10 causas y soluciones de fallas del sistema PLC
10 causas y soluciones de fallas del sistema PLC
En los últimos años, los PLC se han vuelto indispensables en la producción industrial. A medida que su uso se expande, garantizar el funcionamiento estable del sistema se ha vuelto crucial. Si bien los PLC en sí son muy confiables, las operaciones incorrectas pueden generar problemas. Aquí hay 10 causas y soluciones de fallas comunes:
1. Problemas de conexión a tierra
Los sistemas PLC tienen estrictos requisitos de conexión a tierra. Se recomienda un sistema de conexión a tierra independiente y dedicado, y todos los equipos relacionados deben estar conectados a tierra adecuadamente. Una conexión a tierra inadecuada puede provocar corrientes inesperadas, lo que provocará errores lógicos o daños en el circuito. Los puntos de conexión a tierra deben estar cerca unos de otros. Los sistemas PLC suelen utilizar conexión a tierra de un solo punto. Para mejorar la capacidad de interferencia anti-modo común, las señales analógicas pueden emplear tecnología de tierra flotante blindada.
2. Lidiar con la interferencia
Los sitios industriales son propensos a sufrir interferencias de alta y baja frecuencia, a menudo introducidas a través de cables conectados a los equipos del sitio. Además de una conexión a tierra adecuada, se deben tomar las siguientes medidas antiinterferencias en el diseño, selección e instalación de cables:
Para señales analógicas, utilice cables con doble blindaje.
Para señales de pulsos de alta velocidad, utilice cables blindados.
Para cables de comunicación PLC, utilice cables proporcionados por el fabricante o cables de par trenzado blindados.
No coloque líneas de señal analógica, líneas de señal de CC y líneas de señal de CA en el mismo conducto.
Los cables blindados introducidos hacia o desde los armarios de control deben conectarse directamente a los dispositivos sin pasar por terminales.
Las señales de CA, CC y analógicas no deben compartir el mismo cable. Los cables de alimentación y los cables de señal deben tenderse por separado.
Los consejos de mantenimiento en el sitio para abordar las interferencias incluyen el uso de cables blindados para las líneas afectadas y su reinstalación, así como agregar código de filtrado antiinterferencias al programa.
3. Eliminación de la capacitancia entre cables para evitar un mal funcionamiento
Los cables tienen capacitancia inherente entre los conductores. Incluso los cables calificados pueden tener una capacitancia excesiva si su longitud excede los límites recomendados. Cuando se utiliza para entradas de PLC, esto puede provocar malos funcionamientos, como señales de entrada incorrectas o faltantes. Las soluciones incluyen:
Utilizar cables con núcleos trenzados.
Minimizando la longitud del cable.
Separación de las entradas perturbadoras en diferentes cables.
Utilizando cables blindados.
4. Selección de módulos de salida
Los módulos de salida vienen en tres tipos: transistor, triac y relé:
Los módulos de tipo transistor ofrecen la velocidad de conmutación más rápida (normalmente 0,2 ms) pero tienen la capacidad de carga más baja (0,2 - 0,3 A, 24 VCC). Son adecuados para dispositivos de conmutación rápida y equipos relacionados con señales, como inversores y dispositivos de CC. Considere los efectos de la corriente de fuga del transistor en las cargas.
Los módulos tipo Triac no tienen contacto y son adecuados para cargas de CA, pero tienen una capacidad de carga limitada.
Los módulos tipo relé admiten cargas de CA y CC y tienen una alta capacidad de carga. Se utilizan habitualmente en control convencional, pero tienen una velocidad de conmutación más lenta (alrededor de 10 ms), lo que los hace inadecuados para aplicaciones de alta frecuencia.
5. Manejo de sobretensión y sobrecorriente del inversor
Al reducir el valor dado para desacelerar el motor, éste entra en un estado de frenado regenerativo. El motor devuelve energía al inversor, lo que hace que el voltaje del condensador del filtro aumente y active la protección contra sobrevoltaje. Solución: Instale una resistencia de frenado externa para disipar la energía regenerativa.
