مع التقدم المستمر في الأتمتة الصناعية، أصبحت PLCs جزءًا لا غنى عنه من التحكم الصناعي وتستخدم على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي. ومع ذلك، فإن العديد من المهندسين غير متأكدين من تقنيات الصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها والتشغيل. يلخص هذا المقال بعض التجارب والنصائح المكتسبة من استخدام PLCs، والتي نأمل أن تكون بمثابة مرجع لأقراننا.
I. مدخلات ومخرجات PLC
يتحكم PLC صغير بمرونة في نظام معقد. ما هو مرئي هو صفين من أطراف ترحيل الإدخال والإخراج المتداخلة، وأضواء المؤشر المقابلة، والرقم التسلسلي PLC-يشبه إلى حد كبير دائرة متكاملة بها عشرات من المسامير. وبدون الرجوع إلى الرسم التخطيطي، فإن أي شخص يحاول استكشاف أخطاء جهاز معيب وإصلاحه سيكون في حيرة من أمره، وستكون عملية تحديد الخطأ بطيئة للغاية. نظرًا لهذا الموقف، قمنا بإنشاء جدول استنادًا إلى المخطط الكهربائي ونشره على وحدة التحكم الخاصة بالمعدات أو خزانة التحكم. يسرد هذا الجدول أرقام الأطراف لكل مدخل ومخرج PLC، بالإضافة إلى الرموز الكهربائية المقابلة لها والأسماء الصينية-المشابهة للأوصاف الوظيفية للمنافذ في الدائرة المتكاملة.
باستخدام جدول الإدخال/الإخراج هذا، يمكن للكهربائيين الذين يفهمون عملية التشغيل أو على دراية بمخطط سلم الجهاز متابعة استكشاف الأخطاء وإصلاحها. ومع ذلك، بالنسبة للكهربائيين الذين ليسوا على دراية بعملية التشغيل ولا يمكنهم قراءة مخططات السلم، فمن الضروري إنشاء جدول إضافي: جدول الوظائف المنطقية للإدخال والإخراج PLC. يوضح هذا الجدول بشكل فعال العلاقات المنطقية بين دوائر الإدخال (عناصر التشغيل والعناصر المرتبطة بها) ودوائر الإخراج (المشغلات) في معظم عمليات التشغيل. لقد أظهرت الممارسة أنه إذا كان بإمكانك استخدام جدول مراسلات الإدخال/الإخراج وجدول الوظائف المنطقية للإدخال/الإخراج بمهارة، فيمكنك استكشاف الأخطاء الكهربائية وإصلاحها بسهولة، حتى بدون الرجوع إلى المخططات.
ثانيا. استكشاف أخطاء دائرة الإدخال وإصلاحها
لتحديد ما إذا كانت دائرة إدخال معينة-مثل زر الضغط، أو مفتاح الحد، أو الأسلاك-تعمل بشكل صحيح، اضغط على زر الضغط (أو جهة اتصال إدخال أخرى) أثناء تشغيل PLC (يفضل أن يكون في حالة عدم تشغيل-لمنع التنشيط غير المقصود للمعدات). سيؤدي هذا إلى قصر -دائرة طرف إدخال PLC المقابلة إلى الطرف المشترك. إذا أضاء ضوء مؤشر دخل PLC المقابل لزر الضغط، فهذا يشير إلى أن زر الضغط وأسلاكه تعمل بشكل طبيعي. إذا لم يضيء المؤشر، فقد يكون هناك خلل في زر الضغط، أو قد يكون هناك اتصال ضعيف في الأسلاك، أو قد تكون الدائرة معطلة.
