Rozwiązanie krok po kroku: Modernizacja sterowania zbiornika wody

Na rysunku 2 widać dwa odbiory i to, czym są sterowane:

• silnik M pompy: K1 (stycznik główny), K2 - gwiazda (zwiera końce uzwojeń), K3 - trójkąt,
• grzałki E1-E3: stycznik K9, którego cewka jest zasilana z fazy L3 przez zestyk K8 (11-14) i wraca do przewodu N - to cewka na 230 V AC.

Zasilacz G1 daje 24 V DC dla obwodu sterowania (rysunek 3): tam są cewki przekaźników K0, K4-K8 i styczników K1-K3. Tę różnicę napięć wykorzystamy przy ocenie K9.

Przekaźnik jest sprawny, gdy spełnia dwa warunki naraz:

1. rezystancja cewki 24 V DC (kod 1024) mieści się w 430 Ω ±10 %, czyli 387 ÷ 473 Ω,
2. zestyki przełączają się: bez wciśnięcia SP 11-12 zwarty (0,1 Ω), 11-14 rozwarty (∞), po wciśnięciu odwrotnie.

• K0: 433 Ω, zestyki przełączają się → prawidłowy,
• K4: cewka ma 327 Ω - poniżej 387 Ω (zwarcie części zwojów), a po wciśnięciu SP zestyk 11-12 się rozwiera, ale 11-14 nie zwiera → nieprawidłowy.

Cewka 428 Ω jest w porządku, ale po wciśnięciu SP stan zestyków się nie zmienia (11-12 nadal 0,1 Ω, 11-14 nadal ∞). Przekaźnik nie przełącza → nieprawidłowy.

• K6: 420 Ω, zestyki przełączają → prawidłowy,
• K7: 112 Ω to wartość cewki 12 V DC (kod 1012: 110 Ω ±10 %), w dodatku zestyki się nie przełączają. W obwodzie 24 V DC taka cewka przegrzałaby się - nieprawidłowy.

390 Ω mieści się (tuż powyżej dolnej granicy 387 Ω), zestyki przełączają → prawidłowy. Wytyczne przewidują pozostawienie K8 w zmodernizowanym układzie - sprawny przekaźnik może zostać.

K1, K2 i K3 są sterowane z obwodu 24 V DC (rysunek 3), więc mają cewki BFX93E024: 288 Ω ±10 % (259,2 ÷ 316,8 Ω). Zmierzono 262, 271 i 280 Ω - wszystkie w zakresie → prawidłowy w trzech wierszach.

Cewka K9 jest włączona między fazę L3 a N - pracuje na 230 V AC, więc powinna mieć ok. 17 633 Ω (BFX94E230, 15869,7 ÷ 19396,3 Ω). Zmierzone 270 Ω to rząd wielkości cewki 24 V DC - po podaniu 230 V AC spłonęłaby → nieprawidłowy.

Uwaga do arkusza: wytyczne modernizacji piszą o „stycznikach z cewkami na napięcie 24 V DC” w obwodzie głównym, a rysunek 2 zasila K9 z L3 i N. Klucz uznaje K9 za nieprawidłowy, co pasuje tylko do odczytu z rysunku 2.

Czujnik z wyjściem PNP NO bez czynnika daje 0 V, a po jego pojawieniu się - napięcie zasilania, 24 V.

• B0: 0 V i 0 V - nie reaguje na wodę → nieprawidłowy,
• B1: 0 V i 24 V DC → prawidłowy,
• B2: 0 V i 24 V - przełącza się → prawidłowy. W arkuszu przy B2 jest „AC”, choć termostat TK6110 ma zasilanie 9,6 ÷ 32 V DC i wyjście PNP; klucz tego wiersza nie ocenia (tabela dotyczy czujników pojemnościowych, a B2 jest czujnikiem temperatury).

Każdy „nieprawidłowy” z tabel 6-8 to jeden wiersz. K4: rodzaj - uszkodzona cewka przekaźnika (327 Ω poza 387 ÷ 473 Ω; za słabe pole cewki tłumaczy też niezwierający zestyk 11-14), sposób - wymiana przekaźnika na nowy z cewką 24 V DC.

K5: cewka sprawna, ale zestyki się nie przełączają - uszkodzone zestyki przekaźnika, sposób - wymiana przekaźnika na nowy.

K9: uszkodzona (niewłaściwa) cewka stycznika - sposób: wymiana cewki na 230 V AC (BFX94E230) albo całego stycznika.

B0: uszkodzony czujnik B0 (brak sygnału po pojawieniu się wody), sposób - wymiana czujnika na nowy o tych samych parametrach (pojemnościowy, PNP NO). Klucz punktuje osobno nazwę, rodzaj uszkodzenia i sposób naprawy.

W tabeli 6 przekaźnik K7 też wyszedł nieprawidłowy, więc wpisuję go w wolnym wierszu 5: cewka 12 V DC w obwodzie 24 V DC → wymiana na przekaźnik z cewką 24 V DC (kod 1024). Klucz tego wiersza nie wymienia, ale bez wymiany K7 naprawa układu stykowego nie byłaby kompletna - a sam arkusz zakłada „szybką naprawę” przed modernizacją.

