Stromversorgung über USB oder 2-poligen Stecker

 

Die Stromversorgung der ACE-SPS erfolgt über einen Steckverbinder mit zwei Positionen, der im Lieferumfang der ACE-Einheit enthalten ist.

Alle heute ausgelieferten ACEs sind mit 5 bis 24 VDC kompatibel.

Der ACE kann über folgende Anschlüssemit Strom versorgt werden :

• seinen USB-Anschluss (außer ACEs mit eACE/ACE-7096)
• oder über seinen steckbaren 2-Positionen-Anschluss

Sie können beides (USB und Netzstecker) gleichzeitig einstecken.

Der Stromversorgungseingang der ACE PLCs ist gegen Verpolung geschützt. Eine Verpolung ist jedoch nicht garantiert, insbesondere wenn der USB-Anschluss angeschlossen ist.
Die Eingangsspannung wird über einen Schaltregler auf 5 VDC reguliert. Alternativ werden die 5 V vom USB-Anschluss über eine Diode an denselben Punkt geleitet. Die 5 V werden dann auf 3,3 V geregelt, mit denen die internen Schaltkreise arbeiten.

Alle digitalen Ein- und Ausgänge sind unabhängig von ACE mit 5 bis 28 VDC kompatibel

Der Vorregler in der SPS regelt eine Spannung (von 5,1 bis 28 VDC) auf 5 V. Anschließend wird sie auf 3,3 V heruntergeregelt, die alle Schaltkreise verwenden. Die USB-Stromversorgung wird über eine Diode an denselben 3,3-V-Regler angeschlossen.

5 bis 24 VDC Version : Produktbezeichnung in blau geschrieben

5 VDC Version (alte Version): Produktbezeichnung in schwarzer Schrift

Um die Stromversorgung anzuschließen, stecken Sie die VDC- und GND-Anschlüsse eines Netzteils in den Stecker, wie in der Abbildung unten gezeigt. Beim Einstecken in die Netzanschlussbuchse der SPS befindet sich der VDC-Anschluss auf der rechten Seite, am nächsten zur SPS-Ecke.

In den meisten Fällen lassen sich viele Probleme lösen, wenn auch der GND-Anschluss mit der Masse verbunden wird (dieselbe wie auf der Maschinen- und 230-VAC-Seite).

Verwenden Sie die richtige Stromversorgung für die SPS: Gleichgerichtet und gefiltert

Das SPS-Netzteil wandelt eine Netzspannung, in der Regel 120 oder 240 Volt AC (Wechselstrom), in eine brauchbare Gleichspannung, in der Regel 24 Volt, um die SPS und ihre Komponenten zu betreiben.

Die Netzspannung wird mit einem Transformator heruntertransformiert, gleichgerichtet, um sie in Gleichstrom umzuwandeln, mit Kondensatoren gefiltert und während dieses Prozesses geschützt. All dies ist in diesem kleinen Netzteil untergebracht

TTL-Pegel

Wenn die ACE SPS an USB angeschlossen ist, ist es ratsam, die SPS gleichzeitig mit einer externen 5V-Spannungsversorgung zu versorgen, da die SPS sonst mit 3,8V versorgt wird (es sind 2 Dioden in Reihe geschaltet) und es zu Erkennungsproblemen bei den 0-5V TTL-Pegeln kommen kann.

Probleme: Programmstopp/-verlust/-rücksetzung oder beschädigte SPS

Welche Art von Ereignissen könnte die Ursache für diese Situation sein?

• Eine Hochspannungsspitze kann am Stromversorgungseingang oder in der digitalen Ausgangsschaltung auftreten.
  • Wenn Sie ein Programm im Run-Modus starten, ist im EEPROM ein Bit gesetzt, das die SPS anweist, nach einem Stromausfall neu zu starten. Dieses Bit kann aus verschiedenen Gründen gelöscht worden sein.
• Große DC- oder AC-Last auf der gleichen ACE PLC-Stromleitung.
  • Im Allgemeinen liegt das Problem in der Rückkopplung zwischen dem Gerät (AC-Motoren, AC-Pumpe, AC-Wechselrichter,…) und der PLC-Spannung. Es tritt häufiger bei Gleichstromgeräten auf, insbesondere bei solchen, die von derselben Stromversorgung wie die SPS gespeist werden.
  • In diesem Fall kann es beim Einschalten des Geräts zu einem Spannungsabfall kommen, der dazu führt, dass sich die SPS zurücksetzt. Auch beim Ausschalten des Motors kann es zu einer Spannungsspitze kommen (vor allem, wenn keine Drosseldioden verwendet werden), und diese Spannungsspitze kann einen SPS-Reset verursachen.
• In anderen Fällen, wenn eine Wechselstromlast geschaltet wird und die Wechselstromversorgung die gleiche ist wie die des Reglers, der die SPS versorgt.
  • Hier kann es zu Rückkopplungsspitzen und -einbrüchen kommen, die das Gleiche bewirken können. Das ist zwar seltener, aber wir haben es schon erlebt. Dies ist besonders dann möglich, wenn die AC-Last groß ist. Ein 150-W-Motor zum Beispiel ist kein besonders hoher Dauerstrom, aber er kann einen hohen Stoßstrom haben.
• Nur zurücksetzen oder anhalten
  • Sie können versuchen, die Firmware zu aktualisieren. Fragen Sie uns nach der neuesten Version.

