Sem kjarnabúnaður í iðnaðar sjálfvirknistýringu hefur stöðugur rekstur PLCs (Forritanleg rökstýringar) bein áhrif á skilvirkni og öryggi framleiðslulínunnar. Hins vegar, í hagnýtum forritum, lenda PLC kerfi óhjákvæmilega við ýmsar bilanir. Þessi grein greinir kerfisbundið algengar PLC bilanagerðir og áhrifaþætti, útvegar fimm bilanaleitarflæðirit til að hjálpa verkfræðingum fljótt að bera kennsl á og leysa vandamál.
I. Algengar PLC bilunargerðir og rótarástæðugreining
1. Bilun á aflgjafa
● Einkenni:PLC ræsist ekki, gaumljós eru áfram slökkt, einingar verða fyrir óeðlilegu aflmissi.
● Orsakir:
• Óstöðug inntaksspenna (td bylgjur, undirspenna)
• Eldandi eða skemmd aflgjafaeiningar
• Lausar eða stuttar raflögn
● Dæmi:Skyndilegt spennufall varð til þess að aðalafleining PLC á framleiðslulínu bifreiða brann út, sem leiddi til algjörrar stöðvunar á línunni.
2. Bilun í I/O einingum
● Einkenni:Óeðlilegt inntak/úttak merkja, engin endurgjöf frá skynjara, stýringar virka ekki.
● Orsakir:
• Skammhlaup eða ofhleðsla í ytri tækjum (td bilun á segulspólu)
• Lélegt tengi samband eða opnar hringrásir
• Skemmdir á innri hringrás (td bilun á optocoupler)
● Gagnatölfræði:Um það bil 35% af PLC bilunum í iðnaðarstillingum eiga uppruna sinn í I/O einingum.
3. Samskiptabilanir
● Einkenni:Truflanir á nettengingu, þrælatæki sem ekki svara, tap á gagnapakka.
● Orsakir:
• Skemmdir samskiptakaplar eða oxuð tengi (td tæringu á RS485 skautum)
• Röng uppsetning flutningshraða
• Rafsegultruflanir (td óvarðir tíðnibreytir)
● Iðnaðarmál:Efnaverksmiðja varð fyrir tíðum PLC-til-að breyta samskiptatruflunum vegna Profibus snúra sem liggja nálægt há-spennulínum.
4. Program Rökfræði villur
● Einkenni:Óeðlilegur rekstur búnaðar, óendanlegar lykkjur, óvæntar stöðvun.
● Orsakir:
• Misbrestur á að gera grein fyrir jaðarskilyrðum meðan á forritun stendur (td teljaraflæði)
• Breytingar á forritum á netinu sem valda rökfræðilegum átökum
• Minnisflæði eða of langar skannalotur
5. Umhverfisþættir
● Einkenni:Tíð endurræsing PLC, skert afköst íhluta.
● Orsakir:
• Of hátt hitastig (td léleg loftræsting í skáp)
• Ryk/olíusöfnun sem veldur skammhlaupi
• Titringslosandi raflagnatengingar
II. Fimm PLC bilanaleit flæðirit
Flæðirit 1:Bilanaleit aflgjafa
Byrja → Athugaðu stöðu rafmagnsvísis → Engin lýsing → Mæla innspennu → Óeðlilegt → Skoðaðu rafdreifingarrásina/skipta um aflgjafaeiningu
↓ Venjulegt
↓Athugaðu öryggi/tengiblokkir → Losa/sprungið → Herðið eða skiptið um
↓ Venjulegt
→ Prófaðu með endurnýjunaraflgjafaeiningu
Lykilatriði:Þegar spenna er mæld með margmæli skal athuga tegund AC/DC. Dæmigert gildi: AC 220V±10%, DC 24V±5%.
Flæðirit 2:I/O merki óeðlilegt bilanaleit
Byrja → Staðfestu PLC rekstrarham (RUN/STOP) → STOP ástand → Athugaðu forrita/hamrofa
↓ RUN ástand
→ Skoða I/O stöðu með vöktunarhugbúnaði → Ekkert merki → Athugaðu aflgjafa/leiðslu skynjara
↓ Merki til staðar en engin útgangur
→ Prófaðu einingarásir (skammrásaraðferð-)
↓ Venjulegt → Athugaðu ytri stýrisbúnað
↓ Óeðlilegt → Skiptu um I/O einingu
Ábending:Fyrir hliðræn merki, notaðu merkjagjafa til að líkja eftir 4-20mA inntak og staðfesta nákvæmni eininga.
