Поиск и устранение неисправностей ПЛК: 20 лет опыта и знаний

I. Входы и выходы ПЛК

Небольшой программируемый логический контроллер (ПЛК) гибко управляет сложной системой. Вы видите ступенчатые ряды входных и выходных релейных клеммных блоков, соответствующие индикаторы и номера ПЛК, подобно интегральной схеме с десятками ножек.

Без схемы любой человек окажется беспомощным при поиске неисправностей оборудования, что значительно замедлит процесс обнаружения неисправностей.

Учитывая это, мы создаем схему на основе электрической схемы, размещенной на панели управления оборудованием или в шкафу, с указанием номера каждого входного и выходного терминала ПЛК, соответствующего электрического символа и его названия, аналогичного описанию функций каждого контакта интегральной схемы. С помощью этой схемы входов-выходов электрики, знакомые с процессом работы или лестничной диаграммой оборудования, могут приступить к поиску неисправностей.

Для тех, кто не знаком с процессом работы или не умеет читать лестничные диаграммы, необходима дополнительная схема: таблица логических функций ввода-вывода ПЛК. Эта таблица демонстрирует логическое соответствие большинства входных цепей (триггерных элементов, связанных элементов) и выходных цепей (исполнительных элементов) в процессе работы.

Опыт показывает, что если вы умеете пользоваться таблицей соответствия "вход-выход" и таблицей логических функций "вход-выход", вы легко сможете устранить неисправности в электрооборудовании без схемы.

Основные логические инструкции ПЛК

II. Поиск и устранение неисправностей входных цепей

Чтобы определить состояние кнопки, концевого выключателя, линии или другой входной цепи, можно нажать кнопку (или другой входной контакт) при включенном питании ПЛК (предпочтительно в нерабочем состоянии, чтобы предотвратить непреднамеренное срабатывание оборудования).

Соответствующий кнопке индикатор входа ПЛК должен загореться, указывая на то, что кнопка и линия работают нормально. Если индикатор не загорается, кнопка может быть неисправна, линия может иметь плохой контакт или может быть оборван провод.

III. Поиск и устранение неисправностей выходных цепей

Для точек выхода ПЛК (здесь рассматриваются типы релейных выходов), если соответствующая индикаторная лампочка для привода не горит, несмотря на работу ПЛК, это означает, что логическая функция входа-выхода ПЛК для данного привода не выполнена, что свидетельствует о неисправности входной цепи.

Если соответствующий индикатор горит, но соответствующий привод, например электромагнитный клапан или контактор, не работает, сначала проверьте питание электромагнитного клапана и предохранитель.

Если при измерении общей клеммы соответствующей точки выхода ПЛК световой тестер не загорается, возможно, произошел сбой питания, например, перегорел предохранитель.

Если световой тестер горит, значит, источник питания исправен, что свидетельствует о неисправности соответствующего электромагнитного клапана, контактора или линии.

После исключения неисправностей в электромагнитном клапане, контакторе или линии и обнаружения того, что система по-прежнему не функционирует нормально, подключите один щуп мультиметра к соответствующей общей клемме выхода, а другой - к соответствующей точке выхода ПЛК.

Если электромагнитный клапан по-прежнему не работает, это указывает на неисправность в выходной линии. Если электромагнитный клапан работает, значит, проблема заключается в точке выхода ПЛК.

Учитывая, что тестовая ручка иногда может давать ложные показания, альтернативным методом анализа может быть измерение напряжения между точкой выхода ПЛК и общим концом с помощью мультиметра. Если напряжение равно нулю или близко к нулю, это говорит о том, что точка выхода ПЛК работает нормально, а неисправность кроется во внешнем устройстве.

Если напряжение относительно высокое, это указывает на то, что сопротивление контактов этой точки слишком велико и она повреждена. Кроме того, если индикатор не горит, но соответствующий электромагнитный клапан или контактор активирован, возможно, что эта точка выхода сварилась из-за перегрузки или короткого замыкания.

В этот момент следует отсоединить провода, подключенные к этой точке выхода, и измерить сопротивление между точкой выхода и общим концом, используя настройку сопротивления на мультиметре. Если сопротивление низкое, это говорит о том, что данная контактная площадка повреждена. Если сопротивление бесконечно велико, это означает, что контактная точка исправна, и, скорее всего, неисправен соответствующий выходной индикатор.

IV. Логический вывод программы

Существует множество типов ПЛК, широко используемых в промышленности. Для низкоуровневых ПЛК инструкции лестничных диаграмм в основном одинаковы. Для машин среднего и высокого класса, таких как S7-300, многие программы написаны в виде списков операторов.

Практические лестничные диаграммы должны иметь условные обозначения, иначе чтение становится затруднительным. Понимание процесса или работы оборудования перед просмотром лестничной диаграммы облегчает работу.

При анализе электрической неисправности обычно используется метод обратного хода или обратной дедукции, то есть, начиная с точки неисправности, найдите соответствующее выходное реле ПЛК и начните обратный поиск логических связей, обеспечивающих его работу.

Опыт подсказывает, что после обнаружения проблемы ее обычно удается устранить, поскольку редко случается, что несколько неисправностей возникают одновременно.

V. Определение присущих ПЛК неисправностей

Как правило, ПЛК являются очень надежными устройствами с низким уровнем отказов. Однако внешние факторы могут привести к неисправности ПЛК. Инцидент произошел с бесконтактным выключателем, питающимся от 220 В. Два входных сигнала ПЛК и линия питания 220 В бесконтактного выключателя имели общий четырехжильный кабель. Когда выключатель вышел из строя, электрик заменил его, но по ошибке поменял местами нейтральную линию питания с общей линией входа ПЛК, что привело к перегоранию трех точек входа ПЛК при подаче питания.

В другом случае нейтральная линия силового трансформатора системы была повреждена из-за коррозии, в результате чего напряжение питания ПЛК 220 В повысилось до 380 В. В результате был поврежден силовой модуль в основании ПЛК. Впоследствии эта проблема была устранена путем добавления разделительного управляющего трансформатора 380/220 В. Выходные общие концы ПЛК Siemens S7-200 обозначаются как 1L, 2L и т. д., при этом рабочий компьютер обозначается как AC1N, а источник питания +24 В - как L+M. Такая классификация может легко сбить с толку новичков или тех, у кого мало опыта. Неправильная интерпретация L+M как клеммы питания 220 В может привести к мгновенному перегоранию 24-вольтового источника питания ПЛК.

Вероятность выхода из строя аппаратных компонентов, таких как ПЛК и ЦП, или сбившегося программного обеспечения практически ничтожна. Аналогично, если не подвергаться сильному электрическому воздействию, точки входа ПЛК вряд ли выйдут из строя. Нормально разомкнутые точки выходных реле ПЛК, за исключением коротких замыканий на периферийной нагрузке или плохой конструкции, позволяющей току нагрузки превышать номинальный диапазон, имеют длительный срок службы.

Поэтому при устранении электрических неисправностей основное внимание следует уделять периферийным электрическим компонентам ПЛК. Вместо того чтобы постоянно подозревать проблемы с аппаратным или программным обеспечением ПЛК, такой подход имеет решающее значение для быстрого ремонта неисправного оборудования и быстрого возобновления производства. Таким образом, при устранении электрических неисправностей в Управление ПЛК цепях находится не сам ПЛК, а периферийные электрические компоненты в цепях, управляемых ПЛК.