З постійним розвитком промислової автоматизації ПЛК стали невід’ємною частиною промислового керування та широко використовуються в промисловому виробництві. Однак багато інженерів не впевнені щодо техніки їх обслуговування, усунення несправностей і експлуатації. У цій статті підсумовується досвід і поради, отримані під час використання ПЛК, які, як ми сподіваємося, послужать довідковими матеріалами для наших колег.
I. Входи та виходи ПЛК
Невеликий ПЛК гнучко керує складною системою. Видно два ряди розташованих у шаховому порядку вхідних і вихідних клем реле, відповідні світлові індикатори та серійний номер ПЛК-дуже схоже на інтегральну схему з десятками контактів. Без звернення до принципової діаграми будь-хто, хто намагатиметься усунути несправний пристрій, буде втрачений, а процес виявлення несправності буде надзвичайно повільним. Враховуючи цю ситуацію, ми створили таблицю на основі електричної схеми та розмістили її на пульті управління обладнанням або в шафі керування. У цій таблиці наведено номери клем для кожного входу та виходу ПЛК, а також відповідні електричні символи та китайські назви-, подібні до функціональних описів контактів інтегральної схеми.
За допомогою цієї таблиці вводу/виводу електрики, які розуміють робочий процес або знайомі зі схемою сходів пристрою, можуть приступити до усунення несправностей. Однак для електриків, які не знайомі з робочим процесом і не можуть читати сходові діаграми, необхідно створити додаткову таблицю: таблицю логічних функцій вводу/виводу ПЛК. Ця таблиця ефективно ілюструє логічні зв’язки між вхідними ланцюгами (пусковими елементами та пов’язаними елементами) і вихідними ланцюгами (приводами) у більшості робочих процесів. Практика показала, що якщо ви вмієте вміло використовувати таблицю відповідності вводу-виводу і таблицю логічних функцій вводу-виводу, ви можете легко усунути електричні несправності, навіть не звертаючись до схем.
II. Усунення несправностей вхідного ланцюга
Щоб визначити, чи певний вхідний ланцюг-такий як кнопка, кінцевий вимикач або електропроводка-функціонує належним чином, натисніть кнопку (або інший вхідний контакт), коли ПЛК увімкнено (бажано в не-робочому стані, щоб запобігти ненавмисній активації обладнання). Це закоротить-відповідний вхідний термінал ПЛК до загального терміналу. Якщо вхідний індикатор ПЛК, відповідний кнопці, світиться, це вказує на те, що кнопка та її проводка функціонують нормально. Якщо індикатор не горить, можливо, несправна кнопка, поганий контакт в проводці або розрив ланцюга.
III. Усунення несправностей вихідного кола
Для вихідних точок ПЛК (тут йдеться лише про релейні виходи), якщо світловий індикатор, що відповідає активованому об’єкту, не загоряється, поки підтверджено, що ПЛК працює, це вказує на те, що логіка введення-виходу ПЛК для цього активованого об’єкта не виконана. Іншими словами, є несправність у вхідному ланцюзі; перевірте вхідне коло, як описано вище. Якщо відповідний індикатор горить, але привод (наприклад, електромагнітний клапан або контактор) не працює, спочатку перевірте блок живлення та запобіжники керування електромагнітним клапаном. Найпростішим методом є використання тестера напруги для вимірювання загальної клеми відповідної вихідної точки ПЛК. Якщо тестер напруги не світиться, можливо, виникла несправність джерела живлення, наприклад, перегорів запобіжник. Якщо тестер напруги світиться, джерело живлення справне, а відповідний електромагнітний клапан, контактор або електропроводка несправні. Якщо після усунення несправностей електромагнітного клапана, контактора та електропроводки система все ще не працює належним чином, скористайтеся мультиметром: під’єднайте один датчик до відповідної загальної вихідної клеми, а інший – до відповідної вихідної точки ПЛК. Якщо електромагнітний клапан все ще не працює, це вказує на несправність вихідної проводки.
