PLC’nize Zarar Verebilecek 3 Durum

Bazı kontrol ve otomasyon uygulamalarında, çalışma koşulları oldukça tehlikeli olabilmektedir. Bu koşullar altında yeteri dikkat gösterilmediğinde de kullanılan PLC zarar görebilmektedir. PLC’lere zarar veren üç temel durumu -yüksek gürültü, yüksek ısı ve aşırı gerilim değişimi- ve bu durumlara karşı alınabilecek önlemleri sizler için tüm ayrıntıları ile inceledik.

A- A+

07.10.2016 tarihli yazı 19995 kez okunmuştur.

PLC Otomasyon Kontrol Gürültü Isı Aşırı Gerilim

1) Yüksek Gürültü Etkisi

Çok yüksek enerji ve gerilim seviyelerinin olmaması durumunda, elektriksel gürültüler nadir olarak PLC elemanlarına zarar vermektedir. Ancak, gürültü kaynaklı geçici arızalar bazı uygulamalarda tehlikeli makine işlemleri ile sonuçlanabilmektedir. Bahsedilen gürültü sadece belli zamanlarda ortaya çıkabilirken, bazı durumlarda yaygın zaman aralıklarında görülebilmektedir. Bunun yanı sıra, bazı durumlarda sürekli olarak gözlenebilmektedir. Gürültü genellikle sisteme giriş, çıkış ve güç kaynağı hattı sayesinde girmektedir. Ayrıca; gürültü bu hatlarla bu hatlar ve gürültü sinyalini taşıyan hatlar arasındaki kapasitele yardımıyla elektriksel olarak akuple edilebilmektedir.

Yüksek gerilimin varlığı ve uzun, yakın aralıklı iletkenler genellikle bu etkiyi oluşturmaktadır. Ayrıca, kontrol hatlarının büyük akaım taşıyan hatların yakınına yerleştirilmesi de manyetik alanların akuple olmasına sebep olmaktadır.

Bunun yanı sıra; röle, solenoid, motor ve motor yol-vericiler özellikle düğme ve seçici anahtar gibi sert kontaktlar ile çalıştırıldığında potansiyel gürültü üreteci haline dönüşmektedir.

Analog I/O ve transmiterler elektromekanik kaynakların oluşturduğu gürültülere oldukça duyarlıdır ve bu gürültüler analog verilerin okunması sırasında sayımın atlanmasına neden olmaktadır. Bununla birlikte; motor yol vericiler, transformatörler, ve diğer elektromekanik cihazlar analog sinyaller, arayüzler ve transmiterlerden uzak tutulmalıdır.

Katı hal tasarım kontrollerinin makul miktarda gürültü bağışıklığı kazandırmasına rağmen, tasarımcının gürültüyü minimize etmek için özel önlemler "özellikle gürültü karakteristiğinin istenen kontrol giriş işareti ile benzerlik göstermesi durumunda" alması gerekmektedir.

Çalışma gürültüsü marjını arttırmak için, kontrolör büyük AC motorlar ve yüksek frekanslı kaynak makineleri gibi gürültü üreten cihazlardan uzağa kurulmalıdır. Ayrıca, tüm endüktif yükler bastırılmış olmalıdır. Üç fazlı motor kabloları gruplanmış olmalı ve düşük seviyeli sinyal kablolarından ayrı olarak döşenmelidir.

Bazı durumlarda gürültü seviyesi kritik duruma gelebilmektedir. Bu durumda tüm üç fazlı motor kabloları aşağıdaki gibi bastırılmalıdır.

Üç Fazlı Motor Kablolama İle Gürültü Bastırma

►İlginizi Çekebilir: Temel PLC Sistemleri

Aşağıdaki görselde ise kontrolöre veya transmitere giden giriş gücüne ait gürültünün ortadan kaldırılması için kullanılan hat filtreleme konfigürasyonu görülebilmektedir.

Hat Filtreleme Konfigürasyonu İle Güç Gürültüsünün Azaltılması

Bu yapı kullanılırken dikkat edilmesi gereken iki unsur bulunmaktadır. İlki hat filtrelerinin kontrolöre uzaklığıdır. Bu uzaklık 30.48 cm veya daha az olmalıdır. Kısacası hat uzunluğu minimize edilmedilir. İkinci bir önemli unsur da topraklama döngülerinin önlenmesidir. Bu amaçla, toprakta olan metal ile ortak mod metal kasa filtreleri birbirine bağlanmamalıdır. Bunu yaparken unutulmaması gereken gereken nokta filtrenin efektifliinin bu işlemle azalacağıdır.

2) Yüksek Isı Etkisi

Genel olarak PLC’ler 0 ile 60°C arasındaki sıcaklarda çalışabilmektedir. Ayrıca PLC’lerin soğutma işlemi konveksiyon ile gerçekleşmektedir. Bu durum, dik bir hava dalgasının PLC elemanlarının yüzeyine dik olarak çekilerek PLC’yi soğutmasını ifade etmektedir. Sistemin sıcaklığı sınırlar içinde tutmak için, sistemin alt kısmında yer alan soğutma havasının sıcaklığı 60°C’yi aşmamalıdır. PLC elemanları aşırı sıyı önlemek için uygun aralıklarla yerleştirilmelidir.