Cuando se conectan varios motores pequeños a un inversor, una falla en un motor puede hacer que el inversor se dispare, deteniendo todos los motores. Solución: Instale un transformador de aislamiento 1:1 en el lado de salida del inversor para aislar las corrientes de falla del inversor.
6. Etiquetado de entradas y salidas para facilitar el mantenimiento
Los sistemas PLC pueden ser complejos, con numerosos terminales de relé de entrada y salida. Para facilitar la resolución de problemas:
Cree una tabla basada en el esquema eléctrico y colóquela en el panel de control o gabinete. Enumere cada número de terminal de entrada y salida de PLC junto con los símbolos eléctricos correspondientes y los nombres chinos.
Desarrolle una tabla de funciones lógicas de entrada y salida de PLC para ilustrar las relaciones lógicas entre los circuitos de entrada y salida durante la operación. Con estas tablas, los electricistas experimentados pueden realizar el mantenimiento sin planos.
7. Diagnóstico de fallas usando la lógica del programa
Con varios tipos de PLC en uso, los diagramas de escalera para PLC de alta gama como el S7 - 300 a menudo se escriben en código mnemotécnico. Los diagramas de escalera eficaces deben incluir anotaciones de símbolos chinos. Para el análisis de fallas eléctricas, comúnmente se usa el método de búsqueda inversa. Comience desde el punto de falla, identifique el relé de salida del PLC correspondiente y rastree las relaciones lógicas necesarias para su activación. La experiencia demuestra que la mayoría de los fallos surgen de un único punto.
8. Evaluación de fallos propios del PLC
Los PLC son muy fiables y tienen una baja tasa de fallos. Los daños de hardware o errores de software en PLC y CPU son raros. Es poco probable que los puntos de entrada del PLC fallen a menos que estén sujetos a una intrusión de alto voltaje. Los contactos del relé de salida del PLC tienen una larga vida útil a menos que se sobrecarguen debido a cortocircuitos externos o un diseño deficiente. Al solucionar problemas, concéntrese en los componentes eléctricos periféricos en lugar de sospechar problemas de hardware o software del PLC. Este enfoque acelera las reparaciones y minimiza el tiempo de inactividad de la producción.
9. Aprovechar al máximo los recursos de software y hardware
Los comandos que no participan en los bucles de control o que no se activan antes del bucle pueden excluirse del PLC.
Para múltiples comandos que controlan una sola tarea, conéctelos en paralelo externamente antes de vincularlos a un único punto de entrada.
Utilice componentes blandos internos del PLC y estados intermedios para mejorar la continuidad del programa y facilitar el desarrollo. Esto también reduce los costos de hardware.
Siempre que sea posible, diseñe cada salida de forma independiente para facilitar el control, la inspección y la protección de otros circuitos.
Para las salidas que controlan cargas directas e inversas, implemente el enclavamiento tanto en el programa del PLC como externamente para evitar el movimiento bidireccional de la carga.
Para paradas de emergencia, utilice un interruptor externo para cortar la energía por seguridad.
10. Otras precauciones
Nunca conecte líneas de alimentación de CA a los terminales de entrada del PLC para evitar daños.
Los terminales de puesta a tierra deben estar conectados a tierra de forma independiente, no conectados en serie con otros equipos. Utilice un cable de conexión a tierra con una sección transversal de al menos 2 mm².
Las fuentes de alimentación auxiliar tienen una capacidad limitada y solo deben alimentar dispositivos de baja potencia, como sensores fotoeléctricos.
No conecte cables a terminales de dirección del PLC no utilizados.
Si no hay dispositivos de protección instalados en el circuito de salida del PLC, incluya fusibles u otros elementos de protección en el circuito externo para evitar que los cortocircuitos de carga dañen el sistema.