Kegagalan Instruksi PLC: Panduan Pemecahan Masalah

Namun demikian, jika sebuah Sistem Pemrosesan Akhir (PLC) Jika instruksi tidak berjalan lancar, seluruh lini perakitan dapat terhenti, menyebabkan kerugian yang tak terhitung. Artikel singkat ini bertujuan untuk memberikan eksplorasi mendalam tentang susunan instruksi PLC, memeriksa secara sistematis sumber kegagalan instruksi, dan menggunakan serangkaian metode pemecahan masalah dan resolusi yang klinis dan efektif.

I. Sistem Instruksi PLC: Landasan Kontrol Otomasi

Sebelum membahas kegagalan, penting untuk memahami terlebih dahulu sifat instruksi PLC. Instruksi PLC adalah serangkaian perintah yang telah ditulis sebelumnya ke dalam memori PLC, yang memandu PLC dalam merespons sinyal input dan mengontrol perangkat hasil. Rangkaian instruksi yang lengkap dan efektif merupakan metrik penting untuk mengevaluasi kinerja PLC.

1.1 Komponen Dasar Instruksi PLC

Setiap instruksi PLC terdiri dari beberapa komponen inti yang bekerja secara harmonis untuk mencapai logika kontrol tertentu:

Kode Fungsi: Ini adalah inti dari pedoman, yang mendefinisikan jenis operasi yang harus dilakukan, seperti ' LD' (Muat), 'AND' (Logical AND), 'OR' (Logical OR), dan 'OUT' (Output).

OperanTarget tindakan panduan, yang dapat berupa port input/output fisik, register internal, timer, atau penghitung. Operand umum terdiri dari:

• 'Saya': Masukan
• 'Q' (atau 'O'): Keluaran
• 'M': Memori Internal (Memori).
• 'T': Pengatur waktu.
• 'C': Penghitung.
• 'D' (atau 'DB'): Register Data/Blok Data.

Alamat/Data: Digunakan untuk menentukan lokasi spesifik operan atau memberikan parameter yang diperlukan untuk eksekusi instruksi. Misalnya, I0.0 merujuk ke titik ke-0 dari modul input pertama. Data dapat berupa konstanta atau variabel yang disimpan dalam register data.

Kondisi EksekusiPrasyarat untuk implementasi instruksi. Dalam logika ladder, hal ini biasanya direpresentasikan oleh serangkaian kontak yang terhubung secara seri atau paralel. Instruksi hanya diimplementasikan jika kondisi ini terpenuhi.

Akhiri Instruksi: Menandai akhir segmen program atau seluruh siklus pemindaian program, seperti arah 'AKHIR'.

1.2 Perbandingan Jenis Instruksi dan Skenario Aplikasi

Untuk lebih memahami fungsi dari berbagai instruksi, tabel berikut menawarkan analisis perbandingan dari berbagai instruksi logika dasar:

Memahami struktur dan fungsi instruksi dasar ini adalah langkah pertama untuk mendiagnosis dan mengatasi kegagalan instruksi.

II. Empat “Penyebab” Utama Kegagalan Instruksi PLC

Ketika instruksi PLC berhenti berfungsi sesuai harapan, masalahnya dapat berasal dari berbagai tingkatan. Kami mengkategorikan kemungkinan penyebab ini ke dalam empat kelompok utama dan mengkaji peluang serta pengaruhnya.

2.1 Kegagalan Daya

Catu daya merupakan jaminan penting bagi kestabilan operasi sistem PLC. Kegagalan catu daya merupakan salah satu penyebab paling umum matinya PLC. Jenis kegagalan ini biasanya ditandai dengan berhentinya seluruh proses PLC, dengan semua lampu indikator mati.

Analisis Penyebab

• Daya Eksternal yang Tidak Stabil: Fluktuasi tegangan jaringan, lonjakan, dan gangguan harmonik dapat memengaruhi perubahan pasokan daya PLC.
• Masalah Koneksi Saluran:Kabel daya yang longgar, kontak yang buruk, atau pentanahan yang tidak tepat dapat mengakibatkan gangguan daya atau menimbulkan gangguan kebisingan.
• Kerusakan Modul Catu Daya:Komponen daya PLC sendiri dapat mengalami gangguan akibat kelebihan beban, korsleting, atau elemen yang menua.