Flæðirit 3:Úrræðaleit í samskiptum
Byrja → Athugaðu líkamlegar tengingar (kaplar/tengi) → Skemmdir → Skiptu um samskiptasnúru
↓ Venjulegt
→ Staðfestu heimilisfang stöðvar og flutningshraða → Villa → Endurstilla færibreytur
↓ Rétt
→ Athugun tengiviðnáms (Profibus krefst 120Ω)
↓Óeðlilegt → Stilla viðnám
↓ Venjulegt
→ Finndu truflunargjafa með því að nota hluta einangrunaraðferð
Reynsla:Þegar fjarskiptafjarlægð er meiri en 50 metrar, notaðu ljósleiðarabreyta til að koma í veg fyrir merkideyfingu.
Flæðirit 4:Villuleit í forriti
Byrja → Fylgstu með rekstri forritsins á netinu → Óeðlilegt kveikjaástand → Breyta rökfræði (td bæta við samlæsingu)
↓ Ástand eðlilegt en engin framleiðsla
→ Athugaðu stöðu úttakspólu → Endurstillt af öðrum forritahlutum → Fínstilltu uppbyggingu forrits
↓Ekki virkt
→ Þvingaðu framleiðsla til að prófa vélbúnað
Athugið:Taktu öryggisafrit af upprunalegum skrám áður en forritum er breytt til að koma í veg fyrir framleiðsluslys af völdum niðurhals á netinu.
Flæðirit 5:Úrræðaleit vegna umhverfisaðlögunarhæfni
Byrja → Mæla hitastig stjórnskáps → Fer yfir 55 gráður → Bæta við kæliviftum/loftkælingu
↓ Venjulegt
→ Athugaðu ryksöfnun → Alvarlegt → Hreinsaðu og lokaðu skápnum
↓ Minniháttar
→ Athugaðu titringsgjafa → Mikilvægt → Settu upp titrings-dempunarfestingar
Staðlað tilvísun:IEC 61131-2 tilgreinir PLC rekstrarumhverfishitastig sem 0-55 gráður, rakastig 10-90% án þéttingar.
III. Ráðleggingar um fyrirbyggjandi viðhald
1. Regluleg viðhaldsáætlun
● Ársfjórðungsleg hreinsun á síum og hitaleiðnirásum
● Árleg kvörðun á nákvæmni I/O einingarinnar (hliðstæða frávik<0.5%)
● Skiptu um samskiptaviðnám á tveggja ára fresti
2. Offramboðshönnun
● Innleiða heita biðstöðu tvöfalda aflgjafaeiningar fyrir mikilvæga ferla
● Notaðu hlífðar snúnar-parsnúrur (td Belden 8761) fyrir mikilvægar merkjalínur
3. Rekjanleiki gagna
● Skráðu bilanasögu í gegnum SCADA kerfi (td matvælaverksmiðja greindi reglubundnar aflsveiflur með því að greina þriggja mánaða gögn)
4. Þjálfun starfsmanna
● Náðu tökum á notkun tækja eins og margmæla og sveiflusjár
● Kynntu þér greiningaraðgerðir í forritunarhugbúnaði eins og TIA Portal og GX Works
IV. Dæmigerð dæmi um bilanameðferð
Tilfelli 1:Tíðar skemmdir á úttakspunktum PLC í umbúðavélum
● Úrræðaleitarferli:
1. Straumþvingamælir mældur gangstraumur segulloka við 3A (fer yfir 2A einkunn gengistengilsins)
2. Bætt við milligengi við úttakið til að auka hleðslugetu
● Umbótaáhrif:Bilanatíðni lækkað úr 2 atvikum á mánuði í núll
Tilfelli 2:Breytilegt hliðrænt inntak í frárennslisstöð PLC
● Orsök:
• Algeng-hamstruflun af völdum pH-skynjara sem deilir aflgjafa með PLC
● Lausn:
• Stilla einangraða senda fyrir skynjara
• Bættu við π-gerð síu við inntak gervieiningarinnar
Með kerfisbundinni bilanagreiningu og stöðluðum bilanaleitaraðferðum er hægt að auka MTBF (Mean Time Between Failures) PLC kerfa verulega. Fyrirtækjum er bent á að útbúa PLC viðhaldshandbók og útbúa nauðsynleg prófunarverkfæri, með það að markmiði að stjórna bilanalausnartíma innan 30 mínútna til að lágmarka framleiðslutap.