Wie kann man dieses Problem lösen?

• Hinzufügen eines Relais am Ausgang
  
  • Wenn das Hinzufügen eines Sekundärrelais auf der Ausgangsrelaisplatine nicht hilft, vermuten Sie, dass es eine Rückkopplung in den AC-Leitungen gibt.
• Fügen Sie einen Elektrolytkondensator hinzu
  • Im Bereich von 100 – 470 uF und 35 oder 50 V und legen Sie ihn über die Eingangsspannung zur SPS. Das filtert den Stromstoß zur SPS und beseitigt das Problem in den meisten Fällen.
• Schalten Sie einen EMI-Filter zwischen das verdächtige Gerät (Kompressor, leistungsstarker Motor usw.), das Störungen auf der Wechselstromleitung verursacht. Das Ziel ist es, das verdächtige Gerät mit dem EMI-Filter zu isolieren.

Andere Möglichkeiten

• Trennen von GND vom HMI-RS232-Kabel kann die Anzahl der Resets reduzieren
• 24VDC-Motortreiber, die an der gleichen Stromversorgung liegen wie der ACE) und der TxD/RxD-Anschluss des HMI
• Die Platzierung von Kondensatoren (100nF MLCC oder 10µF Tantal oder 220µF Elektrolytkondensatoren) auf allen Motortreibern und ACEs half, das Rauschen auf den 24VDC zu reduzieren.
• Stellen Sie eine GND-Verbindung zu einer Sternverbindung mit einem zentralen GND-Sink-Punkt in der Nähe der 24VDC-Stromversorgung her
  • Verbinden Sie die 0-V-Klemme der 24-VDC-Stromversorgung mit einer gemeinsamen Erdungsschiene oder einem Klemmenblock. Dieser Bus oder Block dient als einziger Erdungspunkt für das gesamte System.
  • Alle anderen Erdungsanschlüsse, wie z. B. die von der SPS, der HMI, den Sensoren und anderen Geräten, sollten mit diesem gemeinsamen Erdungspunkt verbunden werden.
  • Wenn das System eine Verbindung zur Erdung des Gebäudes erfordert, stellen Sie sicher, dass der gemeinsame Erdungspunkt ordnungsgemäß mit der Erdung verbunden ist, um eine einheitliche Referenz zu erhalten.

Das Programm startet nach einem Stromausfall nicht neu

Denken Sie daran, dass der ACE nicht neu startet, wenn Sie ihn im Debug-Modus laufen lassen, nachdem er ausgeschaltet wurde. Laden Sie also das Programm herunter, starten Sie es und gehen Sie nicht in den Debug-Modus.

Über induktive Last

Beim Abschalten einer induktiven Last wird aufgrund des zusammenbrechenden Magnetfelds in der Spule eine hohe Spannung an den Kontakten erzeugt. Dieses Phänomen unterliegt dem Faradayschen Induktionsgesetz, und die Spannung an den Kontakten kann wie folgt beschrieben werden:

• V = -L * (dI/dt), wobei
  • V: Spannung an den Kontakten (induzierte Spannung)
  • L: Induktivität der Last (in Henrys, H)
  • dI/dt: Änderungsrate des Stroms in Bezug auf die Zeit (in Ampere pro Sekunde)

1. Wenn der Stromkreis unterbrochen wird, kann sich der Strom durch die Induktivität aufgrund ihres energiespeichernden Magnetfelds nicht sofort ändern.
2. Die Induktivität erzeugt eine Spannung, die der schnellen Stromänderung entgegenwirkt und je nach Induktivität L und der Geschwindigkeit der Stromunterbrechung dI/dt sehr hoch sein kann.
3. Diese hohe Spannung kann zu Lichtbögen an den Kontakten führen oder elektronische Bauteile beschädigen, wenn sie nicht entsprechend gehandhabt wird.
4. Hochspannungsüberschläge können die Hardware beschädigen und die Software oder Firmware stören.

Um diese Spannungsspitzen abzuschwächen, werden je nach Anwendung Dämpfungsschaltungen, Freilaufdioden, TVS, TVSS (Transient Voltage Surge Suppressor) oder MOVs (Metal Oxide Varistors) oder andere Methoden über der induktiven Last oder dem Schalter eingesetzt.

Lesen Sie mehr über 24V-Stromversorgung und elektrisches Rauschen

Auszug aus der Dokumentation „System Design for Control of Electrical Noise“ von Allen-Bradley