Menurut informasi pemeliharaan otomatisasi komersial, sekitar 20% -30% kegagalan sistem PLC berhubungan langsung dengan masalah pasokan daya.

2.2 Kegagalan Komunikasi

Sistem PLC modern hampir tidak pernah beroperasi sendiri. Mereka bertukar data dengan berbagai PLC lain, HMI (Himpunan Mahasiswa Ilmu Komputer) (Antarmuka Manusia-Mesin), penggerak, Dan Sensor melalui jaringan komersial seperti Ethernet, Profibus, dan Modbus. Gangguan pada tautan interaksi dapat menyebabkan data yang dibutuhkan tidak dapat mencapai PLC atau perintah kontrol tidak dapat dikirimkan.

Analisis Penyebab

• Masalah Koneksi Fisik: Kabel komunikasi televisi yang rusak, adaptor yang kendor, dan pentanahan penjaga yang tidak memadai merupakan penyebab yang umum.
• Konfigurasi Jaringan Salah: Konflik alamat IP, pengaturan subnet mask yang salah, atau kesalahan dalam laju baud atau pengaturan nomor terminal dapat mengganggu interaksi.
• Ketidakcocokan Protokol Komunikasi: Ketidakkonsistenan dalam prosedur komunikasi atau tata letak data antara perangkat master dan slave.
• Gangguan Elektromagnetik (EMI): Medan elektromagnetik yang kuat dapat mengganggu sinyal komunikasi, memicu hilangnya atau kesalahan paket informasi.

Lini produksi di fasilitas manufaktur mengalami penghentian yang sering. Investigasi mengungkapkan bahwa lapisan pelindung kabel komunikasi Profinet telah dimakan tikus, memicu komunikasi berulang antara PLC dan modul I/O terdistribusi, yang memicu serangkaian kegagalan.

2.3 Kesalahan Program

Kesalahan program merupakan kategori utama kegagalan umum lainnya, terutama dalam penunjukan proyek baru atau modifikasi sistem lama. Kesalahan ini bisa jadi tidak kentara; PLC sendiri mungkin masih berjalan, tetapi kebiasaan sistem tidak memenuhi asumsi.

Analisis Penyebab

• Kesalahan LogikaLogika pemrograman tidak ketat dan gagal mencakup semua kondisi operasi yang memungkinkan, sehingga menyebabkan eksekusi program tidak normal dalam kondisi tertentu. Misalnya, kondisi interlock yang diperlukan mungkin tidak ada.
• Penggunaan Instruksi yang Tidak Tepat: Pengaturan kriteria yang salah untuk pedoman yang rumit atau memanggil blok fitur tertentu pada waktu yang tidak tepat.
• Data Berlebihan atau Ketidakcocokan Tipe:Selama prosedur matematika atau penanganan informasi, hasilnya melampaui kemampuan ruang penyimpanan register, atau jenis informasi tidak kompatibel.
• Masalah Pemindaian Program: Segmen program secara tidak sengaja dilewati (misalnya, diletakkan setelah arah JUMP), atau alasan penting diposisikan dalam regimen layanan interupsi, yang menyebabkan waktu eksekusi menjadi kacau.

Mengadopsi metode program modular, yang mencakup pemecahan program rumit menjadi blok-blok fungsional independen, membantu mengurangi kesalahan yang masuk akal dan menyederhanakan pemeliharaan di masa mendatang. Selain itu, memanfaatkan sepenuhnya perangkat lunak simulasi PLC untuk pengujian offline dapat mengidentifikasi sebagian besar masalah rasional sebelum program diunduh ke perangkat keras.

2.4 Peralatan dan Aspek Lingkungan

Sebagai komputer kelas industri, peralatan PLC jauh lebih andal daripada komputer biasa. Namun, dalam lingkungan industri yang keras, kegagalan perangkat keras tetap tak terelakkan.

