В системах управления промышленной автоматизацией питание от источника постоянного тока напряжением 24 В практически стало стандартной конфигурацией для ПЛК. Это касается как процессоров ПЛК, так и цифровых модулей ввода-вывода, а также датчиков и исполнительных механизмов, установленных на объекте. Так почему же большинство промышленных ПЛК выбирают именно 24 В постоянного тока, а не другие напряжения?
Что такое 24 В постоянного тока? Какую роль оно играет в системе ПЛК?
24 В постоянного тока означает напряжение 24 вольта и в основном используется в системах ПЛК для:
Источник питания для корпуса ПЛК и модулей расширения.
Источник питания цифрового входного/выходного сигнала
Источник питания для промышленных датчиков (бесконтактных выключателей, фотоэлектрических выключателей и т. д.)
Реле управления, электромагнитные клапаны и другие исполнительные механизмы
В системах управления обычно используется преобразование постоянного тока напряжением 24 В из переменного тока с помощью промышленных импульсных источников питания (ИИП), что позволяет сформировать стабильную и управляемую систему электропитания для систем управления.
Почему в промышленных ПЛК используется питание от источника постоянного тока напряжением 24 В вместо переменного тока?
1. Постоянный ток более стабилен и подходит для электронных систем управления.
В основе ПЛК лежат микропроцессор, логические микросхемы и электронные компоненты, что, естественно, делает его более подходящим для работы в среде низкого напряжения постоянного тока. По сравнению с переменным током, 24 В постоянного тока не имеет проблем с колебаниями частоты и пересечением нулевой точки, а сигнал более стабилен, что полезно для:
Повысить точность логических суждений.
Снизьте количество ложных срабатываний и дрожание сигнала.
Повысить надежность высокоскоростных функций ввода и подсчета.
Высокая безопасность 24-вольтового постоянного тока является ключевым преимуществом на промышленных объектах.
Условия на промышленном объекте сложны, и техническое обслуживание и отладка происходят часто. Поэтому уровень безопасного напряжения имеет особое значение.
К преимуществам 24-вольтового постоянного тока с точки зрения безопасности относятся:
Оно находится в пределах диапазона безопасного низкого напряжения (SELV).
Риск контакта с людьми низок.
Подходит для шкафов управления, полевых клемм и цепей ручного управления.
Это также важная причина, по которой почти все кнопки, цепи аварийной остановки и системы сбора сигналов используют напряжение 24 В постоянного тока.
Напряжение 24 В постоянного тока обеспечивает высокую совместимость с промышленными датчиками и исполнительными механизмами.
В настоящее время в основном в промышленном оборудовании используется напряжение питания 24 В постоянного тока, в том числе:
Бесконтактные выключатели, фотоэлектрические датчики
Датчики давления, уровня жидкости и температуры
Энкодер, концевой выключатель
Электромагнитный клапан и релейный модуль
Унификация уровней напряжения может значительно упростить интеграцию ПЛК-систем, улучшить совместимость оборудования и облегчить его техническое обслуживание.
С точки зрения помехоустойчивости, напряжение 24 В постоянного тока больше подходит для промышленных условий.
На промышленных объектах имеется большое количество источников помех, таких как:
Частотные преобразователи и мощные электродвигатели
Индуктивные нагрузки часто включаются и выключаются.
Высокочастотные распределительные устройства
Сигнал постоянного тока 24 В обеспечивает более стабильную работу с точки зрения защиты от электромагнитных помех. В сочетании с грамотной проводкой и заземлением это позволяет эффективно снизить вероятность ошибок в оценке сигнала и отказов системы.
Причины, по которым 24 В постоянного тока стали стандартом для промышленной автоматизации.
1. Отраслевые стандарты в значительной степени унифицированы.
Постоянное напряжение 24 В получило широкое распространение в мировой индустрии автоматизации и стало де-факто стандартом, что привело к следующим последствиям:
ПЛК различных производителей легко интегрируются.
Модуль ввода/вывода обладает высокой универсальностью и совместим с полевыми устройствами.
Расширение и модернизация системы проще.
2. Поддержка модульного и распределенного управления.
Большинство распределенных систем ввода-вывода, удаленных площадок и систем полевых шин питаются от постоянного тока напряжением 24 В, что делает систему управления более гибкой и масштабируемой.
Преимущества 24 В постоянного тока с точки зрения стоимости и обслуживания.
С точки зрения долгосрочной эксплуатации, система постоянного тока 24 В имеет очевидные экономические преимущества:
Запасы промышленных источников питания, модулей и комплектующих достаточны.
Диаметр проволоки меньше, что позволяет экономить материалы и пространство.
Определение места неисправности не представляет сложности, и обслуживающий персонал хорошо с этим знаком.
Высокая эффективность источника питания, низкое тепловыделение и длительный срок службы.
Эти преимущества позволяют существенно снизить общую стоимость владения системой ПЛК.
Почему ПЛК не выбирают напряжение 12 В или 48 В?
В области промышленного управления при выборе напряжения необходимо учитывать множество факторов:
12 В постоянного тока: малая дальность передачи, значительное падение напряжения и ограниченная грузоподъемность.
48 В постоянного тока: уровень безопасности снизился, а затраты на изоляцию и защиту возросли.
Напротив, напряжение 24 В постоянного тока обеспечивает наилучший баланс между безопасностью, производительностью и стабильностью передачи, поэтому оно становится предпочтительным напряжением для промышленных систем управления.
Преимущества 24 В постоянного тока для глобальных проектов и межрегиональных применений.
Благодаря промышленным импульсным источникам питания переменный ток (110 В / 230 В) из разных регионов может быть преобразован в постоянный ток 24 В, что позволяет:
Система ПЛК не требует перепроектирования из-за региональных различий.
Промышленное оборудование проще развертывать по всему миру.
Воспроизводимость и стандартизация проекта выше.
Заключение: Почему 24 В постоянного тока — лучший выбор для систем ПЛК?
В целом, напряжение 24 В постоянного тока стало основным стандартом управляющего напряжения для промышленных систем ПЛК. Основные причины этого включают:
Безопасный и надежный, подходит для промышленных объектов.
Обладает высокой совместимостью с датчиками и исполнительными механизмами.
Сигнал стабилен и обладает высокой помехоустойчивостью.
Это способствует стандартизированному и модульному проектированию.
Затраты контролируемы, а техническое обслуживание удобно.
Применимость во всем мире и богатый инженерный опыт.
По этой причине напряжение 24 В постоянного тока еще долгое время будет оставаться незаменимым базовым напряжением в системах управления промышленной автоматизацией.
1 год гарантии
