ノイズで誤作動

Question

この分野にお詳しい方、御教示いただければ幸いです。下記のような事象についてはどのような問題と推察するのが良いでしょうか？

【状況】
センサが誤動作した。（PLCのセンサ（リミットスイッチ）入力が実際にものが動いていないのに検出状態になった）
・センサ自身はAC１００Vであり、リレー受けしドライ接点でPLCのデジタル入力モジュール（DC24V回路）にとりこんでいる。
・センサはb接結線であり、動作しない限りリレーは励磁状態。PLCモジュールへ取り込むドライ接点はそのリレーのa接からとっているので、動作でOFF（接点開）、非動作でON（接点閉）となる回路である。
・PLCがセンサが動作したと誤判断したのはデジタル入力モジュール取込回路のリレーの接点がOFFしたことになりますが、ノイズの影響でONしている接点をOFFしていると認識することなどありえるのでしょうか？

fujiyama32 · Accepted Answer

ANo.3です。次の通り補足説明します。参考にして下さい。 <1>微小電流用リレーの検討オムロンの技術資料などではDC12V回路ですと1mA～100mAの範囲では微小負荷タイプのリレー等を使用する範囲とされているようです。 PLCの入力の電圧がDC12V、内部インピーダンスが4.7kΩとしますと通電電流が2.5mAとなりますので、今回の故障の原因の一つを取り除く意味もあり、弱電用リレーを使用した方が良いと思います。なお、必要により並列抵抗を接続して100mA以上の電流を流す方法もあると思います。リレーを交換する場合は、オムロンのカタログに記載されている通り次のような機種があります。故障の発生頻度や故障発生時の問題点や価格、納期等を勘案して機種選定すると良いでしょう。 (1)MY2N(現在)--故障率測定時の電圧、電流--DC1V、1mA (2)MY2ZN-------故障率測定時の電圧、電流--DC1V、100μA、〃〃〃〃-------ツイン接点、Auメッキ (3)MY4ZN-------故障率測定時の電圧、電流--DC1V、100μA、〃〃〃〃-------ツイン接点、Auクラッド(金貼り) (4)MY4ZN-CBN---故障率測定時の電圧、電流--DC1V、100μA、〃〃〃〃-------クロスバーツイン接点、Auクラッド(金貼り) <2>誤動作状態の確認キッカー動作時のIOチェックレベルで判断されているようですが、次のような箇所を[メモリーレコーダ]により継続して監視して判断した方が良いと思います。監視箇所 a)センサーの電子回路に接続されている内蔵のリレーコイル電圧 b)外部リレーのコイル電圧 c)外部リレーの接点の開閉状態(on/off)を監視これにより、装置に故障が発生した時に外部リレーの接触不良が原因だとすれば、a)、b)の動作とは無関係に電圧0状態から電圧が急に跳ね上がる状態が観測できます。これにより外部リレーの接触不良と判定できます。逆にc)と共にa)、b)も動作しているとすれば、キッカーとセンサー側に問題があると考え、ノイズ等の測定を行います。なお、ノイズも[メモリーレコーダ]で検出できる機種もあります。

hey_hey_11 · Answer

やはりそうですか。
この手の長距離にセンサ検知する警報盤などのタイプでｂ接点使用は、私の経験上では誤動作をすることが多いですね。
理由は、ｂ接点は開放で検知するため、常に電流を流している状態になります。
そのため、電源ノイズの影響をもろに受けてしまうため、長距離センサを使用する場合はｂ接点を使用しないのが懸命であると考えます。
a接点なら良い理由は、接点が閉じていなければ電流が流れなくなるため、ノイズの影響を受けにくくなりますから、開放時の誤動作はなくなります。
ただし、閉じたときにノイズが入るとＯＦＦ勘違いする時がありますので、検知方法やインピーダンスを考慮する必要性があります。
手っ取り早いのが電流値を上げて、ノイズ除去コンデンサを追加することですかね。

lumiheart · Answer

>・センサ自身はAC１００Vであり、リレー受けしドライ接点でPLCのデジタル入力モジュール（DC24V回路）にとりこんでいる。
AC100V回路でのノイズは概ね気にする必要は無い
ＭＹ２Ｎはその程度でＯＦＦするほどヤワではない

>ノイズの影響でONしている接点をOFFしていると認識することなどありえるのでしょうか？
確率的には
ＭＹ２Ｎ＜－＞ＰＬＣ入力ユニット間のノイズ
概ね５．５ｋｗ以上のサーボモータかインバータから発生したノイズで
ＰＬＣ入力が誤動作する確率は高い
比較的小型のモータからのノイズの影響は少ない

ＭＹ２ＮとＰＬＣ入力ユニットは同じ盤内でしょうか？
同一盤内にサーボアンプ、インバータは有りますか？
同一盤でなくとも隣接盤に有りませんか？（ヨソの業者の盤とか）

