10 Cause e soluzioni degli errori del sistema PLC

2025-08-18

10 Cause e soluzioni degli errori del sistema PLC

Negli ultimi anni i PLC sono diventati indispensabili nella produzione industriale. Con l’espandersi del loro utilizzo, garantire un funzionamento stabile del sistema è diventato cruciale. Sebbene i PLC stessi siano altamente affidabili, operazioni improprie possono causare problemi. Ecco 10 cause e soluzioni di errore comuni:

1. Problemi di messa a terra

I sistemi PLC hanno severi requisiti di messa a terra. Si consiglia un sistema di messa a terra dedicato e indipendente e tutte le apparecchiature correlate devono essere adeguatamente messe a terra. Una messa a terra non corretta può causare correnti impreviste, con conseguenti errori logici o danni al circuito. I punti di messa a terra dovrebbero essere vicini l'uno all'altro. I sistemi PLC in genere utilizzano la messa a terra a punto singolo. Per una migliore capacità di interferenza anti-modo comune, i segnali analogici possono utilizzare la tecnologia di terra flottante schermata.

2. Gestire le interferenze

I siti industriali sono soggetti a interferenze ad alta e bassa frequenza, spesso introdotte attraverso i cavi collegati alle apparecchiature in loco. Oltre ad una corretta messa a terra, è necessario adottare le seguenti misure anti-interferenza nella progettazione, selezione e installazione dei cavi:

Per i segnali analogici utilizzare cavi a doppia schermatura.

Per segnali a impulsi ad alta velocità, utilizzare cavi schermati.

Per i cavi di comunicazione del PLC, utilizzare cavi forniti dal produttore o cavi schermati a doppino intrecciato.

Non instradare le linee del segnale analogico, le linee del segnale CC e le linee del segnale CA nello stesso condotto.

I cavi schermati introdotti da o verso gli armadi di controllo devono essere collegati direttamente ai dispositivi senza passare attraverso i terminali.

I segnali CA, i segnali CC e i segnali analogici non devono condividere lo stesso cavo. I cavi di alimentazione e i cavi di segnale devono essere instradati separatamente.

I suggerimenti per la manutenzione in loco per risolvere le interferenze includono l'utilizzo di cavi schermati per le linee interessate e la loro reinstallazione, nonché l'aggiunta di un codice di filtraggio anti-interferenza al programma.

3. Eliminazione della capacità tra i fili per prevenire malfunzionamenti

I cavi hanno una capacità intrinseca tra i conduttori. Anche i cavi qualificati possono avere una capacità eccessiva se la loro lunghezza supera i limiti consigliati. Se utilizzato per gli ingressi PLC, ciò può causare malfunzionamenti, come segnali di ingresso errati o mancanti. Le soluzioni includono:

Utilizzo di cavi con nuclei intrecciati.

Ridurre al minimo la lunghezza del cavo.

Separazione degli ingressi interferenti in cavi diversi.

Utilizzo di cavi schermati.

4. Selezione dei moduli di uscita

I moduli di uscita sono di tre tipi: transistor, triac e relè:

I moduli di tipo transistor offrono la velocità di commutazione più elevata (tipicamente 0,2 ms) ma hanno la capacità di carico più bassa (0,2 - 0,3 A, 24 V CC). Sono adatti per dispositivi a commutazione rapida e apparecchiature legate al segnale, come inverter e dispositivi CC. Considerare gli effetti della corrente di dispersione dei transistor sui carichi.

I moduli di tipo Triac sono senza contatto e adatti a carichi CA ma hanno una capacità di carico limitata.

I moduli di tipo relè supportano carichi CA e CC e hanno un'elevata capacità di carico. Sono comunemente utilizzati nel controllo convenzionale ma hanno una velocità di commutazione più lenta (circa 10 ms), che li rende inadatti per applicazioni ad alta frequenza.

5. Gestione della sovratensione e della sovracorrente dell'inverter

Quando si riduce il valore dato per rallentare il motore, entra in uno stato di frenatura rigenerativa. Il motore restituisce energia all'inverter, provocando un aumento della tensione del condensatore del filtro e attivando la protezione da sovratensione. Soluzione: installare un resistore di frenatura esterno per dissipare l'energia rigenerativa.

