10 Príčiny a riešenia porúch systému PLC
10 Príčiny a riešenia porúch systému PLC
V posledných rokoch sa PLC stali nepostrádateľnými v priemyselnej výrobe. Ako sa ich používanie rozširuje, zabezpečenie stabilnej prevádzky systému sa stalo kľúčovým. Zatiaľ čo samotné PLC sú vysoko spoľahlivé, nesprávne operácie môžu viesť k problémom. Tu je 10 bežných príčin porúch a riešení:
1. Problémy s uzemnením
Systémy PLC majú prísne požiadavky na uzemnenie. Odporúča sa nezávislý, vyhradený uzemňovací systém a všetky súvisiace zariadenia musia byť správne uzemnené. Nesprávne uzemnenie môže spôsobiť neočakávané prúdy, čo vedie k logickým chybám alebo poškodeniu obvodu. Uzemňovacie body by mali byť blízko seba. Systémy PLC zvyčajne používajú jednobodové uzemnenie. Analógové signály môžu využívať technológiu tienenej plávajúcej zeme, aby sa zlepšila schopnosť rušenia v spoločnom režime.
2. Riešenie interferencie
Priemyselné oblasti sú náchylné na vysoko- a nízkofrekvenčné rušenie, ktoré sa často dostáva cez káble pripojené k zariadeniam na mieste. Okrem správneho uzemnenia by sa pri navrhovaní, výbere a inštalácii kábla mali prijať nasledujúce opatrenia proti rušeniu:
Pre analógové signály použite dvojito tienené káble.
Pre vysokorýchlostné impulzné signály použite tienené káble.
Pre komunikačné káble PLC použite káble dodané výrobcom alebo tienené krútené dvojlinky.
Neveďte analógové signálové vedenia, jednosmerné signálové vedenia a striedavé signálové vedenia v rovnakom potrubí.
Tienené káble zavedené do alebo z ovládacích skríň musia byť priamo pripojené k zariadeniam bez prechodu cez svorky.
AC signály, DC signály a analógové signály by nemali zdieľať rovnaký kábel. Napájacie a signálové káble by mali byť vedené oddelene.
Tipy na údržbu na mieste na riešenie rušenia zahŕňajú použitie tienených káblov pre postihnuté vedenia a ich preinštalovanie, ako aj pridanie kódu na filtrovanie rušenia do programu.
3. Eliminácia inter-wire kapacity, aby sa predišlo chybnej prevádzke
Káble majú vlastnú kapacitu medzi vodičmi. Dokonca aj kvalifikované káble môžu mať nadmernú kapacitu, ak ich dĺžka presahuje odporúčané limity. Pri použití pre vstupy PLC to môže spôsobiť nesprávne fungovanie, ako sú nesprávne alebo chýbajúce vstupné signály. Riešenia zahŕňajú:
Použitie káblov s krútenými žilami.
Minimalizácia dĺžky kábla.
Oddelenie rušivých vstupov do rôznych káblov.
Použitie tienených káblov.
4. Výber výstupných modulov
Výstupné moduly sa dodávajú v troch typoch: tranzistor, triak a relé:
Moduly tranzistorového typu ponúkajú najvyššiu rýchlosť spínania (typicky 0,2 ms), ale majú najnižšiu zaťažiteľnosť (0,2 - 0,3 A, 24 V DC). Sú vhodné pre rýchlo spínacie zariadenia a zariadenia súvisiace so signálom, ako sú meniče a zariadenia na jednosmerný prúd. Zvážte účinky zvodového prúdu tranzistora na záťaž.
Moduly typu triak sú bezkontaktné a vhodné pre AC záťaže, ale majú obmedzenú zaťažiteľnosť.
Moduly reléového typu podporujú striedavé a jednosmerné zaťaženie a majú vysokú zaťažiteľnosť. Bežne sa používajú v konvenčnom riadení, ale majú pomalšiu rýchlosť spínania (okolo 10 ms), čo ich robí nevhodnými pre vysokofrekvenčné aplikácie.
5. Zaobchádzanie s prepätím a nadprúdom meniča
Pri znížení danej hodnoty na spomalenie motora sa motor dostane do stavu regeneratívneho brzdenia. Motor dodáva energiu späť do meniča, čo spôsobuje zvýšenie napätia filtračného kondenzátora a spúšťa ochranu proti prepätiu. Riešenie: Nainštalujte externý brzdný odpor na rozptýlenie regeneračnej energie.
