Med den fortsatte udvikling af industriel automatisering er PLC'er blevet en uundværlig del af industriel kontrol og er meget udbredt i industriel produktion. Men mange ingeniører er usikre på deres vedligeholdelse, fejlfinding og betjeningsteknikker. Denne artikel opsummerer nogle erfaringer og tips fra brugen af PLC'er, som vi håber vil tjene som reference for vores jævnaldrende.
I. PLC-indgange og -udgange
En lille PLC styrer fleksibelt et komplekst system. Det, der er synligt, er to rækker af forskudte input- og output-relæterminaler, tilsvarende indikatorlamper og PLC-serienummeret -meget som et integreret kredsløb med snesevis af ben. Uden at konsultere det skematiske diagram, ville enhver, der forsøger at fejlfinde en defekt enhed, gå tabt, og processen med at identificere fejlen ville være ekstremt langsom. På baggrund af denne situation har vi lavet en tabel baseret på det elektriske skema og lagt det på udstyrets kontrolkonsol eller styreskab. Denne tabel viser terminalnumrene for hver PLC-input og -output sammen med deres tilsvarende elektriske symboler og kinesiske navne-svarende til funktionsbeskrivelserne af benene på et integreret kredsløb.
Med denne I/O-tabel kan elektrikere, der forstår betjeningsprocessen eller er fortrolige med enhedens stigediagram, fortsætte med fejlfinding. Men for elektrikere, der ikke er bekendt med driftsprocessen og ikke kan læse stigediagrammer, er det nødvendigt at oprette en ekstra tabel: PLC I/O Logic Function Table. Denne tabel illustrerer effektivt de logiske forhold mellem indgangskredsløbene (triggerelementer og tilhørende elementer) og udgangskredsløbene (aktuatorer) i de fleste driftsprocesser. Praksis har vist, at hvis du dygtigt kan bruge I/O-korrespondancetabellen og I/O-logikfunktionstabellen, kan du nemt foretage fejlfinding af elektriske fejl, selv uden at henvise til skemaet.
II. Fejlfinding af indgangskredsløb
For at afgøre, om et specifikt inputkredsløb-såsom en trykknap, grænseafbryder eller ledninger-fungerer korrekt, skal du trykke på trykknappen (eller anden inputkontakt), mens PLC'en er tændt (helst i en ikke-driftstilstand for at forhindre utilsigtet aktivering af udstyr). Dette vil kortslutte-den tilsvarende PLC-indgangsterminal til den fælles terminal. Hvis PLC-indgangsindikatoren, der svarer til trykknappen, lyser, indikerer det, at trykknappen og dens ledninger fungerer normalt. Hvis indikatoren ikke lyser, kan trykknappen være defekt, der kan være dårlig kontakt i ledningerne, eller kredsløbet kan være brudt.
III. Udgangskredsløbsfejlfinding
For PLC-udgangspunkter (her kun refereret til relæudgange), hvis indikatorlyset svarende til det aktiverede objekt ikke lyser, mens PLC'en er bekræftet i drift, indikerer dette, at PLC'ens input-outputlogikfunktion for det aktiverede objekt ikke er blevet opfyldt. Der er med andre ord en fejl i indgangskredsløbet; tjek indgangskredsløbet som beskrevet ovenfor. Hvis den tilsvarende indikator lyser, men aktuatoren (såsom en magnetventil eller kontaktor) ikke fungerer, skal du først kontrollere magnetventilens styrestrømforsyning og sikringer. Den enkleste metode er at bruge en spændingstester til at måle den fælles terminal for det tilsvarende PLC-udgangspunkt. Hvis spændingstesteren ikke lyser, kan der være en strømforsyningsfejl, såsom en sprunget sikring. Hvis spændingstesteren lyser, er strømforsyningen god, og den tilsvarende magnetventil, kontaktor eller ledningsføring er defekt. Hvis systemet stadig ikke fungerer normalt efter fejlfinding af magnetventilen, kontaktoren og ledningerne, skal du bruge et multimeter: Forbind den ene sonde til den tilsvarende udgangsterminal og den anden til det tilsvarende PLC-udgangspunkt. Hvis magnetventilen stadig ikke fungerer, indikerer dette en fejl i udgangsledningerne.