Quando più piccoli motori sono collegati a un inverter, un guasto in un motore può causare lo scatto dell'inverter, arrestando tutti i motori. Soluzione: installare un trasformatore di isolamento 1:1 sul lato di uscita dell'inverter per isolare le correnti di guasto dall'inverter.

6. Etichettatura di ingressi e uscite per una facile manutenzione

I sistemi PLC possono essere complessi, con numerosi terminali relè di ingresso e uscita. Per facilitare la risoluzione dei problemi:

Crea una tabella basata sullo schema elettrico e posizionala sul pannello di controllo o sull'armadio. Elencare il numero di ciascun terminale di ingresso e uscita del PLC insieme ai corrispondenti simboli elettrici e nomi cinesi.

Sviluppare una tabella delle funzioni logiche di ingresso-uscita del PLC per illustrare le relazioni logiche tra i circuiti di ingresso e di uscita durante il funzionamento. Con questi tavoli, gli elettricisti esperti possono eseguire la manutenzione senza progetti.

7. Diagnosi dei guasti utilizzando la logica del programma

Con diversi tipi di PLC in uso, gli schemi ladder per PLC di fascia alta come l'S7-300 sono spesso scritti in codice mnemonico. I diagrammi ladder efficaci dovrebbero includere annotazioni con simboli cinesi. Per l'analisi dei guasti elettrici, viene comunemente utilizzato il metodo di ricerca inversa. Partire dal punto di guasto, identificare il relè di uscita del PLC corrispondente e risalire alle relazioni logiche necessarie per la sua attivazione. L'esperienza dimostra che la maggior parte dei difetti deriva da un unico punto.

8. Giudicare gli auto-guasti del PLC

I PLC sono altamente affidabili con un basso tasso di guasto. Danni hardware o errori software nei PLC e nelle CPU sono rari. È improbabile che i punti di ingresso del PLC si guastino a meno che non siano soggetti a intrusioni ad alta tensione. I contatti dei relè di uscita del PLC hanno una lunga durata a meno che non siano sovraccaricati a causa di cortocircuiti esterni o di una progettazione scadente. Durante la risoluzione dei problemi, concentrarsi sui componenti elettrici periferici anziché sospettare problemi hardware o software del PLC. Questo approccio accelera le riparazioni e riduce al minimo i tempi di fermo della produzione.

9. Utilizzo completo delle risorse software e hardware

I comandi non coinvolti negli anelli di controllo o attivati prima che l'anello possa essere escluso dal PLC.

Per più comandi che controllano una singola attività, collegarli in parallelo esternamente prima di collegarli a un singolo punto di ingresso.

Utilizza componenti software interni del PLC e stati intermedi per migliorare la continuità del programma e facilitare lo sviluppo. Ciò riduce anche i costi dell'hardware.

Ove possibile, progettare ciascuna uscita in modo indipendente per facilitare il controllo, l'ispezione e la protezione degli altri circuiti.

Per le uscite che controllano i carichi avanti e indietro, implementare l'interblocco sia nel programma PLC che esternamente per impedire il movimento bidirezionale del carico.

Per gli arresti di emergenza, utilizzare un interruttore esterno per interrompere l'alimentazione per sicurezza.

10. Altre precauzioni

Non collegare mai le linee di alimentazione CA ai terminali di ingresso del PLC per evitare danni.

I terminali di messa a terra devono essere collegati a terra in modo indipendente, non collegati in serie con altre apparecchiature. Utilizzare un cavo di messa a terra con una sezione trasversale di almeno 2 mm².

Gli alimentatori ausiliari hanno una capacità limitata e dovrebbero alimentare solo dispositivi a bassa potenza come i sensori fotoelettrici.

Non collegare i cavi ai terminali dell'indirizzo PLC inutilizzati.

Se nel circuito di uscita del PLC non sono installati dispositivi di protezione, includere fusibili o altri elementi di protezione nel circuito esterno per evitare che i cortocircuiti del carico danneggino il sistema.