サーボアンプやインバータの動力線にラジオノイズフィルタ(零相リアクトル)は入ってますか？
http://www.hitachi-ies.co.jp/products/inv/option/zcl.htm
http://www.e-mechatronics.com/product/inverter/j1000/peripheral/zero_phase_reactor.jsp
http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/inv/index.html

hey_hey_11 · Answer

センサとセンサ検知回路との距離はどの位ありますか。
長すぎると浮遊コンデンサ，コイルの影響を受けるので、ノイズによって誤動作をします。
また、ｂ接点ですから特にノイズによる誤動作をします。
恐らく、オシロを付けても誤動作する現象は取れないと思います。
センサとセンサ検知回路の距離が長い場合は、センサ間の電圧を測定してください。
恐らく電圧降下をしていると思いますので、センサ部にDC24Vとなるように抵抗を調整してください。
また、センサ部と検知部にはノイズ除去コンデンサを付けるとより良くなると思います。

nekonynan · Answer

ノイズ吸収するコンデンサーの容量不足があれば、ノイズに寄与する誤動作は発生します。特に温度が低いとノイズが誘起してきて発生することもあります。朝の寒い時間帯に多発する。　最終的に回路がどうなっているのか解析しする必要があると思います。
　それともたまたま、容量が無いコンデンサーなのか・・回路的に極性があるコンデンサーが原因なのか・・は各自で検証下さい。

fujiyama32 · Answer

> PLCがセンサが動作したと誤判断したのはデジタル入力モジュール
> 取込回路のリレーの接点がOFFしたことになりますが

この取込回路のリレーの接点は[弱電回路用接点]でしょうか?

一般的なリレーを低電圧、低電流回路にて使用していますと、大気
中の酸素やその他の気体により接点表面に絶縁物が形成されます。
また、リレーは狭いケースに収納されていますので、リレーの動作
により微小な異物が形成され、これが接点部に侵入する可能性も
あります。

このため、見た目では接触しているにも関わらず、接触抵抗が高く
なり、入力モジュールは開路したと判断する場合があります。

このような回路では、低圧で微小電流を開閉する箇所に使用する
リレーの接点はリレーメーカで[弱電回路用接点]と称した形式品
を使用します。
弱電回路用接点の例としては、金メッキ(貼り)接点、双子接点など
があります。
これらの接点を実際に、低圧で微小電流を開閉して接触信頼性の
試験を行って、カタログ等に記載していますので、参考にします。

センサーに組み込まれているリレーも同様に接点の仕様を調べる
必要があります。
外部に接続されているリレーの励磁電流のみの微小電流を開閉
するので、接触不良を起こすことも考慮して検討する必要がある
と思います。

その他の問題として、センサーそのものが誤動作していないとの
判断がありますが、どのようなテストを行なって確認されたので
しょうか?

siremono2496 · Answer

リレーやセンサやPLCが誤動作しているか、あるいは道中で半断線になっているのか…

ものを順番に取り替えていって、ケーブルを仮設して、それで収まらなければリレーにビデオカメラを仕掛けておき、現象が発生した時のリレーの状態を見るくらいしかないんじゃないですね。リレーが動いてないのにPLCが拾っていればPLC（の多分I/Oユニット）が犯人だし、リレーが動けばセンサが嘘をついているか、リレーとセンサの間の配線に何かがありそうだということになりますので。

xitian · Answer

センサとかリミットスイッチとか言われているモノの動作が確実であるかぎり、その後の配線やリレーやPLC入力がノイズで誤動作するという状況は正しく構成された装置では考えにくいですね。なぜならリレーのコイルを駆動する電流は数十mA以上、PLC入力も数mA以上で、動作が変わるために必要な時間は1mSほどもあり、こんな大きな電力のノイズは落雷くらいしか考えられないからです。ノイズや外乱によるセンサ自身の誤動作か、電源の過負荷や不良による電圧不良か、配線や機器の使い方を間違えているか、といったあたりではないですか。想像ですが。

ノイズで誤作動

ANo.3です。

やはりそうですか。

>・センサ自身はAC１００Vであり、リレー受けしドライ接点でPLCのデジタル入力モジュール（DC24V回路）にとりこんでいる。

センサとセンサ検知回路との距離はどの位ありますか。

ノイズ吸収するコンデンサーの容量不足があれば、ノイズに寄与する誤動作は発生します。

> PLCがセンサが動作したと誤判断したのはデジタル入力モジュール

リレーやセンサやPLCが誤動作しているか、あるいは道中で半断線になっているのか…

センサとかリミットスイッチとか言われているモノの動作が確実であるかぎり、その後の配線やリレーやPLC入力がノイズで誤動作するという状況は正しく構成された装置では考えにくいですね。

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