PLC üretici firmalar farklı PLC durumlar için aralıklandırma konusunda önerilerde bulunmaktadır. Bu tipik durumlar aşağıdaki gibi sıralanabilmektedir:

► Herhangi bir zamanda girişlerin %60’ı açık
► Herhangi bir zamanda çıkışların %30’u açık
► Basitleştirilmiş onay süreci
► Hava sıcaklığı 40°C civarlarında

I/O'ların aynı zamanda açık olması veya sıcaklığın 40°C’den fazla olması tipik durumlardan çıkıldığını göstermektedir. Bu şartlar altında bir sistemin konveksiyon ile daha iyi şekilde soğutulabilmesi için PLC elemanları arasındaki mesafe arttırılmalıdır. Sistemin muhafazasının içindeki veya dışındaki ekipmanlar önemli miktarda ısı üretiyorsa ve I/O sistemi sürekli olarak açıksa, muhafaza PLC içerisindeki sıcak noktaları azaltabilecek ve iyi şekilde hava sirkülasyonu sağlayacak bir fan bulundurmalıdır. Fan tarafından sağlanan hava muhafaza içerine girmeden önce bir filtre ile içeriğindeki kir, toz ve kirletici maddelerden arındırılmalıdır.

Toz sistem bileşenlerinin ısı dağılım kapasitesini azaltırken; bunun yanı sıra etraftaki havanın ısı iletkenliği düşerken, ısı artışı da sisteme gittikçe daha da fazla vermeye başlamaktadır. Sıcaklıığın aşırı yüksek oldğu durumlarda, muhafaza bir klima ünitesi veya basınçlı hava kullanan bir soğutucu kontrol sistemi ile donatılmış olmalıdır.

Basınçlı Hava Soğutma Sistemi

►İlginizi Çekebilir: PLC Montajı ve Giriş Çıkış Bağlantıları

Toz sistem bileşenlerinin ısı dağılım kapasitesini azaltırken; bunun yanı sıra etraftaki havanın ısı iletkenliği düşerken, ısı artışı da sisteme gittikçe daha da fazla vermeye başlamaktadır. Sıcaklığın aşırı yüksek oldğu durumlarda, muhafaza bir klima ünitesi veya basınçlı hava kullanan bir soğutucu kontrol sistemi ile donatılmış olmalıdır.

Muhafazaya ait kapakların sistemi soğutmak için açık bırakılması doğru bir uygulama değildir. Bu uygulama iletken tozların sisteme girmesine izin vermektedir.

Sıcaklık artışını ve muhafaza büyüklüğü ve ekipman içeriğine göre ısı yayılımı gereksinimleri hesaplapmak için çeşitli metodlar bulunmaktadır. Burada sıcaklık artışı muhafazanın içindeki hava ile dış ortamdaki havanın sıcaklıkları arasındaki farkı ifade etmektedir.

3) Aşırı Gerilim Değişimi

PLC’ye ait güç kaynağı bölümü çeşitli hat dalganlamalarını kaldırabilmekte ve sistemi çalışma marjı içerisinde faaliyet göstermesine izin vermektedir. Gelen gerilim yeterli olduğu sürece; güç kaynağı işlemci, hafıza ve I/O’lar desteklemek için gerekli olan gerilimi sağlamaktadır. Gerilimin kabul edilebilir minimum seviyenin altına düşmesi durumunda, güç kaynağı işlemciyi uyarmakta ve işlemci sistemi kapatmaktadır.

Sıradışı hat değişimleri görülen uygulamalarda, çözümün ilk adımı dağıtım sistemine ait besleyici hattaki olası srunları çözmektedir. Eğer bu işlem sorunu çözmezse, sabit gerilim transformatörü sistemin çok sıkmasını önlemek için kullanılabilmektedir.

Sabit Gerilim Transformatörü

Sabit gerilim transformatörü güç kaynağına ve sistem giriş cihazlarına giden giriş gerilimini "ikincil sargıdaki sabit gerilimi koruma amacıyla" birincil sargıdaki gerilim değişimlerini kompanze ederek ve stabilize etmektedir.

Sabit gerilim transformatörünün sisteme uygulanması durumda, kullanıcı özgül güç değerinin giriş cihazları ve güç kaynağı için yeterli olup olmadığını kontrol etmelidir. Ayrıca, kullanıcı çıkış cihazlarını sabit gerilim transformatörünün arkasına değil önüne bağlamalıdır. Bu sayede transformatör çıkışa gerilim sağlamamaktadır. Bu düzenleme daha küçük bir transformatör kullanımına izin vererek transformatörden kaynaklanan yükü azaltacaktır. Bu sayede üretici özgül güç gereksinimleri hakkında bilgi sağlayabilmektedir.

Kaynak:

►electrical-engineering-portal