PLC uitgebreide faalredenen

1

Aardingsproblemen

De aardingseisen voor het PLC-systeem zijn relatief streng. Het is het beste om een onafhankelijk, speciaal aardingssysteem te hebben. Er moet ook aandacht worden besteed aan de betrouwbare aarding van andere apparatuur die verband houdt met de PLC.

Wanneer meerdere aardingspunten van circuits met elkaar zijn verbonden, kunnen onverwachte stromen stromen, waardoor logische fouten ontstaan of circuits beschadigd raken.

De reden voor verschillende aardpotentialen is meestal dat de aardingspunten fysiek te ver van elkaar verwijderd zijn. Wanneer apparaten die ver uit elkaar staan, worden verbonden door communicatiekabels of sensoren, zal de stroom tussen de kabel en de aarde door het hele circuit stromen. Zelfs op korte afstand kan de belastingsstroom van grote apparatuur veranderen tussen het potentieel en het aardpotentieel, of direct onvoorspelbare stromen genereren door elektromagnetische effecten.

Tussen voedingen met onjuiste aardingspunten kunnen destructieve stromen in het circuit stromen, waardoor apparatuur wordt vernietigd.

PLC-systemen maken doorgaans gebruik van een éénpuntsaardingsmethode. Om het vermogen om common-mode-interferentie te weerstaan te verbeteren, kan afgeschermde zwevende aardtechnologie worden gebruikt voor analoge signalen, dat wil zeggen dat de afschermingslaag van de signaalkabel op één punt is geaard, de signaallus zwevend is en de isolatieweerstand met de aarde mag niet minder zijn dan 50MΩ.

2

Behandeling van interferentie

De industriële veldomgeving is relatief ruw, met veel hoog- en laagfrequente interferenties. Deze interferenties worden meestal in de PLC geïntroduceerd via de kabels die op de veldapparatuur zijn aangesloten.

Naast aardingsmaatregelen moeten er tijdens het ontwerp, de selectie en installatie van kabels ook enkele anti-interferentiemaatregelen worden genomen:

(1) Analoge signalen zijn kleine signalen en kunnen gemakkelijk worden beïnvloed door externe interferentie. Daarom moeten dubbel afgeschermde kabels worden gebruikt;

(2) Er moeten afgeschermde kabels worden gebruikt voor hogesnelheidspulssignalen (zoals pulssensoren, tel-encoders, enz.) om te voorkomen dat externe interferentie en hogesnelheidspulssignalen interfereren met signalen op laag niveau;

(3) De communicatiekabel tussen PLC's heeft een hoge frequentie. Over het algemeen moet de door de fabrikant geleverde kabel worden gekozen. Als de eisen niet hoog zijn, kan er worden gekozen voor een afgeschermde twisted pair-kabel.

(4) Analoge signaallijnen en DC-signaallijnen kunnen niet in hetzelfde draadkanaal worden geleid als AC-signaallijnen;

(5) De afgeschermde kabels die naar en uit de schakelkast leiden, moeten geaard zijn en mogen niet rechtstreeks op de apparatuur worden aangesloten via de bedradingsklemmen;

(6) AC-signalen, DC-signalen en analoge signalen kunnen niet dezelfde kabel delen, en stroomkabels moeten gescheiden van signaalkabels worden gelegd.

(7) Tijdens onderhoud ter plaatse kunnen de volgende methoden worden gebruikt om interferentie op te lossen: het gebruik van afgeschermde kabels voor de betrokken lijnen en het opnieuw aanleggen ervan; het toevoegen van anti-interferentiefiltercodes aan het programma.

3

Elimineer de onderlinge capaciteit tussen draden om foutieve werking te voorkomen

Er is capaciteit tussen elke geleider van de kabel, en een gekwalificeerde kabel kan deze capaciteit binnen een bepaald bereik beperken.

Zelfs als de kabel gekwalificeerd is, zal de capaciteit tussen de lijnen de vereiste waarde overschrijden als de kabellengte een bepaalde lengte overschrijdt. Wanneer deze kabel wordt gebruikt voor PLC-invoer, kan de capaciteit tussen de lijnen ervoor zorgen dat de PLC niet goed functioneert, met veel onbegrijpelijke verschijnselen tot gevolg.

Deze verschijnselen manifesteren zich voornamelijk als: de bedrading is correct, maar er is geen invoer naar de PLC; de input die de PLC zou moeten hebben is er niet, maar de input die hij niet zou moeten hebben is er wel, dat wil zeggen dat de PLC-ingangen met elkaar interfereren. Om dit probleem op te lossen, moet u het volgende doen:

(1) Gebruik kabels met gedraaide aders;

(2) Probeer de lengte van de gebruikte kabel in te korten;

(3) Gebruik aparte kabels voor ingangen die met elkaar interfereren;

(4) Gebruik afgeschermde kabel.