Hvis magnetventilen fungerer på dette tidspunkt, ligger problemet i PLC-udgangspunktet. Da spændingstesteren nogle gange kan give falske aflæsninger, kan en anden metode bruges til analyse: Indstil multimeteret til spændingsområdet og mål spændingen mellem PLC-udgangspunktet og den fælles terminal. Hvis spændingen er nul eller tæt på nul, er PLC-udgangspunktet normalt, og fejlen ligger i det perifere kredsløb. Hvis spændingen er høj, indikerer det, at kontaktmodstanden på denne terminal er for høj, og den er beskadiget. Derudover, hvis indikatorlyset ikke lyser, men den tilsvarende magnetventil, kontaktor osv. virker, kan dette indikere, at udgangsterminalen er blevet brændt ud på grund af overbelastning eller kortslutning. I dette tilfælde skal du afbryde de eksterne ledninger fra udgangsterminalen og bruge et multimeter indstillet til modstandsområdet til at måle modstanden mellem udgangsterminalen og den fælles terminal. Hvis modstanden er lav, indikerer det, at kontakten er defekt; hvis modstanden er uendelig, indikerer det, at kontakten er intakt, og det tilsvarende udgangsindikatorlys er sandsynligvis problemet.
IV. Program logisk fradrag
Der er adskillige typer PLC'er, der almindeligvis anvendes i industrien. For lav--PLC'er ligner ladderdiagram instruktionerne stort set; for mellem-til-høje-modeller, såsom S7-300, er mange programmer skrevet i sprogtabeller. Praktiske stigediagrammer skal indeholde kinesiske symbolanmærkninger; ellers er de svære at læse. Hvis du har en generel forståelse af udstyrets proces eller driftsprocedurer, før du undersøger stigediagrammet, vil det være lettere at fortolke. Når der udføres elektrisk fejlanalyse, anvendes den omvendte sporingsmetode-også kendt som tilbagesporingsmetoden generelt. Dette involverer at bruge I/O-korrespondancetabellen til at lokalisere PLC'ens udgangsrelæ svarende til fejlpunktet og derefter spore de logiske relationer tilbage, der udløser dens drift. Erfaringen viser, at når først et enkelt problem er identificeret, kan fejlen generelt udelukkes, da det er sjældent, at der opstår to eller flere fejlpunkter samtidigt på en enkelt enhed.
Diagnosticering af PLC-fejl
Generelt er PLC'er ekstremt pålidelige enheder med en meget lav fejlrate; eksterne faktorer kan dog også forårsage, at de ikke fungerer korrekt.
En proximity switch med en 220V strømforsyning havde sine to input signal kontaktledninger, der delte et 4-leder kabel med switchens 220V strømledninger. Da kontakten fejlede, og en elektriker udskiftede den, skiftede de fejlagtigt strømforsyningens neutrale ledning med den fælles indgangsledning til PLC'en. Dette fik tre PLC-indgangspunkter til at brænde ud, når strømmen blev genoprettet.
Ved en anden lejlighed forårsagede korrosion et brud i den neutrale linje på systemstrømtransformatoren, hvilket resulterede i, at 220V strømforsyningen til PLC'en blev hævet til 380V, hvilket brændte strømmodulet i bunden af PLC'en ud. Ved efterfølgende ensretning blev der tilføjet en 380/220V isolationskontroltransformator.
På Siemens S7-200 PLC'en er de fælles terminaler for udgange mærket 1L, 2L osv., mens arbejdsterminalerne er angivet som AC L1 N. +24V-strømforsyningen er angivet som L+M. Dette kan let føre til forvirring for begyndere eller dem med begrænset erfaring. Hvis L+M fejlagtigt behandles som 220V strømforsyningsterminalerne, vil PLC'ens 24V strømforsyning blive beskadiget i det øjeblik, strømmen tilføres.
Sandsynligheden for hardwareskade på PLC'en, CPU'en eller lignende komponenter eller softwareruntimefejl er praktisk talt nul. Det er heller ikke sandsynligt, at PLC-indgangspunkter bliver beskadiget, medmindre de er forårsaget af-højspændingsindtrængen. De normalt åbne kontakter på PLC-udgangsrelæer har en meget lang levetid, forudsat at der ikke er kortslutning i den perifere belastning eller designfejl, der får belastningsstrømmen til at overskride det nominelle område. Ved fejlfinding af elektriske fejl bør fokus derfor være på PLC'ens perifere elektriske komponenter. Antag ikke automatisk, at PLC-hardwaren eller -programmet er defekt. Dette er afgørende for hurtigt at reparere defekt udstyr og genoptage produktionen. Ved fejlfinding af elektriske fejl i et PLC-styrekredsløb bør fokus derfor ikke være på selve PLC'en, men snarere på de perifere elektriske komponenter i styrekredsløbet.