Kaip pagrindinė pramoninės automatikos valdymo įranga, stabilus PLC (programuojamų loginių valdiklių) veikimas tiesiogiai veikia gamybos linijos efektyvumą ir saugumą. Tačiau praktikoje PLC sistemos neišvengiamai susiduria su įvairiais gedimais. Šiame straipsnyje sistemingai analizuojami įprasti PLC gedimų tipai ir įtakos turintys veiksniai, pateikiamos penkios trikčių šalinimo schemos, padedančios inžinieriams greitai nustatyti ir išspręsti problemas.
I. Dažni PLC gedimų tipai ir pagrindinės priežasties analizė
1. Maitinimo gedimai
● Simptomai:PLC nepavyksta paleisti, indikacinės lemputės nedega, moduliuose prarandama neįprasta galia.
● Priežastys:
• Nestabili įėjimo įtampa (pvz., viršįtampiai, žema įtampa)
• Senstantys arba pažeisti maitinimo moduliai
• Atsilaisvinę arba sutrumpinti laidų gnybtai
● Atvejo analizė:Dėl staigaus tinklo įtampos kritimo perdegė pagrindinis automobilių gamybos linijos PLC maitinimo modulis, todėl linija buvo visiškai išjungta.
2. I/O modulio gedimai
● Simptomai:Nenormalus signalo įėjimas/išėjimas, nėra jutiklio grįžtamojo ryšio, pavaros neveikia.
● Priežastys:
• Trumpieji jungimai arba perkrovos išoriniuose įrenginiuose (pvz., solenoido ritės gedimas)
• Blogas gnybtų kontaktas arba atviros grandinės
• Vidinės grandinės pažeidimas (pvz., optrono gedimas)
● Duomenų statistika:Maždaug 35 % PLC gedimų pramoninėmis sąlygomis kyla dėl I/O modulio problemų.
3. Ryšio sutrikimai
● Simptomai:Tinklo ryšio trikdžiai, nereaguojantys pagalbiniai įrenginiai, duomenų paketų praradimas.
● Priežastys:
• Pažeisti ryšio kabeliai arba oksiduotos sąsajos (pvz., RS485 gnybtų korozija)
• Neteisinga duomenų perdavimo spartos konfigūracija
• Elektromagnetiniai trukdžiai (pvz., neekranuoti dažnio keitikliai)
● Pramonės atvejis:Chemijos gamykloje dažnai nutrūkdavo PLC{0}}konvertuoti{1}}ryšys dėl Profibus kabelių, einančių šalia aukštos-tampos linijų.
4. Programos logikos klaidos
● Simptomai:Nenormalus įrangos veikimas, begalinės kilpos, netikėti išjungimai.
● Priežastys:
• Programavimo metu neatsižvelgiama į ribines sąlygas (pvz., skaitiklio perpildymas)
• Internetinės programos modifikacijos, sukeliančios loginius konfliktus
• Atminties perpildymas arba pernelyg ilgi nuskaitymo ciklai
5. Aplinkos veiksniai
● Simptomai:Dažnas PLC paleidimas iš naujo, pablogėjęs komponentų veikimas.
● Priežastys:
• Per aukšta temperatūra (pvz., prasta spintos vėdinimas)
• Dulkių / alyvos sankaupos sukelia trumpąjį jungimą
• Vibracijos atpalaidavimo laidų jungtys
II. Penkios PLC trikčių šalinimo schemos
1 schema:Maitinimo trikčių šalinimas
Pradžia → Patikrinkite maitinimo indikatoriaus būseną → Nešviečia → Išmatuokite įėjimo įtampą → Nenormalus → Patikrinkite maitinimo paskirstymo grandinę / pakeiskite maitinimo modulį
↓ Normalus
↓Patikrinkite saugiklius / gnybtų blokus → Atsilaisvinę / perdegę → Priveržkite arba pakeiskite
↓ Normalus
→ Patikrinkite su pakaitiniu maitinimo moduliu
Pagrindinis taškas:Matuodami įtampą multimetru, atkreipkite dėmesį į AC/DC tipą. Tipinės reikšmės: AC 220V±10%, DC 24V±5%.
2 schema:Įvesties/išvesties signalo sutrikimų trikčių šalinimas
Pradėti → Patvirtinti PLC darbo režimą (RUN/STOP) → STOP būsena → Patikrinkite programos/režimo jungiklį
↓RUN būsena
→ Peržiūrėkite įvesties / išvesties būseną per stebėjimo programinę įrangą → Nėra signalo → Patikrinkite jutiklio maitinimo šaltinį / laidus
↓ Signalas yra, bet nėra išvesties
→ Tikrinti modulio kanalus (trumposios{0}}grandinės įvesties metodas)
↓ Normalus → Patikrinkite išorinę pavarą
↓ Nenormalus → Pakeiskite I/O modulį
Patarimas:Analoginiams signalams naudokite signalų generatorių, kad imituotumėte 4–20 mA įvestį ir patikrintumėte modulio tikslumą.
