Control eléctrico PLC: selección de relés, cableado de salida y mejores prácticas del panel

Un ingeniero llama porque una tarjeta de salida del PLC falló dos veces en la misma semana. La carga es un contactor de 2,2 kW cuya bobina se acerca a los 3 A durante unos pocos milisegundos en cada arranque, y la salida tiene una potencia nominal de 0,5 A. Un módulo de salida de mayor potencia no solucionará este problema. La respuesta correcta es un relé de interfaz entre el controlador y la bobina, y la misma respuesta se aplica a casi todas las cargas inductivas del panel.

El control eléctrico del PLC lo decide menos el programa que lo que sucede en el terminal de salida. Este artículo recorre las etapas de salida de un controlador, el relé o módulo de relé que le sigue y las comprobaciones que mantienen un panel funcionando mucho más allá de su primer año de servicio.

Qué puede y qué no puede cambiar una etapa de salida del PLC

Una salida de PLC no es una fuente de energía. Es un interruptor que conecta un dispositivo de campo a un suministro que usted proporciona. Las tres etapas de salida comunes se comportan de manera muy diferente y tratarlas como intercambiables es la forma más rápida de quemar una placa.

El patrón es sencillo. Las cargas resistivas y de baja corriente pueden ubicarse directamente en una salida. Cualquier cosa que tenga una bobina, una entrada de condensador o un filamento que consuma varias veces su corriente de estado estable al encenderse pertenece detrás de un relé de interfaz.

Por qué un relé de interfaz todavía se gana su lugar

Quitar el relé interpuesto ahorra unos centímetros de carril y unos cuantos dólares por punto. En la mayoría de armarios industriales vuelve a aparecer después de la primera llamada de servicio técnico, por tres motivos.

Separación galvánica entre lógica y campo.

La bobina del relé es impulsada por la salida del PLC y el contacto transporta la corriente de campo. Por lo tanto, un cortocircuito en el cable de una válvula se detiene en el relé en lugar de llegar a la placa de salida. En una máquina con cuarenta salidas, esa diferencia es un relé frente a un controlador.

Material de irrupción, retroceso y contacto

Una bobina de contactor puede consumir de cinco a diez veces su corriente de mantenimiento durante los primeros milisegundos y luego generar un pico de voltaje inverso cuando se abre. Un relé de 16 A a 250 V CA con contactos de óxido de estaño y plata absorbe esa carga, y un reemplazo cuesta una fracción de una tarjeta de salida. Para circuitos secos que casi no transportan corriente, los contactos chapados en oro son la mejor opción, porque los contactos de plata simples pueden desarrollar una película de óxido que impide el paso de señales de bajo nivel.

Capacidad de servicio y repuestos.

Un relé montado en riel o en zócalo se reemplaza en dos minutos durante un apagado de fin de semana. Un módulo de salida fallido normalmente significa una línea parada, un retraso en la entrega y una descarga de programa que nadie quiere realizar a las dos de la mañana.

Elección de un relé de interfaz para una salida de PLC

La selección se reduce a un puñado de números. Trabaje con ellos en este orden y la especificación generalmente se escribirá sola.

1. Tensión de bobina y tensión de funcionamiento obligado. Una bobina de 24 V CC es el estándar en los paneles de control de máquinas. Confirme que el voltaje de funcionamiento debe estar por debajo del voltaje de salida mínimo del suministro del PLC y que el voltaje de liberación debe estar por encima de cualquier fuga residual de una salida triac o transistor.
2. Corriente de la bobina contra la clasificación de salida. Una bobina de 24 V CC de 0,4 W consume aproximadamente 17 mA. Reduzca la potencia de salida del PLC a aproximadamente el 60 por ciento de su clasificación indicada cuando la carga es inductiva y sume la corriente total de todas las salidas que comparten un terminal común.
3. Clasificación de contacto y tipo de carga. Haga coincidir la clasificación con la carga real, no con la etiqueta en el panel. Un contacto de 16 A que acciona un solenoide de 1 A está bien, mientras que un contacto de 2 A que acciona una bobina de 3 A no.
4. Corriente de irrupción. Busque una clasificación de contacto que indique el valor de duración corta, o agregue una resistencia en serie o un termistor para cargas de irrupción elevadas, como contactores grandes y bancos de condensadores.
5. Ciclo de trabajo y vida. La vida mecánica de varios millones de operaciones es normal. La vida eléctrica bajo carga de la bobina del contactor es mucho más corta y debe compararse con el número de arranques que realiza la máquina por día.