Analisis Penyebab

• Kegagalan Modul I/O: Panggilan sinter pada komponen masukan atau relai/transistor yang rusak pada modul hasil dapat menghentikan sinyal agar tidak terbaca atau terkirim dengan benar.
• Kegagalan Modul CPU:Unit penanganan utama dapat rusak akibat terlalu panas, daya listrik tetap, atau penuaan komponen internal, yang sering kali merupakan kesalahan fatal.
• Kegagalan Memori: Kerusakan pada chip memori yang menyimpan program atau data dapat menyebabkan hilangnya program atau kerusakan data.
• Faktor Lingkungan:Suhu yang berlebihan, kelembapan, kotoran, atau gas korosif dapat mempercepat penuaan perangkat keras dan bahkan dapat secara langsung menyebabkan korsleting atau panggilan yang buruk.

Tabel berikut merangkum karakteristik dari 4 klasifikasi kegagalan yang signifikan dan perhatian perbaikannya:

III. Pemecahan Masalah dan Resolusi yang Efisien: Pendekatan Sistematis

Ketika arahan PLC berhenti berfungsi, pemecahan masalah acak hanya akan membuang-buang waktu. Mematuhi proses ilmiah dapat menghasilkan hasil yang jauh lebih tepat.

3.1 Langkah 1: Pengumpulan Informasi dan Diagnosis Awal

1. Amati Indikator Status PLC:

• Lampu 'PWR' (Daya): Lampu hijau yang stabil menunjukkan catu daya normal.
• Lampu 'RUN': Lampu hijau yang terus menyala atau berkedip menunjukkan CPU dalam mode berjalan.
• Lampu 'ERR' (Kesalahan) atau 'FAULT': Lampu merah yang terus menyala atau berkedip mengindikasikan adanya kesalahan CPU atau program.
• 'Lampu I/O: Amati apakah kedudukan lampu indikator untuk titik input dan output yang setara sesuai dengan sinyal sebenarnya.

2. Periksa Pesan Alarm HMI:Antarmuka pengguna manusia-mesin biasanya menawarkan salah satu ringkasan kesalahan paling langsung, seperti “Motor XX gagal memulai” atau “Komunikasi dengan drive terputus”.

3. Bertanya kepada Operator di LokasiPahami situasi sebelum dan sesudah kegagalan terjadi. Tanyakan operasi apa yang telah mereka lakukan dan apakah mereka memperhatikan adanya tindakan atau suara abnormal pada perangkat.

3.2 Langkah 2: Investigasi Sistematis

Berdasarkan diagnosis awal, patuhi konsep “eksternal sebelum internal, perangkat keras sebelum aplikasi perangkat lunak” untuk melakukan investigasi langkah demi langkah.

Diagram Alir Pemecahan Masalah 

3.3 Tindakan 3: Analisis Mendalam dan Resolusi Menggunakan Alat

1. Pemantauan Online dengan Perangkat Lunak PemrogramanIni adalah alat terbaik untuk mendiagnosis kesalahan program. Dengan pemantauan online, Anda dapat memantau status eksekusi program secara real-time dan penyesuaian nilai variabel untuk mengidentifikasi masalah dengan cepat.
2. Penyangga DiagnostikKetika PLC mendeteksi kesalahan internal, ia merekam informasi kesalahan detail (seperti jenis kesalahan, waktu kejadian, dan komponen terkait) dalam buffer diagnostik. Membaca informasi ini dengan perangkat lunak pemrograman sangat penting untuk memperbaiki kegagalan peralatan dan kesalahan di tingkat sistem.
3. Multimeter dan OsiloskopUntuk masalah tingkat perangkat keras, multimeter adalah alat dasar untuk memeriksa tegangan catu daya dan status on/off sinyal faktor I/O. Saat memperbaiki sinyal berkecepatan tinggi atau gangguan komunikasi, osiloskop dapat memberikan evaluasi yang lebih akurat.