3 schema:Ryšio trikčių šalinimas
Pradėti → Patikrinkite fizines jungtis (laidus / jungtis) → Pažeistas → Pakeiskite ryšio kabelį
↓ Normalus
→ Patikrinkite stoties adresą ir perdavimo spartą → Klaida → Iš naujo sukonfigūruokite parametrus
↓ Teisingai
→ Terminalo rezistoriaus patikrinimas (Profibus reikia 120Ω)
↓Nenormalus → Sureguliuokite rezistorių
↓ Normalus
→ Raskite trikdžių šaltinį naudodami segmento izoliavimo metodą
Patirtis:Kai ryšio atstumas viršija 50 metrų, naudokite šviesolaidinius keitiklius, kad išvengtumėte signalo susilpnėjimo.
4 schema:Programos klaidų trikčių šalinimas
Pradėti → Stebėti programos veikimą prisijungus → Nenormali paleidimo būsena → Keisti logiką (pvz., pridėti blokavimą)
↓Būklė normali, bet nėra išvesties
→ Patikrinkite išvesties ritės būseną → Atstatykite kitus programos segmentus → Optimizuokite programos struktūrą
↓Neaktyvuota
→ Priverskite išvestį išbandyti aparatinę įrangą
Pastaba:Prieš keisdami programas sukurkite atsargines originalių failų kopijas, kad išvengtumėte gamybos nelaimingų atsitikimų, kuriuos sukelia atsisiuntimai internetu.
5 schema:Aplinkos prisitaikymo trikčių šalinimas
Pradžia → Išmatuokite valdymo spintelės temperatūrą → Viršija 55 laipsnius → Įdėkite aušinimo ventiliatorius / oro kondicionierių
↓ Normalus
→ Patikrinkite, ar nesikaupia dulkės → Sunkus → Išvalykite ir užsandarinkite korpusą
↓ Nedidelis
→ Patikrinkite vibracijos šaltinius → Reikšmingi → Įdiekite vibraciją{0}}slopinančius laikiklius
Standartinė nuoroda:IEC 61131-2 nurodo, kad PLC darbinės aplinkos temperatūra yra 0-55 laipsniai, drėgmė 10-90% be kondensacijos.
III. Profilaktinės priežiūros rekomendacijos
1. Reguliarus techninės priežiūros grafikas
● Kas ketvirtį filtrų ir šilumos išsklaidymo kanalų valymas
● Metinis I/O modulio tikslumo kalibravimas (analoginis nuokrypis<0.5%)
● Ryšio užbaigimo rezistorius keiskite kas dvejus metus
2. Atleidimo dizainas
● Įdiekite karšto budėjimo režimo dvigubo maitinimo modulius kritiniams procesams
● Svarbioms signalo linijoms naudokite ekranuotus vytos{0}}poros kabelius (pvz., Belden 8761).
3. Duomenų atsekamumas
● Įrašykite gedimų istoriją per SCADA sistemas (pvz., maisto įmonė nustatė periodinius galios svyravimus analizuodama trijų mėnesių duomenis).
4. Personalo mokymas
● Išmokti naudotis tokiais įrankiais kaip multimetrai ir osciloskopai
● Susipažinkite su diagnostinėmis programavimo programinės įrangos funkcijomis, pvz., TIA Portal ir GX Works
IV. Tipiški gedimų valdymo pavyzdžiai
1 atvejis:Dažnas pakavimo mašinų PLC išvesties taškų pažeidimas
● Trikčių šalinimo procesas:
1. Srovės apkabos matuoklis išmatavo solenoidinio vožtuvo paleidimo srovę esant 3A (viršijant relės kontakto 2A vardinę vertę)
2. Pridėta tarpinė relė prie išėjimo, kad padidintų apkrovą
● Tobulinimo efektas:Gedimų dažnis sumažintas nuo 2 incidentų per mėnesį iki nulio
2 atvejis:Svyruojantys analoginiai įėjimai nuotekų valymo įrenginio PLC
● Pagrindinė priežastis:
• Įprasti{0}}režimo trikdžiai, kuriuos sukelia pH jutiklio maitinimo šaltinio dalijimasis su PLC
● Sprendimas:
• Sukonfigūruoti izoliuotus jutiklių siųstuvus
• Prie AI modulio įvesties pridėkite π-tipo filtrą
Sistemingai analizuojant gedimus ir standartizuojant trikčių šalinimo procedūras, PLC sistemų MTBF (vidutinis laikas tarp gedimų) gali būti žymiai pagerintas. Įmonėms patariama parengti PLC techninės priežiūros vadovą ir įrengti reikiamus testavimo įrankius, siekiant suvaldyti gedimų šalinimo laiką per 30 minučių, kad būtų sumažinti gamybos nuostoliai.