Si desea un repaso de la mecánica detrás de la bobina y la armadura, esta explicación cubre ¿Qué hace un relé electromagnético de uso general? en términos sencillos.

Relé electromagnético montado en PCB CYF1 para conmutación de uso general Relé unipolar montado en PCB con opciones de contacto de 10 A o 16 A, bobinas de 3-48 VCC y un tamaño compacto de 5 pines para conmutación de alta densidad. Ver producto →

Módulos de relé y práctica de cableado en riel DIN

Un módulo de relé empaqueta el relé, los terminales de la bobina y las conexiones roscadas en una sola unidad montada en riel. Los módulos construidos alrededor de la misma familia de relés en versiones de contacto de 10 A y 16 A comparten un espacio, por lo que un panel se puede actualizar más adelante sin volver a perforar el riel ni volver a dibujar el diseño.

La práctica del cableado es tan importante como el propio módulo. Utilice casquillos en cables trenzados, mantenga el cableado de la bobina en un conducto separado del cableado de contacto donde lo permita el diseño del panel, agrupe los comunes por tarjeta de salida en lugar de por posición de terminal y etiquete cada salida con su dirección de programa. Un dibujo claro y un relé de repuesto de cada tipo evitarán más tiempo de inactividad que cualquier función de diagnóstico dentro del controlador.

Módulo de relé de enganche magnético en carril DIN MCYF1 Módulo de carril DIN que utiliza relés de enclavamiento para alimentación estática cero y memoria de estado de apagado, con hasta 16 canales y 16 A por canal. Ver producto →

Relés de enclavamiento magnético en control PLC

Un relé de enclavamiento magnético mantiene su última posición sin corriente en la bobina. Esa propiedad es útil en dos situaciones: cuando una máquina debe mantener el estado de una válvula o una indicación debido a un corte de energía, y cuando docenas de bobinas que permanecen energizadas durante todo el día agregan calor y carga al suministro.

Los relés de enclavamiento necesitan pulsos cortos en lugar de señales continuas, por lo que el programa debe configurarlos y restablecerlos deliberadamente, y la puesta en servicio debe incluir un paso de reinicio explícito porque los contactos pueden llegar a cualquier posición. Los paneles que los utilizan generalmente mantienen un relé de interposición estándar en serie para que el PLC también pueda forzar la desconexión de una carga cuando la secuencia lo requiera.

Relé de enclavamiento magnético CYF1-S para memoria de estado de bajo consumo Relé de PCB biestable que mantiene el estado del contacto sin alimentación de bobina, adecuado para diseños de ahorro de energía, respaldo y retención de cortes de energía con conmutación de hasta 16 A. Ver producto →

Dónde fallan las interfaces de control PLC en el campo

• Contactos soldados después de meses de repetidas irrupciones de una bobina de contactor.
• Una carga que nunca se apaga por completo porque una salida triac o transistor pierde algunos voltios.
• Bobinas conectadas al terminal común incorrecto, por lo que dos salidas luchan entre sí.
• Sin diodo de retorno en una bobina de CC, lo que acorta la vida útil del contacto y de la etapa de salida.
• Casquillos sueltos y vibración de la máquina, lo que produce contactos intermitentes que se atribuyen al programa.
• Los relés se introducen en un zócalo mediante un solo pin, funcionan en el banco y fallan en la máquina.

Comprobaciones de puesta en servicio antes de la entrega

1. Mida el voltaje de la bobina en cada relé con el suministro de campo configurado en su valor más bajo esperado.
2. Fuerce las salidas una a la vez desde el software de programación y confirme que solo funciona el relé previsto.
3. Verifique la continuidad en los terminales de carga con cada relé energizado y confirme que el contacto se abre cuando se libera la salida.
4. Verifique si hay fugas de voltaje con todas las salidas apagadas, especialmente en las salidas triac y transistor.
5. Haga funcionar el panel durante 30 minutos y verifique las temperaturas de la bobina y los contactos. Una bobina caliente es normal, un contacto caliente no lo es.
6. Registre el modelo de relé, la configuración de contacto y la dirección del programa en el plano del panel y guarde un repuesto de cada tipo en el gabinete.

Ningbo Chengyuan Chuangke Electronics fabrica relés en Yinzhou, Ningbo desde 1996, y hoy suministra relés electromagnéticos de uso general, relés de láminas, relés de enclavamiento magnético y módulos de control industrial montados en rieles. Puedes leer más sobre La empresa y su experiencia en fabricación. en el sitio.

Envíe un voltaje de bobina, un tipo de carga y una corriente de conmutación, y la interfaz se puede combinar con un relé o módulo que se ajuste al panel en lugar de a la página del catálogo.