Якщо електромагнітний клапан працює в цій точці, проблема полягає в вихідній точці ПЛК. Оскільки тестер напруги іноді може давати помилкові показання, для аналізу можна використати інший метод: установіть мультиметр на діапазон напруги та виміряйте напругу між вихідною точкою ПЛК і загальною клемою. Якщо напруга дорівнює нулю або близька до нуля, вихідна точка ПЛК нормальна, а несправність полягає в периферійному ланцюзі. Якщо напруга висока, це вказує на те, що контактний опір цієї клеми занадто великий і вона пошкоджена. Крім того, якщо індикатор не світиться, але працює відповідний електромагнітний клапан, контактор тощо, це може означати, що вихідна клема перегоріла через перевантаження або коротке замикання. У цьому випадку від'єднайте зовнішню проводку від вихідної клеми та використовуйте мультиметр, налаштований на діапазон опору, щоб виміряти опір між вихідною клемою та загальною клемою. Якщо опір низький, це говорить про те, що контакт несправний; якщо опір нескінченний, це вказує на те, що контакт цілий, і відповідний вихідний індикатор, ймовірно, є проблемою.
IV. Програма логічного виведення
У промисловості широко використовуються численні типи ПЛК. Для ПЛК нижчого-класу вказівки на драбиновій схемі в основному схожі; для моделей середнього--високого-класу, таких як S7-300, багато програм написані в мовних таблицях. Практичні сходові діаграми повинні включати анотації китайських символів; інакше їх важко читати. Якщо ви маєте загальне уявлення про процес або робочі процедури обладнання, перш ніж вивчати діаграму сходів, її буде легше інтерпретувати. Під час аналізу електричних несправностей зазвичай застосовується метод зворотного відстеження-також відомий як метод зворотного відстеження. Це передбачає використання таблиці відповідності вводу/виводу для визначення місцезнаходження вихідного реле ПЛК, що відповідає точці несправності, а потім відстеження логічних зв’язків, які запускають його роботу. Досвід показує, що як тільки виявлено одну проблему, несправність, як правило, можна виключити, оскільки рідко трапляються випадки, коли дві або більше точок несправності виникають одночасно на одному пристрої.
Діагностика несправностей ПЛК
Загалом, ПЛК є надзвичайно надійними пристроями з дуже низьким рівнем відмов; однак зовнішні фактори також можуть спричинити їх несправність.
Безконтактний перемикач із джерелом живлення 220 В мав два контактні дроти вхідного сигналу, які спільно використовували 4-жильний кабель з лініями живлення 220 В перемикача. Коли перемикач вийшов з ладу і електрик замінив його, вони помилково замінили нульовий провід джерела живлення на загальний вхідний провід до ПЛК. Це спричинило згорання трьох вхідних точок ПЛК під час відновлення живлення.
В іншому випадку корозія спричинила розрив нейтральної лінії трансформатора живлення системи, в результаті чого напруга 220 В джерела живлення ПЛК піднялася до 380 В, що згоріло силовий модуль у нижній частині ПЛК. Під час подальшого виправлення був доданий ізолюючий керуючий трансформатор 380/220 В.
На ПЛК Siemens S7-200 загальні клеми для виходів позначаються 1L, 2L тощо, тоді як робочі клеми позначаються як AC L1 N. Джерело живлення +24V позначається як L+M. Це може легко призвести до плутанини для початківців або тих, хто має обмежений досвід. Якщо L+M помилково розглядати як клеми джерела живлення 220 В, джерело живлення 24 В ПЛК буде пошкоджено в момент подачі живлення.
Імовірність апаратного пошкодження ПЛК, ЦП чи подібних компонентів або помилок виконання програмного забезпечення практично дорівнює нулю. Вхідні точки ПЛК також навряд чи будуть пошкоджені, якщо це не спричинено вторгненням високої-напруги. Нормально розімкнуті контакти вихідних реле ПЛК мають дуже тривалий термін служби за умови відсутності короткого замикання в периферійному навантаженні або конструктивних недоліків, які спричиняють перевищення струму навантаження за номінальний діапазон. Тому під час усунення електричних несправностей слід зосередитися на периферійних електричних компонентах ПЛК. Не припускайте автоматично, що апаратне забезпечення або програма ПЛК несправні. Це вкрай важливо для швидкого ремонту несправного обладнання та відновлення виробництва. Отже, під час усунення електричних несправностей у схемі керування ПЛК слід зосереджуватися не на самому ПЛК, а на периферійних електричних компонентах у схемі керування.