ثالثا. استكشاف أخطاء دائرة الإخراج وإصلاحها
بالنسبة لنقاط إخراج PLC (تشير هنا فقط إلى مخرجات الترحيل)، إذا لم يضيء ضوء المؤشر المقابل للكائن المشغل أثناء التأكد من تشغيل PLC، فهذا يشير إلى أن وظيفة منطق إخراج الإدخال - الخاصة بـ PLC لذلك الكائن المشغل لم يتم استيفائها. وبعبارة أخرى، هناك خطأ في دائرة الإدخال؛ تحقق من دائرة الإدخال كما هو موضح أعلاه. إذا كان ضوء المؤشر المقابل مضاءً ولكن المشغل الميكانيكي (مثل صمام الملف اللولبي أو الموصل) لا يعمل، فتحقق أولاً من مصدر طاقة التحكم والصمامات الخاصة بصمام الملف اللولبي. إن أبسط طريقة هي استخدام جهاز اختبار الجهد لقياس الطرف المشترك لنقطة خرج PLC المقابلة. إذا لم يضيء جهاز اختبار الجهد، فقد يكون هناك خطأ في مصدر الطاقة، مثل الصمامات المنفجرة. إذا أضاء جهاز اختبار الجهد، فهذا يعني أن مصدر الطاقة جيد، وأن صمام الملف اللولبي أو الموصل أو الأسلاك المقابلة معيب. إذا ظل النظام لا يعمل بشكل طبيعي بعد استكشاف أخطاء صمام الملف اللولبي والموصل والأسلاك وإصلاحها، فاستخدم مقياسًا متعددًا: قم بتوصيل أحد المسبار بطرف الإخراج المشترك المقابل والآخر بنقطة إخراج PLC المقابلة. إذا ظل صمام الملف اللولبي لا يعمل، فهذا يشير إلى وجود خطأ في أسلاك الإخراج.
إذا كان صمام الملف اللولبي يعمل عند هذه النقطة، فإن المشكلة تكمن في نقطة إخراج PLC. نظرًا لأن جهاز اختبار الجهد قد يعطي أحيانًا قراءات خاطئة، فيمكن استخدام طريقة أخرى للتحليل: اضبط جهاز القياس المتعدد على نطاق الجهد وقياس الجهد بين نقطة خرج PLC والطرف المشترك. إذا كان الجهد صفرًا أو قريبًا من الصفر، تكون نقطة خرج PLC طبيعية، ويكون الخطأ في الدائرة الطرفية. إذا كان الجهد مرتفعًا، فهذا يشير إلى أن مقاومة التلامس لهذه المحطة مرتفعة جدًا وأنها تالفة. بالإضافة إلى ذلك، إذا لم يضيء ضوء المؤشر ولكن صمام الملف اللولبي المقابل أو الموصل أو ما إلى ذلك يعمل، فقد يشير ذلك إلى أن طرف الخرج قد احترق بسبب الحمل الزائد أو قصر الدائرة. في هذه الحالة، افصل الأسلاك الخارجية عن طرف الخرج واستخدم مقياسًا متعددًا مضبوطًا على نطاق المقاومة لقياس المقاومة بين طرف الخرج والطرف المشترك. إذا كانت المقاومة منخفضة، فهذا يشير إلى وجود خلل في الاتصال؛ إذا كانت المقاومة لا نهائية، فهذا يشير إلى أن جهة الاتصال سليمة، ومن المحتمل أن يكون ضوء مؤشر الإخراج المقابل هو المشكلة.
