d'entrée de source fournit du +24 volts à la borne d'entrée 0 du module. Le module interprétera cette tension comme un « 1 » logique et l'utilisera pour fonctionner dans le programme PLC.

Si la LED 0 est éteinte, on suppose souvent que le dispositif d'entrée source fournit 0 volt à la borne d'entrée 0 du module, ce que le programme PLC interprétera comme un « 0 » logique. Cependant, nous comprenons tous ce que signifie « assumer ».

Nous avons dit plus tôt que les indicateurs LED pouvaient être trompeurs. Pourquoi donc? Eh bien, la LED est peut-être allumée, mais la tension présente n'est peut-être pas celle à laquelle vous vous attendez. La même chose peut être dite lorsque la LED est éteinte.

La seule façon d'en être sûr est de mesurer la tension à la borne du module d'entrée.

Selon les spécifications d'entrée du 1756-IB16, toute tension d'entrée supérieure au seuil de 10 volts sera détectée comme étant activée par le module. Une entrée de 15 volts sera interprétée comme un « 1 » logique dans le programme PLC. Cependant, cela peut indiquer des problèmes avec l'appareil de terrain, le câblage ou une éventuelle corrosion.

Une entrée inférieure à 5 volts sera reconnue comme OFF par le module. Comment est-il possible que la tension à l'entrée du module soit proche de 5 volts lorsque le capteur de source d'alimentation est éteint ?

Un capteur de source s'éteint en ouvrant un commutateur à semi-conducteur interne, et non en le mettant à la terre. L'entrée du module est flottante, ce qui la rend sensible aux tensions provoquées par le courant de fuite normal du capteur.

Capteurs de descente avec entrées PLC source

Ok, parlons maintenant d'une combinaison moins utilisée d'un capteur de descente connecté à un module d'entrée de source. Nous utiliserons le module d'entrée numérique AB 1756-IV16 comme exemple.

Si la LED 0 est allumée, cela indique que le dispositif d'entrée récepteur fournit 0 volt ou la masse à la borne d'entrée 0 du module.

Le module interprète cela comme un « 1 » logique et l'utilise pour fonctionner dans le programme API.

Si la LED 0 est éteinte, la sortie du dispositif d'entrée récepteur est effectivement ouverte, provoquant le flottement du module d'entrée, ce que le programme PLC interprétera comme un « 0 » logique.

Si vous décidez de mesurer les tensions d’entrée pour les états des LED ON et OFF, ne vous y trompez pas. Ils sont à l’opposé de la combinaison capteur d’approvisionnement/entrée PLC absorbée dont nous avons parlé plus tôt. Lorsque la LED est allumée, la tension d'entrée sera proche de 0. Lorsqu'elle est éteinte, la tension d'entrée sera d'environ +24 volts.

Selon les spécifications d'entrée du 1756-IV16, une tension d'entrée supérieure à 5 volts ne sera plus considérée comme ON et sera reconnue comme OFF.

Comment une tension d'entrée peut-elle dépasser 5 volts lorsqu'elle semble être mise à la terre à zéro via le capteur descendant ? Cela est souvent dû à des problèmes de résistance élevée, tels que la corrosion au niveau des points de connexion à la terre ou des câbles de terre très longs.

Récapitulatif

C'est un bon endroit pour conclure.

Comme nous l'avons dit précédemment, la majorité des défauts des automates proviennent des appareils de terrain, du câblage d'E/S et parfois du module. Le logiciel automate lui-même est rarement en faute. Les indicateurs LED sont sans aucun doute utiles, mais mesurer la tension d'entrée réelle est le seul moyen fiable de confirmer ce qui se passe.

Comprendre les entrées d'absorption et de source ainsi que les plages de tension attendues sur les modules vous mènera loin dans votre parcours de dépannage.