10 Причины и решения системных сбоев ПЛК
10 Причины и решения системных сбоев ПЛК
В последние годы ПЛК стали незаменимы в промышленном производстве. По мере расширения их использования обеспечение стабильной работы системы становится критически важным. Хотя сами ПЛК очень надежны, неправильная эксплуатация может привести к проблемам. Вот 10 распространенных причин неисправностей и решений:
1. Проблемы с заземлением
Системы ПЛК предъявляют строгие требования к заземлению. Рекомендуется использовать независимую специальную систему заземления, и все соответствующее оборудование должно быть надлежащим образом заземлено. Неправильное заземление может вызвать непредвиденные токи, ведущие к логическим ошибкам или повреждению схемы. Точки заземления должны располагаться близко друг к другу. В системах ПЛК обычно используется одноточечное заземление. Для улучшения защиты от синфазных помех в аналоговых сигналах может использоваться технология экранированного плавающего заземления.
2. Борьба с помехами
Промышленные объекты подвержены высокочастотным и низкочастотным помехам, часто передаваемым через кабели, подключенные к оборудованию на объекте. Помимо надлежащего заземления, при проектировании, выборе и прокладке кабеля следует принять следующие меры против помех:
Для аналоговых сигналов используйте кабели с двойным экраном.
Для высокоскоростных импульсных сигналов используйте экранированные кабели.
В качестве кабелей связи ПЛК используйте кабели, предоставленные производителем, или экранированные витые пары.
Не прокладывайте линии аналогового сигнала, линии сигнала постоянного тока и линии сигнала переменного тока в одном и том же кабелепроводе.
Экранированные кабели, подведенные к шкафам управления или от них, должны быть напрямую подключены к устройствам, не проходя через клеммы.
Сигналы переменного тока, сигналы постоянного тока и аналоговые сигналы не должны передаваться по одному и тому же кабелю. Силовые и сигнальные кабели следует прокладывать отдельно.
Советы по техническому обслуживанию на месте для устранения помех включают использование экранированных кабелей для затронутых линий и их переустановку, а также добавление в программу кода фильтрации помех.
3. Устранение межпроводной емкости для предотвращения неправильной работы.
Кабели имеют внутреннюю емкость между проводниками. Даже сертифицированные кабели могут иметь чрезмерную емкость, если их длина превышает рекомендуемые пределы. При использовании для входов ПЛК это может привести к сбоям в работе, например, к неправильным или отсутствующим входным сигналам. Решения включают в себя:
Использование кабелей со витыми жилами.
Минимизация длины кабеля.
Разделение мешающих входов на разные кабели.
Использование экранированных кабелей.
4. Выбор модулей вывода
Модули вывода бывают трех типов: транзисторные, симисторные и релейные:
Модули транзисторного типа обеспечивают самую высокую скорость переключения (обычно 0,2 мс), но имеют самую низкую нагрузочную способность (0,2–0,3 А, 24 В постоянного тока). Они подходят для устройств быстрого переключения и сигнального оборудования, такого как инверторы и устройства постоянного тока. Учитывайте влияние тока утечки транзистора на нагрузки.
Модули триакового типа являются бесконтактными и подходят для нагрузок переменного тока, но имеют ограниченную нагрузочную способность.
Модули релейного типа поддерживают нагрузки переменного и постоянного тока и обладают высокой нагрузочной способностью. Они обычно используются в обычном управлении, но имеют более медленную скорость переключения (около 10 мс), что делает их непригодными для высокочастотных приложений.
5. Обращение с повышенным напряжением и током инвертора
При уменьшении заданного значения для замедления двигателя он переходит в состояние рекуперативного торможения. Двигатель подает энергию обратно в инвертор, вызывая повышение напряжения на конденсаторе фильтра и срабатывание защиты от перенапряжения. Решение: Установите внешний тормозной резистор для рассеивания регенеративной энергии.
Если к инвертору подключено несколько небольших двигателей, неисправность одного двигателя может привести к отключению инвертора и остановке всех двигателей. Решение: Установите изолирующий трансформатор 1:1 на выходе инвертора, чтобы изолировать токи повреждения от инвертора.
6. Маркировка входов и выходов для удобства обслуживания.
Системы ПЛК могут быть сложными, с многочисленными входными и выходными релейными клеммами. Чтобы облегчить устранение неполадок:
Создайте таблицу на основе электрической схемы и разместите ее на панели управления или шкафу. Укажите номера входных и выходных клемм ПЛК, а также соответствующие электрические символы и названия на китайском языке.
Разработайте таблицу логических функций ввода-вывода ПЛК, чтобы проиллюстрировать логические взаимосвязи между входными и выходными цепями во время работы. С помощью этих таблиц опытные электрики смогут выполнять техническое обслуживание без чертежей.
7. Диагностика неисправностей с использованием программной логики
При использовании различных типов ПЛК лестничные диаграммы для высокопроизводительных ПЛК, таких как S7-300, часто записываются в мнемоническом коде. Эффективные лестничные диаграммы должны включать аннотации к китайским символам. Для анализа электрических неисправностей обычно используется метод обратного поиска. Начните с точки неисправности, определите соответствующее выходное реле ПЛК и проследите логические связи, необходимые для его активации. Опыт показывает, что большинство неисправностей возникает из-за одной точки.
8. Определение самоошибок ПЛК
ПЛК отличаются высокой надежностью и низким уровнем отказов. Повреждения оборудования или ошибки программного обеспечения в ПЛК и ЦП встречаются редко. Точки входа ПЛК вряд ли выйдут из строя, если не подвергнутся воздействию высокого напряжения. Контакты выходного реле ПЛК имеют длительный срок службы, если только они не перегружены из-за внешнего короткого замыкания или плохой конструкции. При устранении неполадок сосредоточьтесь на периферийных электрических компонентах, а не на подозрениях в аппаратных или программных проблемах ПЛК. Такой подход ускоряет ремонт и минимизирует простои производства.
9. Полное использование ресурсов программного обеспечения и оборудования.
Команды, не участвующие в контурах управления или активированные до начала контура, могут быть исключены из ПЛК.
Если несколько команд управляют одной задачей, подключите их параллельно снаружи, прежде чем подключать к одной точке входа.
Используйте внутренние программные компоненты ПЛК и промежуточные состояния для повышения непрерывности программы и упрощения разработки. Это также снижает затраты на оборудование.
По возможности проектируйте каждый выход независимо, чтобы облегчить управление, проверку и защиту других цепей.
Для выходов, управляющих прямыми и обратными нагрузками, реализуйте блокировку как в программе ПЛК, так и снаружи, чтобы предотвратить двунаправленное движение нагрузки.
Для аварийной остановки используйте внешний выключатель для отключения питания в целях безопасности.
10. Другие меры предосторожности
Никогда не подключайте линии электропитания переменного тока к входным клеммам ПЛК, чтобы избежать повреждений.
Клеммы заземления должны быть заземлены независимо, а не соединены последовательно с другим оборудованием. Используйте заземляющий провод с площадью поперечного сечения не менее 2 мм².
Вспомогательные источники питания имеют ограниченную мощность и должны питать только маломощные устройства, такие как фотоэлектрические датчики.
Не подключайте провода к неиспользуемым адресным клеммам ПЛК.
Если в выходной цепи ПЛК не установлены защитные устройства, включите предохранители или другие защитные элементы во внешнюю цепь, чтобы предотвратить повреждение системы короткими замыканиями нагрузки.