С постоянным развитием промышленной автоматизации ПЛК стали незаменимой частью промышленного управления и широко используются в промышленном производстве. Однако многие инженеры не уверены в их техническом обслуживании, устранении неполадок и методах эксплуатации. В этой статье обобщен некоторый опыт и советы, полученные при использовании ПЛК, которые, как мы надеемся, послужат справочной информацией для наших коллег.
I. Входы и выходы ПЛК
Небольшой ПЛК гибко управляет сложной системой. Видны два ряда расположенных в шахматном порядке входных и выходных релейных клемм, соответствующие световые индикаторы и серийный номер ПЛК-, очень похожий на интегральную схему с десятками контактов. Без обращения к принципиальной схеме любой, кто попытается устранить неисправное устройство, окажется в замешательстве, а процесс выявления неисправности будет чрезвычайно медленным. Учитывая данную ситуацию, мы создали таблицу на основе электрической схемы и разместили ее на пульте управления оборудованием или шкафу управления. В этой таблице перечислены номера клемм для каждого входа и выхода ПЛК, а также соответствующие им электрические символы и названия на китайском языке,-аналогичные функциональным описаниям контактов интегральной схемы.
С помощью этой таблицы ввода-вывода электрики, понимающие рабочий процесс или знакомые с лестничной схемой устройства, могут приступить к устранению неполадок. Однако для электриков, незнакомых с рабочим процессом и не умеющих читать лестничные схемы, необходимо создать дополнительную таблицу: Таблицу логических функций ввода-вывода ПЛК. Эта таблица эффективно иллюстрирует логические связи между входными цепями (триггерными элементами и связанными с ними элементами) и выходными цепями (исполнительными механизмами) в большинстве рабочих процессов. Практика показала, что если вы умеете умело использовать таблицу соответствия входов/выходов и таблицу логических функций ввода/вывода, вы можете легко устранять электрические неисправности, даже не обращаясь к схемам.
II. Устранение неполадок входной цепи
Чтобы определить, правильно ли работает конкретная входная цепь-например, кнопка, концевой выключатель или проводка-, нажмите кнопку (или другой входной контакт), когда ПЛК включен (предпочтительно в не-рабочем состоянии, чтобы предотвратить непреднамеренную активацию оборудования). Это приведет к короткому-замыканию соответствующей входной клеммы ПЛК на общую клемму. Если загорается индикатор входа ПЛК, соответствующий кнопке, это указывает на то, что кнопка и ее проводка работают нормально. Если индикатор не загорается, возможно, неисправна кнопка, плохой контакт в проводке или оборвана цепь.
III. Устранение неполадок выходной цепи
Для выходных точек ПЛК (здесь речь идет только о релейных выходах), если индикатор, соответствующий активируемому объекту, не загорается при подтверждении работы ПЛК, это указывает на то, что логическая функция входа-выхода ПЛК для этого активируемого объекта не удовлетворена. Другими словами, во входной цепи имеется неисправность; проверьте входную цепь, как описано выше. Если соответствующий индикатор горит, но привод (например, электромагнитный клапан или контактор) не работает, сначала проверьте источник питания управления электромагнитного клапана и предохранители. Самый простой метод — использовать тестер напряжения для измерения общей клеммы соответствующей выходной точки ПЛК. Если тестер напряжения не загорается, возможно, возникла неисправность источника питания, например, перегорел предохранитель. Если тестер напряжения загорается, питание исправно, а соответствующий электромагнитный клапан, контактор или проводка неисправны. Если после устранения неисправностей электромагнитного клапана, контактора и проводки система по-прежнему не работает нормально, воспользуйтесь мультиметром: подключите один датчик к соответствующей выходной общей клемме, а другой — к соответствующей выходной точке ПЛК. Если электромагнитный клапан по-прежнему не работает, это указывает на неисправность выходной проводки.