رابعا. خصم منطق البرنامج
هناك أنواع عديدة من PLCs شائعة الاستخدام في الصناعة. بالنسبة لوحدات التحكم PLC ذات النهاية المنخفضة-، تكون تعليمات مخطط السلم متشابهة إلى حد كبير؛ بالنسبة للطرز المتوسطة-إلى-المرتفعة-، مثل S7-300، تتم كتابة العديد من البرامج في جداول اللغة. يجب أن تتضمن مخططات السلم العملية تعليقات توضيحية للرمز الصيني؛ وإلا فسيكون من الصعب قراءتها. إذا كان لديك فهم عام لعملية المعدات أو إجراءات التشغيل قبل فحص مخطط السلم، فسيكون من الأسهل تفسيره. عند إجراء تحليل الأعطال الكهربائية، يتم تطبيق طريقة التتبع العكسي-المعروفة أيضًا باسم طريقة التتبع الخلفي بشكل عام. يتضمن ذلك استخدام جدول مراسلات الإدخال / الإخراج لتحديد موقع مرحل إخراج PLC المطابق لنقطة الخطأ ثم تتبع العلاقات المنطقية التي تؤدي إلى تشغيله. تظهر التجربة أنه بمجرد تحديد مشكلة واحدة، يمكن استبعاد الخطأ بشكل عام، حيث أنه من النادر حدوث نقطتي خطأ أو أكثر في وقت واحد على جهاز واحد.
تشخيص أعطال PLC
بشكل عام، تعتبر PLCs أجهزة موثوقة للغاية مع معدل فشل منخفض جدًا؛ ومع ذلك، يمكن أن تتسبب العوامل الخارجية أيضًا في حدوث خلل.
يحتوي مفتاح القرب المزود بمصدر طاقة 220 فولت على سلكي اتصال لإشارة الإدخال يتشاركان كبلًا رباعي النواة مع خطوط طاقة المحول 220 فولت. عندما فشل المفتاح وقام كهربائي باستبداله، قاموا عن طريق الخطأ بتبديل السلك المحايد لمصدر الطاقة مع سلك الإدخال المشترك إلى PLC. وقد تسبب هذا في احتراق ثلاث نقاط إدخال PLC عند استعادة الطاقة.
وفي مناسبة أخرى، تسبب التآكل في انقطاع الخط المحايد لمحول طاقة النظام، مما أدى إلى رفع مصدر الطاقة 220 فولت إلى PLC إلى 380 فولت، مما أدى إلى حرق وحدة الطاقة الموجودة في الجزء السفلي من PLC. أثناء التصحيح اللاحق، تمت إضافة محول التحكم في العزل 380/220 فولت.
في Siemens S7-200 PLC، يتم تسمية المحطات المشتركة للمخرجات بـ 1L، 2L، وما إلى ذلك، بينما تتم الإشارة إلى أطراف العمل بـ AC L1 N. ويشار إلى مصدر الطاقة +24V بالرمز L+M. قد يؤدي هذا بسهولة إلى إرباك المبتدئين أو ذوي الخبرة المحدودة. إذا تم التعامل مع L+M عن طريق الخطأ على أنها أطراف إمداد الطاقة 220 فولت، فإن مصدر الطاقة 24 فولت الخاص بـ PLC سوف يتلف في لحظة توصيل الطاقة.
إن احتمال تلف الأجهزة في PLC أو وحدة المعالجة المركزية أو المكونات المماثلة أو حدوث أخطاء في وقت تشغيل البرنامج هو صفر تقريبًا. من غير المحتمل أيضًا أن تتعرض نقاط إدخال PLC للتلف ما لم يحدث ذلك بسبب تسرب الجهد العالي-. تتمتع جهات الاتصال المفتوحة عادةً لمرحلات إخراج PLC بعمر خدمة طويل جدًا، بشرط عدم وجود دائرة قصر في الحمل المحيطي أو عيوب في التصميم تتسبب في تجاوز تيار الحمل النطاق المقدر. لذلك، عند استكشاف الأخطاء الكهربائية وإصلاحها، يجب أن يكون التركيز على المكونات الكهربائية الطرفية لـ PLC. لا تفترض تلقائيًا أن جهاز أو برنامج PLC به خطأ. وهذا أمر بالغ الأهمية لإصلاح المعدات المعيبة بسرعة واستئناف الإنتاج. وبالتالي، عند استكشاف أخطاء الأعطال الكهربائية في دائرة التحكم PLC وإصلاحها، لا ينبغي أن يكون التركيز على PLC نفسه، بل على المكونات الكهربائية الطرفية داخل دائرة التحكم.