Keď je k meniču pripojených viacero malých motorov, porucha v jednom motore môže spôsobiť vypnutie meniča a zastavenie všetkých motorov. Riešenie: Nainštalujte izolačný transformátor 1:1 na výstupnú stranu meniča, aby ste izolovali poruchové prúdy z meniča.
6. Označenie vstupov a výstupov pre jednoduchú údržbu
Systémy PLC môžu byť zložité s mnohými vstupnými a výstupnými reléovými terminálmi. Na uľahčenie riešenia problémov:
Vytvorte tabuľku na základe elektrickej schémy a umiestnite ju na ovládací panel alebo skrinku. Uveďte číslo každého vstupného a výstupného terminálu PLC spolu s príslušnými elektrickými symbolmi a čínskymi názvami.
Vytvorte tabuľku vstupno-výstupných logických funkcií PLC na ilustráciu logických vzťahov medzi vstupnými a výstupnými obvodmi počas prevádzky. S týmito tabuľkami môžu skúsení elektrikári vykonávať údržbu bez nákresov.
7. Diagnostika porúch pomocou programovej logiky
Pri použití rôznych typov PLC sú rebríkové diagramy pre špičkové PLC ako S7 - 300 často napísané v mnemotechnickom kóde. Efektívne rebríkové diagramy by mali obsahovať anotácie čínskych symbolov. Na analýzu elektrických porúch sa bežne používa metóda spätného vyhľadávania. Začnite od bodu poruchy, identifikujte zodpovedajúce výstupné relé PLC a spätne sledujte logické vzťahy potrebné na jeho aktiváciu. Skúsenosti ukazujú, že väčšina porúch pochádza z jedného bodu.
8. Posudzovanie vlastných porúch PLC
PLC sú vysoko spoľahlivé s nízkou poruchovosťou. Poškodenie hardvéru alebo softvérové chyby v PLC a CPU sú zriedkavé. Vstupné body PLC pravdepodobne zlyhajú, pokiaľ nebudú vystavené vniknutiu vysokého napätia. Kontakty výstupného relé PLC majú dlhú životnosť, pokiaľ nie sú preťažené vonkajšími skratmi alebo zlým dizajnom. Pri odstraňovaní problémov sa radšej zamerajte na periférne elektrické komponenty ako na podozrenie na problémy s hardvérom alebo softvérom PLC. Tento prístup urýchľuje opravy a minimalizuje prestoje vo výrobe.
9. Plné využívanie softvérových a hardvérových zdrojov
Príkazy, ktoré nie sú zahrnuté v riadiacich slučkách alebo sú aktivované pred slučkou, môžu byť z PLC vylúčené.
V prípade viacerých príkazov ovládajúcich jednu úlohu ich pred prepojením s jedným vstupným bodom pripojte externe paralelne.
Využite vnútorné mäkké komponenty PLC a medzistavy na zlepšenie kontinuity programu a uľahčenie vývoja. To tiež znižuje náklady na hardvér.
Ak je to možné, navrhnite každý výstup nezávisle pre jednoduchšie ovládanie, kontrolu a ochranu ostatných obvodov.
Pre výstupy riadiace záťaže vpred a vzad implementujte blokovanie v programe PLC aj externe, aby sa zabránilo obojsmernému pohybu záťaže.
V prípade núdzového zastavenia použite externý spínač na prerušenie napájania z bezpečnostných dôvodov.
10. Iné bezpečnostné opatrenia
Nikdy nepripájajte napájacie vedenia striedavého prúdu k vstupným svorkám PLC, aby nedošlo k poškodeniu.
Uzemňovacie svorky by mali byť nezávisle uzemnené, nie zapojené do série s iným zariadením. Použite uzemňovací vodič s prierezom najmenej 2 mm².
Pomocné napájacie zdroje majú obmedzenú kapacitu a mali by napájať iba nízkoenergetické zariadenia, ako sú fotoelektrické senzory.
Nepripájajte vodiče k nepoužívaným adresným svorkám PLC.
Ak vo výstupnom obvode PLC nie sú nainštalované žiadne ochranné zariadenia, zahrňte do vonkajšieho obvodu poistky alebo iné ochranné prvky, aby sa predišlo poškodeniu systému skratom záťaže.