Если в этот момент электромагнитный клапан срабатывает, проблема связана с выходной точкой ПЛК. Поскольку тестер напряжения иногда может давать ложные показания, для анализа можно использовать другой метод: настроить мультиметр на диапазон напряжения и измерить напряжение между выходной точкой ПЛК и общей клеммой. Если напряжение равно нулю или близко к нулю, выходная точка ПЛК в порядке, и неисправность кроется в периферийной цепи. Если напряжение высокое, это указывает на то, что контактное сопротивление этой клеммы слишком велико и она повреждена. Кроме того, если контрольная лампа не горит, но работает соответствующий электромагнитный клапан, контактор и т. д., это может указывать на то, что выходная клемма сгорела из-за перегрузки или короткого замыкания. В этом случае отсоедините внешнюю проводку от выходной клеммы и с помощью мультиметра, настроенного на диапазон сопротивления, измерьте сопротивление между выходной клеммой и общей клеммой. Если сопротивление низкое, это говорит о том, что контакт неисправен; если сопротивление бесконечно, это указывает на то, что контакт исправен, и проблема, скорее всего, связана с соответствующим световым индикатором на выходе.
IV. Программа логического вывода
Существует множество типов ПЛК, обычно используемых в промышленности. Для ПЛК низкого уровня-инструкции лестничной диаграммы во многом аналогичны; для моделей среднего---высокого-класса, таких как S7-300, многие программы написаны с использованием языковых таблиц. Практические лестничные диаграммы должны включать аннотации к китайским символам; в противном случае их трудно читать. Если перед изучением лестничной диаграммы у вас есть общее представление о процессе или процедурах работы оборудования, ее будет легче интерпретировать. При анализе электрических неисправностей обычно применяется метод обратного отслеживания,-также известный как метод обратного отслеживания. Это предполагает использование таблицы соответствия ввода-вывода для поиска выходного реле ПЛК, соответствующего точке неисправности, а затем отслеживание логических взаимосвязей, которые запускают его работу. Опыт показывает, что как только выявлена одна проблема, неисправность, как правило, можно исключить, поскольку на одном устройстве одновременно возникают две или более точки неисправности редко.
Диагностика неисправностей ПЛК
Вообще говоря, ПЛК — чрезвычайно надежные устройства с очень низким процентом отказов; однако внешние факторы также могут привести к их неисправности.
Бесконтактный переключатель с источником питания 220 В имел два контактных провода входного сигнала, разделяющие 4-жильный кабель с линиями питания 220 В переключателя. Когда переключатель вышел из строя и электрик заменил его, они по ошибке поменяли нейтральный провод источника питания на общий входной провод ПЛК. Это привело к сгоранию трех входных точек ПЛК при восстановлении электропитания.
В другом случае коррозия вызвала обрыв нейтральной линии силового трансформатора системы, в результате чего напряжение питания 220 В ПЛК поднялось до 380 В, что привело к сгоранию модуля питания в нижней части ПЛК. При последующем исправлении был добавлен развязывающий трансформатор 380/220В.
В ПЛК Siemens S7-200 общие клеммы выходов обозначены 1L, 2L и т. д., а рабочие клеммы обозначены как AC L1 N. Источник питания +24В обозначается как L+M. Это может легко привести к путанице у новичков или людей с ограниченным опытом. Если L+M ошибочно принять за клеммы источника питания 220 В, источник питания 24 В ПЛК будет поврежден в момент подачи питания.
Вероятность аппаратного повреждения ПЛК, ЦП или аналогичных компонентов, а также ошибок выполнения программного обеспечения практически равна нулю. Точки входа ПЛК также вряд ли будут повреждены, если только это не вызвано проникновением высокого-напряжения. Нормально разомкнутые контакты выходных реле ПЛК имеют очень длительный срок службы при условии отсутствия короткого замыкания периферийной нагрузки или конструктивных недостатков, приводящих к превышению тока нагрузки за номинальный диапазон. Поэтому при устранении неисправностей электрооборудования основное внимание следует уделять периферийным электрическим компонентам ПЛК. Не следует автоматически предполагать, что аппаратное обеспечение или программа ПЛК неисправны. Это крайне важно для быстрого ремонта неисправного оборудования и возобновления производства. Следовательно, при устранении электрических неисправностей в цепи управления ПЛК основное внимание следует уделять не самому ПЛК, а скорее периферийным электрическим компонентам в цепи управления.