4

Selectie van uitgangsmodule

Uitgangsmodules zijn onderverdeeld in transistor, bidirectionele thyristor en contacttype:

(1) Het transistortype heeft de hoogste schakelsnelheid (doorgaans 0,2 ms), maar het kleinste laadvermogen, ongeveer 0,2 ~ 0,3 A, 24 VDC. Het is geschikt voor apparatuur met snelle schakel- en signaalaansluiting. Het is over het algemeen verbonden met signalen zoals frequentieconversie en DC-apparaten. Er moet aandacht worden besteed aan de impact van transistorlekstroom op de belasting.

(2) De voordelen van het thyristortype zijn dat het geen contacten heeft, AC-belastingskarakteristieken heeft en een kleine belastingscapaciteit heeft.

(3) De relaisuitgang heeft AC- en DC-belastingskarakteristieken en een groot laadvermogen. Bij conventionele besturing wordt doorgaans eerst de relaiscontactuitgang gebruikt. Het nadeel is dat de schakelsnelheid laag is, doorgaans rond de 10 ms, en niet geschikt is voor hoogfrequente schakeltoepassingen.

5

Overspannings- en overstroomverwerking van omvormers

(1) Wanneer de gegeven snelheid wordt verlaagd om de motor te vertragen, komt de motor in de regeneratieve remtoestand en is de door de motor teruggevoerde energie naar de omvormer ook hoog. Deze energie wordt opgeslagen in de filtercondensator, waardoor de spanning op de condensator toeneemt en snel de instelwaarde van de DC-overspanningsbeveiliging bereikt, waardoor de omvormer uitschakelt.

De oplossing is om een remweerstand buiten de omvormer toe te voegen en de weerstand te gebruiken om de regeneratieve elektrische energie te verbruiken die door de motor wordt teruggevoerd naar de DC-zijde.

(2) De omvormer is aangesloten op meerdere kleine motoren. Wanneer er een overstroomfout optreedt in een van de kleine motoren, geeft de omvormer een overstroomfoutalarm af, waardoor de omvormer uitschakelt, waardoor andere normale kleine motoren niet meer werken.

Oplossing: Installeer een 1:1 scheidingstransformator aan de uitgangszijde van de omvormer. Wanneer een of meer kleine motoren een overstroomfout hebben, heeft de foutstroom rechtstreeks invloed op de transformator in plaats van op de omvormer, waardoor wordt voorkomen dat de omvormer uitschakelt. Na het experiment werkt het goed en de eerdere fout van het stoppen van normale motoren heeft zich niet voorgedaan.

6

Ingangen en uitgangen zijn gelabeld voor eenvoudig onderhoud

PLC bestuurt een complex systeem. Het enige dat je kunt zien zijn twee rijen gespreide ingangs- en uitgangsrelaisterminals, bijbehorende indicatielampjes en PLC-nummers, net als een geïntegreerd circuit met tientallen pinnen. Iedereen die niet naar het schema kijkt om een defect apparaat te repareren, zal hulpeloos zijn en de snelheid waarmee de fout wordt gevonden zal erg traag zijn. Met het oog op deze situatie tekenen we een tabel op basis van het elektrische schema en plakken deze op de console of schakelkast van de apparatuur, met vermelding van het elektrische symbool en de Chinese naam die overeenkomt met elk PLC-ingangs- en uitgangsterminalnummer, dat vergelijkbaar is met de functionele beschrijving van elke pin van het geïntegreerde circuit.

Met deze invoer- en uitvoertabel kunnen elektriciens die het bedieningsproces begrijpen of bekend zijn met het ladderdiagram van deze apparatuur, beginnen met onderhoud.

Voor elektriciens die niet bekend zijn met het bedieningsproces en geen ladderdiagrammen kunnen lezen, moeten ze echter een andere tabel tekenen: PLC-invoer- en uitvoerlogica-functietabel. Deze tabel verklaart feitelijk de logische overeenkomst tussen het ingangscircuit (triggerelement, bijbehorend element) en het uitgangscircuit (actuator) in de meeste bedrijfsprocessen.

De praktijk heeft uitgewezen dat als u vakkundig gebruik kunt maken van de input-output-correspondentietabel en de input-output-logische functietabel, u elektrische storingen eenvoudig kunt repareren zonder tekeningen.

