Greške u instrukcijama PLC-a: Vodič za rešavanje problema

Ipak, ako PLC Ukoliko instrukcije ne uspeju, cela proizvodna linija može da se zaustavi, što uzrokuje neprocenjive gubitke. Ovaj kratki članak ima za cilj da pruži opsežno istraživanje strukture PLC instrukcija, sistematski ispita izvor grešaka u usmeravanju i koristi klinički, efikasan skup metoda za rešavanje problema.

I. PLC sistem instrukcija: kamen temeljac automatizacije upravljanja

Pre nego što se pozabavimo problemima sa kvarovima, neophodno je prvo razumeti prirodu PLC smernica. PLC instrukcija je skup komandi unapred zapisanih u memoriji PLC-a, koje ga vode kako da reaguje na ulazne signale i kontroliše alate za rezultate. Potpun i moćan skup smernica je vitalna metrika za pregled performansi PLC-a.

1.1 Osnovne komponente PLC instrukcija

Svaka PLC instrukcija se sastoji od nekoliko osnovnih komponenti koje rade u harmoniji kako bi postigle specifičnu logiku upravljanja:

Kod funkcijeOvo je suština smernica, koja definiše vrstu operacije koja treba da se izvrši, kao što su „LD“ (Učitavanje), „AND“ (Logičko I), „OR“ (Logičko ILI) i „OUT“ (Izlaz).

Operand: Meta akcije smernice, koja može biti fizički ulazno/izlazni port, unutrašnji registar, tajmer ili brojač. Uobičajeni operandi se sastoje od:

• 'Ja': Unos
• 'Q' (ili 'O'): Izlaz
• 'M': Interna memorija (memorija).
• 'T': Tajmer.
• 'C': Brojač.
• „D“ (ili „DB“): Registar podataka/Blok podataka.

Adresa/Podaci: Koristi se za precizno određivanje određene lokacije operanda ili za obezbeđivanje potrebnih parametara za izvršavanje instrukcije. Na primer, I0.0 se odnosi na 0. tačku prvog ulaznog modula. Podaci mogu biti konstanta ili promenljiva sačuvana u registru podataka.

Uslov izvršenja: Preduslov za implementaciju instrukcije. U lestvičastoj logici, ovo je obično predstavljeno nizom kontakata u seriji ili paraleli. Instrukcija se implementira samo kada su ovi uslovi zadovoljeni.

Kraj instrukcije: Označava kraj programskog segmenta ili celog ciklusa skeniranja programa, kao što je smer „KRAJ“.

1.2 Poređenje tipova instrukcija i scenarija primene

Da bi se bolje razumela funkcija različitih instrukcija, sledeća tabela nudi uporednu analizu brojnih osnovnih logičkih instrukcija:

Razumevanje strukture i funkcije ovih osnovnih instrukcija je prvi korak ka dijagnostikovanju i rešavanju grešaka u instrukcijama.

II. Četiri glavna „krivaca“ za neuspeh instrukcija PLC-a

Kada PLC instrukcija prestane da radi kako se očekuje, problem može poticati iz više nivoa. Ove moguće uzroke kategorizujemo u četiri osnovne grupe i ispitujemo njihovu verovatnoću i uticaj.

2.1 Nestanak struje

Napajanje je suštinska garancija za stabilan rad PLC sistema. Kvarovi u napajanju su jedan od najčešćih uzroka gašenja PLC-a. Ova vrsta kvara se obično manifestuje kao potpuni prekid PLC procesa, sa isključenim svim signalnim svetlima.

Analiza uzroka

• Nestabilno spoljno napajanjeFluktuacije napona mreže, prenaponi i harmonijski poremećaji mogu uticati na promenljivo napajanje PLC-a.
• Problemi sa linijskom vezomLabavi kablovi za napajanje, loš kontakt ili nepravilno uzemljenje mogu dovesti do prekida napajanja ili izazvati smetnje.
• Oštećenje modula napajanja: Sopstvena komponenta za napajanje PLC-a može da otkaže zbog preopterećenja, kratkih spojeva ili elemenata koji su istrošeni.

Prema podacima o održavanju komercijalne automatizacije, oko 20% -30% Kvarovi PLC sistema su direktno povezani sa problemima sa napajanjem.

2.2 Kvar u komunikaciji

Moderni PLC sistemi gotovo nikada ne rade sami. Oni razmenjuju podatke sa raznim drugim PLC-ovima, HMI (Interfejsi čovek-mašina), pogoni, i senzori putem komercijalnih mreža kao što su Ethernet, Profibus i Modbus. Prekid u interakcijskoj vezi može sprečiti dolazak potrebnih podataka do PLC-a ili slanje kontrolnih komandi.

Analiza uzroka

• Problemi sa fizičkom vezomOštećeni komunikacioni kablovi za televiziju, olabavljeni adapteri i neadekvatno zaštitno uzemljenje su česti uzroci.
• Netačna konfiguracija mrežeSukobi IP adresa, netačna podešavanja maske podmreže ili greške u brzini prenosa podataka ili podešavanju broja terminala mogu prekinuti interakciju.
• Neusklađenost komunikacionog protokolaNedoslednosti u postupku komunikacije ili rasporedu podataka između glavnog i podređenog uređaja.
• Elektromagnetne smetnje (EMI)Jaka elektromagnetna polja mogu ometati komunikacione signale, izazivajući gubitak informacionih paketa ili greške.

Proizvodna linija u jednom proizvodnom pogonu je često doživljavala zastoje. Istraga je otkrila da je pacov pojeo zaštitni sloj Profinet komunikacione žice, što je izazvalo ponovljenu komunikaciju između PLC-a i distribuiranog I/O modula, što je pokrenulo niz kvarova.

