Dépannage PLC : Maîtriser les entrées Sinking vs Sourcing

Où commencez-vous lors du dépannage d'une panne dans un système contrôlé par PLC ? Un problème avec le programme PLC est rarement la cause de la panne à moins qu'il n'ait été altéré par intervention humaine. Habituellement, le problème provient des dispositifs de terrain ou des modules E/S PLC.

Dans cet article, nous expliquerons les caractéristiques des entrées PLC sinking et sourcing pour que vous puissiez dépanner efficacement et identifier où la panne origine.

Commençons par les termes Sinking et Sourcing, qui peuvent souvent être déroutants.

Sinking et sourcing

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

Si le courant circule du Dispositif #1 vers le Dispositif #2, le Dispositif #1 est Sourcing le courant, et le Dispositif #2 est Sinking le courant.

D'accord, supposons que le Dispositif #1 est un dispositif de terrain d'entrée, comme un interrupteur, et le Dispositif #2 est un module d'entrée numérique PLC. Si le courant circule de l'interrupteur vers le module d'entrée, alors l'interrupteur est la source et le module d'entrée est le sink.

Si le courant circule du module d'entrée vers l'interrupteur, alors le module d'entrée est la source, et l'interrupteur est le sink.

Les fournisseurs PLC offrent des modules d'entrée sinking et sourcing.

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

L'Allen-Bradley 1756-IV16 est un module d'entrée sourcing 16 entrées, 24 volts.

Dispositifs de terrain d'entrée

Passons à une discussion sur les dispositifs de terrain d'entrée à 2 fils et 3 fils.

Dispositifs à 2 fils

La majorité des dispositifs à 2 fils sont passifs, signifiant qu'ils ne nécessitent pas d'alimentation pour fonctionner et ouvrent ou ferment simplement un circuit. Exemples incluent boutons-poussoirs, fins de course, et autres dispositifs mécaniques. Nous pouvons considérer les dispositifs passifs à 2 fils comme étant soit sinking soit sourcing.

Il y a aussi des dispositifs actifs à 2 fils qui nécessitent de l'alimentation pour fonctionner et peuvent être dépendants de la polarité.

Dispositifs à 3 fils

Les dispositifs à 3 fils font partie de la famille des dispositifs actifs qui nécessitent de l'alimentation pour fonctionner. Exemples incluent capteurs de proximité et cellules photoélectriques.

Les couleurs des fils suivent un standard. Le fil brun se connecte à l'alimentation positive, généralement +24 volts DC. Le fil bleu se connecte au retour d'alimentation. Le fil noir agit comme la sortie de signal et fournit l'entrée à un autre dispositif, comme un module d'entrée PLC.

Les dispositifs actifs à 3 fils sont soit sinking soit sourcing.

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

Un capteur sourcing à 3 fils, aussi appelé capteur PNP, doit se connecter à un module d'entrée sinking. Un capteur sinking à 3 fils, aussi appelé capteur NPN, doit se connecter à un module d'entrée sourcing.

Beaucoup de dépanneurs PLC profitent des indicateurs LED des modules d'entrée. Cela dit, il est essentiel de comprendre ce que les indicateurs LED vous disent et comment ils peuvent être trompeurs.

Utiliser les LEDs pour le dépannage

Commençons avec un capteur sourcing connecté à l'Entrée 0 sur un module d'entrée sinking. Nous utiliserons le module AB 1756-IB16 comme exemple.

Chaque circuit d'entrée a une LED ST associée qui est censée indiquer le statut d'entrée.

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

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

Nous avons dit plus tôt que les indicateurs LED peuvent être trompeurs. Pourquoi ? Eh bien, la LED peut être allumée, mais la tension présente peut ne pas être ce que vous attendez. La même chose peut être dite quand la LED est ÉTEINTE.

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

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

Une entrée en dessous de 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 quand le capteur sourcing est éteint ?

Un capteur sourcing s'éteint en ouvrant un interrupteur semi-conducteur interne, pas en le mettant à la masse. L'entrée du module est flottante, la rendant sensible aux tensions causées par le courant de fuite normal du capteur.

Capteurs sinking avec entrées PLC sourcing

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

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

Le module interprète cela comme une logique « 1 » et l'utilise pour opérer dans le programme PLC.

Si la LED 0 est éteinte, la sortie du dispositif d'entrée sinking est effectivement ouverte, causant la flottaison de l'entrée du module, ce que le programme PLC interprétera comme une logique « 0 ».

Si vous décidez de mesurer les tensions d'entrée pour les états LED ON et OFF, ne vous laissez pas tromper. Elles sont l'opposé de la combinaison capteur sourcing/module sinking que nous avons discutée plus tôt. Quand la LED est allumée, la tension d'entrée sera proche de 0. Quand elle est éteinte, la tension d'entrée sera d'environ +24 volts.

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

Comment une tension d'entrée peut-elle monter au-dessus de 5 volts quand elle semble être mise à la masse à zéro par le capteur sinking ? C'est souvent causé par des problèmes de haute résistance, comme la corrosion aux points de connexion de masse ou des câbles de masse très longs.

Résumé

C'est un bon endroit pour conclure.

Comme nous l'avons dit plus tôt, la majorité des pannes PLC proviennent des dispositifs de terrain, câblage E/S, et occasionnellement du module. Le logiciel PLC lui-même est rarement en cause. Les indicateurs LED sont indéniablement utiles, mais mesurer la tension d'entrée réelle est la seule façon fiable de confirmer ce qui se passe.

Comprendre les entrées sinking et sourcing et les plages de tension attendues sur les modules vous mènera loin dans votre parcours de dépannage.