Електрозахранване и предпазни (аварийни) вериги при PLC системи

Препоръчително е да се спазват някои основни правила при електрозахранването на PLC системи в индустриални приложения, за да се осигури адекватната им защита, както и защитата на управляваните машини, оборудване или процеси, в случай на авария. В съвременните PLC системи се залага на различни предпазни вериги, релейна защита и други аварийни механизми за прекъсване на работата на контролера и машините.

Източниците на електрозахранване за PLC системи в индустриални приложения обикновено са еднофазни 120-240 VAC. Когато контролерът е инсталиран в корпус, двата захранващи проводника обикновено влизат в корпуса през горната част на шкафа, за да се сведат до минимум смущенията, свързани с други контролни линии.

Изисквания по отношение за захранването
Централно AC захранване
Захранващият блок и I/O устройствата на системата трябва да са свързани към общ източник с променлив ток. Това свежда до минимум смущенията и предотвратява грешните сигнали вследствие на комбинация от стабилен източник на променлив ток към захранването и процесора, но нестабилен източник на променлив ток към входно-изходните устройства. Посредством свързването на захранващия блок и I/O устройствата към един и същ източник на захранване може да бъде използван пълният потенциал на функцията за мониторинг на електрозахранването на захранващия блок, с която разполагат повечето съвременни решения. Така, ако параметрите във веригата паднат под минималното допустимо работно ниво, захранващото устройство ще регистрира анормалното състояние и ще сигнализира процесора, който ще спре да чете входните данни и ще изключи всички изходи.

Изолационни трансформатори
Сред популярните практики при захранването на PLC системи е свързването на изолационен трансформатор към промеливотоковата линия, която влиза в контролера. Изолационните трансформатори са силно препоръчителни, когато в системата работи тежко оборудване, което е вероятно да генерира шум в променливотоковата мрежа. Изолационният трансформатор може да служи и като трансформатор за намаляване на входящото напрежение до желаното ниво. Изискване към трансформатора е да има достатъчна номинална мощност, за да захрани съответния товар, като е добре да се вземат предвид препоръчителните номинални стойности за различните приложения.

Предпазни (аварийни) вериги
PLC системата е препоръчително да включва достатъчен брой аварийни електрически вериги, които частично или цялостно да спрат работата на контролера/управляваната машина или процес в случай на авария. Тези предпазни вериги е добре да са локализирани извън контролера, така че потребителят да може ръчно и бързо да изключи системата в случай на пълна повреда на PLC. Предпазителите (emergency pull rope switches, end-of-travel limit switches) е добре да прескачат контролера и директно да оперират с моторните стартери, електромагнитните компоненти и другите свързани устройства. Предпазните (аварийни) вериги обикновено са базирани на проста логика и включват минимален брой високонадеждни, препоръчително електромеханични, компоненти.

Аварийно спиране (Emergency stops)
Системата е препоръчително да разполага с електрически вериги за аварийно прекъсване на захранването към всяка машина, директно управлявана от програмиеруемия контролер. За да се оигури оптимална защита, тези вериги е по-добре да не бъдат свързвани към контролера, a да бъдат отделно свързани в постоянни структури (hardwired) и разположени на удобни за оператора места. Аварийните прекъсвачи обикновено се свързват към управляващите релета или релейните контролни вериги, които изключват захранването от I/O системата в случай на авария.

Контролни релета (Master/Safety control relays)
Веригите с MCR (master control relay) и SCR (safety control relay) релета осигуряват лесен начин за прекъсване на захранването към I/O модулите повреме на аварийна ситуация. Тези контролни релейни вериги могат да бъдат задействани посредством активиране на авариен превключвател, свързан към веригата. Спирането на захранването след релето прекъсва подаването на напрежение към входните и изходните устройства в системата. Централният процесор обикновено продължава да получава захранване, дори всичките му входове и изходи да са изключени.
Веригите с MCR релейна защита могат да бъдат разширени посредством серийно свързване на реле за неизправност на програмируемия контролер (PLC fault relay), затворено по време на нормалната работа на контролера. Това ще накара MCR веригата да прекъсне захранването към I/O модула в случай на грешка на контролера (грешка в паметта, в I/O комуникацията и др.).

Аварийно изключване на захранването (Emergency power disconnect)
Електрическата верига, подаваща напрежение към захранващия блок на PLC системата, е препоръчително да разполага с авариен изключвател (разединител) с адекватен номинален ток, за да е налице гарантиран механизъм за премахване на захранването от цялата система в случай на авария. В някои системи на разединителя се поставя кондензатор (0,47 μF за 120 VAC, 0,22 μF за 220 VAC), който да го предпази в случай на разряд (outrush condition). Разряд се получава, когато мощностният разединител изключи изходните триаци, което кара съхранената електрическа енергия в индуктивните товари да търси най-близкия път към земята, който често е през триаците.