10 Causas e soluções de falhas do sistema PLC
10 Causas e soluções de falhas do sistema PLC
Nos últimos anos, os PLCs tornaram-se indispensáveis na produção industrial. À medida que a sua utilização se expande, garantir o funcionamento estável do sistema tornou-se crucial. Embora os próprios PLCs sejam altamente confiáveis, operações inadequadas podem causar problemas. Aqui estão 10 causas e soluções de falhas comuns:
1. Problemas de aterramento
Os sistemas PLC possuem requisitos rigorosos de aterramento. Recomenda-se um sistema de aterramento independente e dedicado, e todos os equipamentos relacionados devem estar devidamente aterrados. O aterramento inadequado pode causar correntes inesperadas, levando a erros lógicos ou danos ao circuito. Os pontos de aterramento devem estar próximos uns dos outros. Os sistemas PLC normalmente usam aterramento de ponto único. Para maior capacidade de interferência anti-modo comum, os sinais analógicos podem empregar tecnologia de solo flutuante blindado.
2. Lidando com interferências
Locais industriais são propensos a interferências de alta e baixa frequência, geralmente introduzidas por meio de cabos conectados a equipamentos locais. Além do aterramento adequado, as seguintes medidas anti-interferência devem ser tomadas no projeto, seleção e instalação do cabo:
Para sinais analógicos, use cabos com blindagem dupla.
Para sinais de pulso de alta velocidade, use cabos blindados.
Para cabos de comunicação PLC, use cabos fornecidos pelo fabricante ou cabos de pares trançados blindados.
Não roteie linhas de sinal analógico, linhas de sinal DC e linhas de sinal AC no mesmo conduíte.
Os cabos blindados introduzidos nos ou provenientes dos gabinetes de controle devem ser conectados diretamente aos dispositivos, sem passar pelos terminais.
Sinais CA, sinais CC e sinais analógicos não devem compartilhar o mesmo cabo. Os cabos de alimentação e os cabos de sinal devem ser roteados separadamente.
Dicas de manutenção no local para lidar com interferências incluem o uso de cabos blindados para as linhas afetadas e sua reinstalação, bem como a adição de código de filtragem anti-interferência ao programa.
3. Eliminando a capacitância entre fios para evitar operação incorreta
Os cabos têm capacitância inerente entre os condutores. Mesmo cabos qualificados podem ter capacitância excessiva se o seu comprimento exceder os limites recomendados. Quando usado para entradas de CLP, pode causar operações incorretas, como sinais de entrada incorretos ou ausentes. As soluções incluem:
Usando cabos com núcleos trançados.
Minimizando o comprimento do cabo.
Separando entradas interferentes em cabos diferentes.
Usando cabos blindados.
4. Selecionando Módulos de Saída
Os módulos de saída vêm em três tipos: transistor, triac e relé:
Os módulos do tipo transistor oferecem a velocidade de comutação mais rápida (normalmente 0,2 ms), mas têm a menor capacidade de carga (0,2 - 0,3 A, 24 VCC). Eles são adequados para dispositivos de comutação rápida e equipamentos relacionados a sinais, como inversores e dispositivos CC. Considere os efeitos da corrente de fuga do transistor nas cargas.
Os módulos do tipo Triac não têm contato e são adequados para cargas CA, mas têm capacidade de carga limitada.
Módulos do tipo relé suportam cargas CA e CC e possuem alta capacidade de carga. Eles são comumente usados em controle convencional, mas possuem uma velocidade de comutação mais lenta (cerca de 10 ms), tornando-os inadequados para aplicações de alta frequência.
5. Tratamento de sobretensão e sobrecorrente do inversor
Ao reduzir o valor determinado para desacelerar o motor, ele entra em estado de frenagem regenerativa. O motor devolve energia ao inversor, fazendo com que a tensão do capacitor do filtro aumente e acionando a proteção contra sobretensão. Solução: Instale um resistor de frenagem externo para dissipar a energia regenerativa.
Quando vários motores pequenos estão conectados a um inversor, uma falha em um motor pode causar o desarme do inversor, parando todos os motores. Solução: Instale um transformador de isolamento 1:1 no lado de saída do inversor para isolar as correntes de falha do inversor.
6. Rotulagem de entradas e saídas para fácil manutenção
Os sistemas PLC podem ser complexos, com numerosos terminais de relé de entrada e saída. Para facilitar a solução de problemas:
Crie uma tabela com base no esquema elétrico e coloque-a no painel de controle ou gabinete. Liste cada número de terminal de entrada e saída do PLC junto com os símbolos elétricos correspondentes e nomes chineses.
Desenvolva uma tabela de funções lógicas de entrada e saída do PLC para ilustrar as relações lógicas entre os circuitos de entrada e saída durante a operação. Com essas tabelas, eletricistas experientes podem realizar manutenção sem plantas.
7. Diagnóstico de falhas usando lógica de programa
Com vários tipos de CLP em uso, os diagramas ladder para CLPs de última geração, como o S7 - 300, são frequentemente escritos em código mnemônico. Diagramas ladder eficazes devem incluir anotações de símbolos chineses. Para análise de falhas elétricas, o método de pesquisa reversa é comumente usado. Comece pelo ponto de falha, identifique o relé de saída do CLP correspondente e rastreie as relações lógicas necessárias para sua ativação. A experiência mostra que a maioria das falhas provém de um único ponto.
8. Julgando as próprias falhas do PLC
Os PLCs são altamente confiáveis com baixa taxa de falhas. Danos de hardware ou erros de software em PLCs e CPUs são raros. É improvável que os pontos de entrada do CLP falhem, a menos que sejam submetidos a intrusões de alta tensão. Os contatos do relé de saída do CLP têm uma longa vida útil, a menos que sejam sobrecarregados devido a curtos-circuitos externos ou design inadequado. Ao solucionar problemas, concentre-se nos componentes elétricos periféricos em vez de suspeitar de problemas de hardware ou software do PLC. Essa abordagem acelera os reparos e minimiza o tempo de inatividade da produção.
9. Fazendo uso total dos recursos de software e hardware
Comandos não envolvidos nas malhas de controle ou ativados antes da malha podem ser excluídos do CP.
Para vários comandos controlando uma única tarefa, conecte-os externamente em paralelo antes de vincular a um único ponto de entrada.
Utilize componentes internos do PLC e estados intermediários para melhorar a continuidade do programa e facilitar o desenvolvimento. Isso também reduz os custos de hardware.
Sempre que possível, projete cada saída de forma independente para facilitar o controle, a inspeção e a proteção de outros circuitos.
Para saídas que controlam cargas diretas e reversas, implemente o intertravamento tanto no programa PLC quanto externamente para evitar movimento bidirecional de carga.
Para paradas de emergência, use um interruptor externo para cortar a energia por segurança.
10. Outras precauções
Nunca conecte linhas de alimentação CA aos terminais de entrada do CLP para evitar danos.
Os terminais de aterramento devem ser aterrados de forma independente e não conectados em série com outros equipamentos. Use um fio terra com área de seção transversal de pelo menos 2 mm².
As fontes de alimentação auxiliares têm capacidade limitada e devem alimentar apenas dispositivos de baixa potência, como sensores fotoelétricos.
Não conecte fios a terminais de endereço PLC não utilizados.
Se nenhum dispositivo de proteção estiver instalado no circuito de saída do CLP, inclua fusíveis ou outros elementos de proteção no circuito externo para evitar que curtos-circuitos na carga danifiquem o sistema.