Wszystkie naprawy to wymiana elementów na zaciskach śrubowych - podstawowym narzędziem jest wkrętak (płaski i krzyżakowy).

Wytyczne: wszystkie czujniki i przyciski - na wejścia, a lampki, cewka K8 i cewki K1, K2, K3 - na wyjścia PLC. Funkcje K0, K4-K7 i T1 przejmuje program. Liczba się zgadza z rysunkiem 5:

• wejścia I0.0 ÷ I0.4 (5): S0, S1, B0, B1, B2,
• wyjścia Q0.0 ÷ Q0.5 (6): K1, K2, K3, K8, H1, H2.

Rysunek 3 pokazuje symbole, które przenosimy: S0 z zestykiem NC i zatrzaskiem, S1 z zestykiem NO, czujniki 3-przewodowe BN / BK / BU.

Zacisk +L sterownika łączę z linią +24 V DC, a M - z linią 0 V. Kropka na linii zasilającej oznacza odgałęzienie.

Klucz tego nie ocenia, ale bez tych połączeń sterownik nie zadziała:

• PE sterownika → linia PE,
• M0 (wspólny wejść) → 0 V: czujniki PNP i przyciski podają na wejście +24 V, a prąd wejścia wraca przez M0 do 0 V,
• L0 (zasilanie grupy wyjść) → +24 V: wyjście Q podaje to napięcie na cewkę lub lampkę.

Przecięcie przewodów bez kropki nie jest połączeniem.

S0 rysuję jak na rysunku 3: zestyk NC z napędem bistabilnym (przycisk wciskany z zatrzaskiem), między +24 V a wejściem I0.0. Zestyk NC jest bezpieczniejszy dla przycisku wyłączającego: przerwany przewód działa jak wciśnięte S0.

S1: zestyk NO, napęd monostabilny (wraca po zwolnieniu), między +24 V a wejściem I0.1.

Czujniki pojemnościowe z wyjściem PNP NO: BN → +24 V, BU → 0 V, wyjście BK → wejście PLC (B0 → I0.2, B1 → I0.3). Przewody BU zebrałem wspólną linią i sprowadziłem do 0 V.

B2 (termostat TK6110) ma wyjście PNP - podłączam go tak samo: BN → +24 V, BU → 0 V, BK → I0.4. Wyjście ma być aktywne, gdy woda jest chłodniejsza niż 40 °C, więc używam wyjścia NO (termostat ma wyjścia komplementarne).

Wyjścia: cewka między wyjściem PLC a 0 V. K1 → Q0.0 (A1 do wyjścia, A2 do 0 V). Cewki K1, K2, K3 są na 24 V DC, więc PLC może je sterować bezpośrednio, bez przekaźników pośredniczących.

K2 (gwiazda) → Q0.1, K3 (trójkąt) → Q0.2, obie z drugim końcem do 0 V. Blokadę wzajemną K2 i K3 oraz czas przełączenia gwiazda-trójkąt (wcześniej T1) realizuje teraz program PLC.

K8 → Q0.3. Zestyk K8 (11-14) zostaje w obwodzie głównym i dalej załącza cewkę K9 grzałek - tak każą wytyczne.

H1 → Q0.4 (system uruchomiony), H2 → Q0.5 (praca grzałek), obie do 0 V. Sygnalizatory LED 24 V DC pobierają 45 mA - wyjście PLC zasila je bezpośrednio.

Operand absolutny musi być zgodny z narysowanym schematem: S0 - I0.0, S1 - I0.1. Do każdego elementu cecha i funkcja:

• S0: przycisk bistabilny, zestyk NC - wyłączenie systemu,
• S1: przycisk monostabilny, zestyk NO - załączenie systemu.

• B0 - I0.2: czujnik pojemnościowy z wyjściem PNP NO - sygnalizacja dolnego poziomu wody,
• B1 - I0.3: taki sam czujnik - sygnalizacja górnego poziomu.

B2 - I0.4: termostat z czujnikiem Pt1000, wyjście PNP NO, zasilanie 9,6 ÷ 32 V DC (tabela 4) - sygnalizacja temperatury wody niższej niż 40 °C.

• K1 - Q0.0: stycznik główny silnika pompy, cewka 24 V DC,
• K2 - Q0.1: przełączenie uzwojeń silnika w gwiazdę, napięcie cewki 24 V DC (BFX93E024),
• K3 - Q0.2: przełączenie w trójkąt, 24 V DC.

K8 - Q0.3: załączenie cewki stycznika K9, który włącza zasilanie grzałek; cewka 24 V DC (kod 1024).

• H1 - Q0.4: sygnalizator LED 24 V DC, 45 mA - uruchomienie systemu,
• H2 - Q0.5: sygnalizator LED 24 V DC, 45 mA - praca zespołu grzałek.

Klucz tych wierszy nie ocenia, ale lista przyporządkowania obejmuje wszystkie użyte wejścia i wyjścia - bez nich programista nie wiedziałby, co jest na Q0.4 i Q0.5.