7

Fouten afleiden via programmalogica

Er zijn tegenwoordig veel soorten PLC's die veel in de industrie worden gebruikt. Voor low-end PLC's zijn de instructies voor het ladderdiagram vergelijkbaar. Voor machines uit het midden- tot hogere segment, zoals de S7-300, worden veel programma's geschreven met behulp van taaltabellen.

Praktische ladderdiagrammen moeten annotaties met Chinese symbolen bevatten, anders zal het moeilijk te lezen zijn. Als u een algemeen begrip van het apparatuur- of bedieningsproces kunt krijgen voordat u het ladderdiagram leest, zal het gemakkelijker lijken.

Als er een elektrische foutanalyse moet worden uitgevoerd, wordt over het algemeen de omgekeerde zoekmethode of de omgekeerde redeneermethode gebruikt, dat wil zeggen dat volgens de input-output-correspondentietabel het overeenkomstige PLC-uitgangsrelais wordt gevonden vanaf het foutpunt en vervolgens de logische de relatie die de actie ervan bevredigt, wordt omgekeerd.

De ervaring leert dat als er één probleem wordt gevonden, de fout in principe kan worden geëlimineerd, omdat het zelden voorkomt dat twee of meer foutpunten tegelijkertijd in de apparatuur optreden.

8

PLC-zelffoutbeoordeling

Over het algemeen is PLC een uiterst betrouwbaar apparaat met een zeer laag uitvalpercentage. De kans op schade aan hardware zoals PLC- en CPU- of softwarefouten is vrijwel nul. Het PLC-ingangspunt zal nauwelijks worden beschadigd, tenzij dit wordt veroorzaakt door een sterke elektrische inbraak. Het normaal open punt van het PLC-uitgangsrelais heeft een lange levensduur van het contact, tenzij de perifere belasting kortgesloten is of het ontwerp onredelijk is en de belastingsstroom het nominale bereik overschrijdt.

Daarom moeten we ons bij het zoeken naar elektrische foutpunten concentreren op de elektrische randcomponenten van de PLC en niet altijd vermoeden dat er een probleem is met de PLC-hardware of het programma. Dit is van groot belang voor het snel repareren van defecte apparatuur en het hervatten van de productie.

Daarom concentreert de door de auteur besproken elektrische foutinspectie en reparatie van het PLC-besturingscircuit zich niet op de PLC zelf, maar op de perifere elektrische componenten in het circuit dat door de PLC wordt bestuurd.

9

Maak volledig en redelijk gebruik van software- en hardwarebronnen

(1) Instructies die niet deelnemen aan de besturingscyclus of die vóór de cyclus zijn ingevoerd, hoeven niet op de PLC te worden aangesloten;

(2) Wanneer meerdere instructies een taak besturen, kunnen ze parallel buiten de PLC worden aangesloten en vervolgens op een ingangspunt worden aangesloten;

(3) Maak volledig gebruik van de interne functionele zachte componenten van de PLC en roep de tussenliggende status volledig op om het programma compleet, coherent en gemakkelijk te ontwikkelen te maken. Tegelijkertijd vermindert het ook de hardware-investeringen en worden de kosten verlaagd;

(4) Als de omstandigheden het toelaten, is het het beste om elke uitgang onafhankelijk te maken, wat handig is voor controle en inspectie en ook andere uitgangscircuits beschermt; wanneer een uitgangspunt uitvalt, zal dit er alleen voor zorgen dat het overeenkomstige uitgangscircuit de controle verliest;

(5) Als de uitgang een voorwaarts/achterwaarts bestuurde belasting is, moet niet alleen het interne programma van de PLC worden vergrendeld, maar moeten er ook maatregelen worden genomen buiten de PLC om te voorkomen dat de belasting in beide richtingen beweegt;

(6) Om de veiligheid te garanderen, moet de PLC-noodstop worden uitgeschakeld met een externe schakelaar.

10

Andere overwegingen

(1) Sluit het wisselstroomsnoer niet aan op de ingangsterminal om te voorkomen dat de PLC doorbrandt;

(2) De aardingsterminal moet onafhankelijk worden geaard en mag niet in serie worden aangesloten met de aardingsterminal van andere apparatuur. De doorsnede van de aarddraad mag niet kleiner zijn dan 2 mm²;

(3) De hulpvoeding is klein en kan alleen apparaten met een laag vermogen aandrijven (foto-elektrische sensoren, enz.);

(4) Sommige PLC's hebben een bepaald aantal bezette punten (d.w.z. lege adresterminals), sluit de draden niet aan;

(5) Als er geen bescherming is in het PLC-uitgangscircuit, moet een beveiligingsapparaat zoals een zekering in serie worden aangesloten op het externe circuit om schade veroorzaakt door kortsluiting in de belasting te voorkomen.