2.3 Greške u programu

Greške u programu su još jedna velika kategorija uobičajenih kvarova, posebno tokom imenovanja novih projekata ili modifikacije starih sistema. Ove greške mogu biti suptilne; sam PLC može nastaviti da radi, ali sistemske navike ne ispunjavaju pretpostavke.

Analiza uzroka

• Logičke greškeProgramska logika nije rigorozna i ne pokriva sve moguće uslove rada, što uzrokuje abnormalno izvršavanje programa pod određenim uslovima. Na primer, može nedostajati neophodan uslov za blokiranje.
• Nepravilna upotreba instrukcijaNepravilna podešavanja kriterijuma za komplikovane smernice ili pozivanje određenih blokova karakteristika u neprikladno vreme.
• Prekoračenje podataka ili neusklađenost tipovaTokom matematičkih procedura ili obrade informacija, rezultat prevazilazi kapacitet prostora za skladištenje registra ili vrste informacija nisu kompatibilne.
• Problemi sa skeniranjem programaSegment programa je nenamerno preskočen (npr. stavljen posle uputstva JUMP) ili je važno rezonovanje pozicionirano u režimu usluge prekida, što uzrokuje haotično vreme izvršavanja.

Usvajanje modularne metode programa, koja uključuje razbijanje složenih programa na nezavisne funkcionalne blokove, pomaže u smanjenju razumnih grešaka i pojednostavljuje buduće održavanje. Pored toga, potpuno korišćenje PLC softvera za simulaciju za oflajn skrining može prepoznati najracionalnije probleme pre nego što se program preuzme na hardver.

2.4 Oprema i aspekti životne sredine

Kao računar industrijskog kvaliteta, PLC oprema je daleko pouzdanija od tipičnog računara. Međutim, u teškim industrijskim uslovima, kvarovi hardvera su i dalje neizbežni.

Analiza uzroka

• Kvar I/O modulaSinterovani pozivi na ulaznoj komponenti ili oštećeni relej/tranzistor na rezultujućem modulu mogu sprečiti ispravno čitanje ili slanje signala.
• Kvar procesorskog modulaGlavna jedinica za rukovanje može otkazati zbog pregrevanja, fiksnog napajanja ili starenja unutrašnjih komponenti, što je često fatalna greška.
• Greška u pamćenjuOštećenje memorijskih čipova koji čuvaju program ili podatke može prouzrokovati gubitak programa ili oštećenje podataka.
• Faktori životne sredinePrekomerna temperatura, vlaga, prljavština ili korozivni gasovi mogu povećati starenje hardvera i čak direktno izazvati kratke spojeve ili loše pozive.

Sledeća tabela sumira karakteristike 4 značajne klasifikacije nedostataka i probleme u vezi sa njihovim rešavanjem:

III. Efikasno rešavanje problema: Sistematski pristup

Kada PLC smernice prestanu da rade, nasumično rešavanje problema će samo gubiti vreme. Poštovanje naučnog postupka može dati mnogo preciznije rezultate.

3.1 Korak 1: Prikupljanje informacija i preliminarna dijagnoza

1. Posmatrajte indikatore statusa PLC-a:

• Svetlo „PWR“ (napajanje): Stalno zeleno svetlo ukazuje na to da je napajanje normalno.
• Svetlo „RUN“: Stalno ili trepćuće zeleno svetlo ukazuje da je procesor u režimu rada.
• Svetlo „ERR“ (greška) ili „FAULT“: Stalno ili trepćuće crveno svetlo ukazuje na grešku procesora ili programa.
• „I/O“ svetla: Posmatrajte da li položaj indikatorskih svetla za ekvivalentne ulazne i izlazne tačke odgovara stvarnim signalima.

2. Proverite HMI poruke alarmaKorisnički interfejs čovek-mašina obično nudi jedan od najdirektnijih rezimea grešaka, kao što je „Motor XX nije uspeo da pokrene sistem“ ili „Komunikacija sa pogonom je izgubljena“.

3. Raspitajte se kod operatera na licu mestaRazumeti situaciju pre i posle kvara. Pitajte koje su operacije izvršili i da li su primetili bilo kakve abnormalne radnje uređaja ili zvukove.

3.2 Korak 2: Sistematska istraga

Na osnovu preliminarne dijagnoze, pridržavajte se koncepta „spoljašnje pre unutrašnjeg, hardver pre softverske primene“ kako biste sproveli korak-po-korak istragu.

Dijagram toka rešavanja problema 

3.3 Akcija 3: Detaljna analiza i rešavanje pomoću alata

1. Onlajn praćenje pomoću softvera za programiranjeOvo je najbolji alat za dijagnostikovanje grešaka u programu. Uz onlajn praćenje, možete pratiti status izvršavanja programske logike u realnom vremenu i vrednost promena promenljivih kako biste brzo identifikovali problem.
2. Dijagnostički baferKada PLC otkrije unutrašnju grešku, snima detaljne informacije o grešci (kao što su vrsta greške, vreme događaja i povezana komponenta) u dijagnostičkom baferu. Čitanje ovih detalja pomoću softvera za programiranje je ključno za popravku kvarova opreme i grešaka na nivou sistema.
3. Multimetar i osciloskopZa probleme na nivou hardvera, multimetar je osnovni alat za ispitivanje napona napajanja i statusa uključenosti/isključenosti I/O faktorskih signala. Prilikom otklanjanja brzih signala ili smetnji u komunikaciji, osciloskop može ponuditi precizniju procenu.