PLCトラブルシューティング：20年のノウハウを公開

I.PLC 入出力

小型のプログラマブル・ロジック・コントローラー（PLC）は、複雑なシステムを柔軟に制御する。あなたが目にするのは、入出力リレー端子台、対応する表示灯、PLC番号が千鳥状に並んだもので、何十本もの足を持つ集積回路のようなものだ。

回路図がなければ、誰もが機器のトラブルシューティングに手も足も出ず、その結果、故障の発見が大幅に遅れることになる。

そこで、機器の制御盤やキャビネットに掲示されている電気回路図をもとに、PLCの各入出力端子番号とそれに対応する電気記号、および集積回路の各ピンの機能説明のような名称を示したチャートを作成します。この入出力チャートがあれば、操作プロセスや機器のラダー図に精通した電気技術者がトラブルシューティングを開始できる。

操作プロセスに不慣れな人やラダー図を読めない人には、PLC 入出力論理関数表という追加の表が必要です。この表は、操作プロセスにおけるほとんどの入力回路（トリガ要素、関連要素）と出力回路（実行要素）の論理的な対応を示しています。

経験上、入出力対応表と入出力ロジック・ファンクション・テーブルを使いこなせば、回路図がなくても電気的故障のトラブルシューティングは簡単にできる。

PLC 基本ロジック命令

II.入力回路のトラブルシューティング

ボタン、リミットスイッチ、ライン、またはその他の入力回路の状態を判断するには、PLC に電源が供給されている状態（意図しない機器の動作を防ぐため、非動作状態が望ましい）でボタン（またはその他の入力接点）を押します。

ボタンに対応する PLC 入力ライトが点灯し、ボタンとラインが正常に動作していることを示します。ライトが点灯しない場合は、ボタンが故障しているか、ラインの接触不良、または断線の可能性があります。

III.出力回路のトラブルシューティング

PLC 出力点(ここではリレー出力タイプを考慮)について、PLC が動作しているにもかかわらずアクチュエータに対応する表示灯が点灯しない場合は、このアクチュエータの PLC 入出力論理機能が満たされていないことを示しており、入力回路の故障を示唆している。

対応する表示灯が点灯しているにもかかわらず、電磁弁やコンタクタなどの対応するアクチュエータが動作しない場合は、まず電磁弁制御電源とヒューズを確認してください。

対応する PLC 出力ポイントのコモン端子を測定してもライトテスタが点灯しない場合は、ヒューズが切れているなどの電源障害が考えられます。

ライトテスターが点灯する場合、電源は正常であり、対応するソレノイドバルブ、コンタクター、またはラインの故障を示唆しています。

ソレノイドバルブ、コンタクタ、またはラインの故障を除外し、システムがまだ正常に機能していないことがわかったら、マルチメータを使用して、1つのプローブを対応する出力コモン端子に接続し、もう1つを対応する PLC 出力ポイントに接続します。

それでも電磁弁が作動しない場合は、出力ラインに障害があることを示しています。電磁弁が動作する場合、問題は PLC 出力ポイントにあります。

テストペンでは誤った測定値が得られることがあるため、別の分析方法として、マルチメータを使用して PLC 出力ポイントとコモンエンドの間の電圧を測定することもできます。電圧がゼロまたはゼロに近い場合、PLC出力ポイントは正常に動作しており、フォルトは外部にあることが示唆されます。

電圧が比較的高い場合は、このポイントの接触抵抗が高すぎて破損していることを示しています。また、表示灯は点灯しないが、対応する電磁弁または接触器が作動している場合は、過負荷または短絡により、この出力点が溶着している可能性がある。

この時点で、この出力ポイントに接続されているワイヤーを取り外し、マルチメーターの抵抗設定を使って出力ポイントとコモン端の間の抵抗を測定する必要があります。抵抗値が低い場合は、この接点が損傷していることを示唆している。抵抗値が限りなく高い場合は、接点が正常であることを意味し、対応する出力表示灯が故障している可能性が高い。

プログラム論理推論プログラム論理推論

産業界で一般的に使用されているPLCには多くの種類があります。ローエンドPLCの場合、ラダー図の命令はほとんど同じです。S7-300のような中上位機種では、多くのプログラムがステートメントリストで記述されます。

実用的なラダーダイアグラムには記号的な注釈が必要である。ラダーダイアグラムを見る前に、機器のプロセスや操作を理解することで、より簡単になります。

電気的故障を分析する場合は、一般にバックトラック法または逆推論法を使用する。つまり、故障点から出発して、対応するPLC出力リレーを見つけ、その動作を満たす論理関係をバックトラックし始める。

経験上、複数の故障が同時に発生することは稀であるため、一度問題が見つかれば、通常はその故障は修正される。

V.PLC 固有の故障の判断

通常、PLCは故障率が低く、非常に信頼性の高い装置である。しかし、外的要因によってPLCが誤動作することがある。220Vで給電される近接スイッチで事故が発生しました。2本のPLC信号入力リード線と近接スイッチの220V電源ラインは、4芯のケーブルを共有していました。スイッチが故障したため、電気技師はスイッチを交換しましたが、誤ってニュートラル電源ラインとPLC入力のコモンラインを交換したため、電源供給時にPLC入力3点が焼損しました。

別の例では、システム電源トランスの中性線が腐食により遮断され、PLCの220V電源が380Vに上昇した。これによりPLCの底部にあるパワーモジュールが損傷した。これはその後、380/220V絶縁制御トランスを追加することで修正されました。Siemens S7-200 PLC の出力コモンエンドは 1L、2L などと表示され、作業コンピュータは AC1N、+24V 電源は L+M と表されます。この分類は、初心者や経験の浅い人を混乱させやすい。L+Mを220V電源端子と誤解すると、PLCの24V電源が即座に焼き切れる可能性があります。

PLCやCPUのようなハードウェア・コンポーネントが誤動作したり、ソフトウェアが暴走したりする確率は、ほとんど無視できる。同様に、強い電気的侵入を受けない限り、PLCの入力ポイントが故障することはまずありません。PLC出力リレーのノーマルオープンポイントは、周辺負荷の短絡や、負荷電流が定格範囲を超えるような設計不良がない限り、寿命が長い。

したがって、電気障害のトラブルシューティングでは、主にPLCの周辺電気コンポーネントに焦点を当てる必要があります。PLCのハードウェアやソフトウェアの問題を常に疑うのではなく、このアプローチは故障した機器を迅速に修理し、生産を迅速に再開するために非常に重要です。したがって、PLC の電気的故障のトラブルシューティングでは、以下の点に重点を置く必要があります。 PLC制御 回路は PLC 自体ではなく、PLC によって制御される回路内の周辺電気コンポーネントにある。