ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม PLC ได้กลายเป็นส่วนสำคัญของการควบคุมทางอุตสาหกรรมและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตทางอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม วิศวกรจำนวนมากไม่แน่ใจเกี่ยวกับการบำรุงรักษา การแก้ไขปัญหา และเทคนิคการปฏิบัติงาน บทความนี้จะสรุปประสบการณ์และเคล็ดลับที่ได้รับจากการใช้ PLC ซึ่งเราหวังว่าจะใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับเพื่อนๆ ของเรา
I. อินพุตและเอาต์พุต PLC
PLC ขนาดเล็กควบคุมระบบที่ซับซ้อนได้อย่างยืดหยุ่น สิ่งที่มองเห็นได้คือเทอร์มินัลรีเลย์อินพุตและเอาต์พุตแบบเซสองแถว ไฟแสดงสถานะที่สอดคล้องกัน และหมายเลขซีเรียลของ PLC- ซึ่งเหมือนกับวงจรรวมที่มีพินหลายสิบพิน หากไม่ดูแผนผัง ใครก็ตามที่พยายามแก้ไขปัญหาอุปกรณ์ที่ผิดพลาดจะสูญเสีย และกระบวนการระบุข้อผิดพลาดจะช้ามาก จากสถานการณ์เช่นนี้ เราได้สร้างตารางตามแผนผังไฟฟ้าและติดไว้บนคอนโซลควบคุมหรือตู้ควบคุมของอุปกรณ์ ตารางนี้แสดงรายการหมายเลขขั้วต่อสำหรับอินพุตและเอาต์พุต PLC แต่ละรายการ พร้อมด้วยสัญลักษณ์ทางไฟฟ้าและชื่อภาษาจีนที่เกี่ยวข้องกัน- ซึ่งคล้ายกับคำอธิบายการทำงานของพินบนวงจรรวม
ด้วยตาราง I/O นี้ ช่างไฟฟ้าที่เข้าใจขั้นตอนการทำงานหรือคุ้นเคยกับแลดเดอร์ไดอะแกรมของอุปกรณ์สามารถดำเนินการแก้ไขปัญหาต่อไปได้ อย่างไรก็ตาม สำหรับช่างไฟฟ้าที่ไม่คุ้นเคยกับขั้นตอนการทำงานและไม่สามารถอ่านไดอะแกรมแลดเดอร์ได้ จำเป็นต้องสร้างตารางเพิ่มเติม: ตารางฟังก์ชันลอจิก I/O ของ PLC ตารางนี้แสดงให้เห็นความสัมพันธ์เชิงตรรกะระหว่างวงจรอินพุต (องค์ประกอบทริกเกอร์และองค์ประกอบที่เกี่ยวข้อง) และวงจรเอาต์พุต (แอคชูเอเตอร์) ในกระบวนการปฏิบัติงานส่วนใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าหากคุณสามารถใช้ตารางการติดต่อ I/O และตารางฟังก์ชันลอจิก I/O ได้อย่างชำนาญ คุณจะสามารถแก้ไขข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าได้อย่างง่ายดาย แม้ว่าจะไม่ได้อ้างอิงถึงแผนผังก็ตาม
ครั้งที่สอง การแก้ไขปัญหาวงจรอินพุต
หากต้องการตรวจสอบว่าวงจรอินพุตเฉพาะ-เช่น ปุ่มกด ลิมิตสวิตช์ หรือสายไฟ-ทำงานอย่างถูกต้องหรือไม่ ให้กดปุ่ม (หรือหน้าสัมผัสอินพุตอื่นๆ) ขณะที่ PLC เปิดอยู่ (ควรอยู่ในสถานะไม่-ทำงานเพื่อป้องกันการเปิดใช้งานอุปกรณ์โดยไม่ได้ตั้งใจ) การดำเนินการนี้จะลัดวงจร-การลัดวงจรเทอร์มินัลอินพุต PLC ที่สอดคล้องกันไปยังเทอร์มินัลทั่วไป หากไฟแสดงสถานะอินพุต PLC ที่ตรงกับปุ่มกดสว่างขึ้น แสดงว่าปุ่มกดและสายไฟทำงานได้ตามปกติ หากไฟแสดงสถานะไม่ติด แสดงว่าปุ่มกดอาจผิดปกติ การสัมผัสสายไฟไม่ดี หรือวงจรอาจเสียหาย
ที่สาม การแก้ไขปัญหาวงจรเอาท์พุต
สำหรับจุดเอาต์พุต PLC (ในที่นี้หมายถึงเฉพาะเอาต์พุตรีเลย์) หากไฟแสดงสถานะที่สอดคล้องกับวัตถุที่ถูกกระตุ้นไม่สว่างขึ้นในขณะที่ PLC ได้รับการยืนยันว่าทำงานอยู่ นั่นแสดงว่าฟังก์ชันลอจิกอินพุต-เอาต์พุตของ PLC สำหรับวัตถุที่ถูกกระตุ้นนั้นยังไม่ได้รับการตอบสนอง กล่าวอีกนัยหนึ่ง มีข้อผิดพลาดในวงจรอินพุต ตรวจสอบวงจรอินพุตตามที่อธิบายไว้ข้างต้น หากไฟแสดงสถานะที่เกี่ยวข้องเปิดอยู่ แต่แอคชูเอเตอร์ (เช่น โซลินอยด์วาล์วหรือคอนแทคเตอร์) ไม่ทำงาน ขั้นแรกให้ตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟควบคุมและฟิวส์ของโซลินอยด์วาล์ว วิธีที่ง่ายที่สุดคือการใช้เครื่องทดสอบแรงดันไฟฟ้าเพื่อวัดขั้วต่อร่วมของจุดเอาต์พุต PLC ที่สอดคล้องกัน หากเครื่องทดสอบแรงดันไฟฟ้าไม่สว่างขึ้น อาจเกิดข้อผิดพลาดของแหล่งจ่ายไฟ เช่น ฟิวส์ขาด หากเครื่องทดสอบแรงดันไฟฟ้าสว่างขึ้น แสดงว่าแหล่งจ่ายไฟดี และโซลินอยด์วาล์ว คอนแทคเตอร์ หรือสายไฟที่เกี่ยวข้องมีข้อบกพร่อง หากระบบยังคงไม่ทำงานตามปกติหลังจากแก้ไขปัญหาโซลินอยด์วาล์ว คอนแทคเตอร์ และสายไฟแล้ว ให้ใช้มัลติมิเตอร์: เชื่อมต่อโพรบตัวหนึ่งเข้ากับขั้วต่อร่วมเอาท์พุตที่สอดคล้องกัน และอีกอันเข้ากับจุดเอาท์พุต PLC ที่สอดคล้องกัน หากโซลินอยด์วาล์วยังคงไม่ทำงาน แสดงว่ามีความผิดปกติในการเดินสายไฟเอาท์พุต
หากโซลินอยด์วาล์วทำงาน ณ จุดนี้ ปัญหาอยู่ที่จุดเอาท์พุต PLC เนื่องจากบางครั้งเครื่องทดสอบแรงดันไฟฟ้าอาจอ่านค่าผิดพลาดได้ จึงสามารถใช้วิธีอื่นในการวิเคราะห์ได้: ตั้งค่ามัลติมิเตอร์ไปที่ช่วงแรงดันไฟฟ้า และวัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดเอาต์พุต PLC และขั้วต่อร่วม หากแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์หรือใกล้ศูนย์ จุดเอาท์พุต PLC จะเป็นปกติ และความผิดปกติจะอยู่ที่วงจรต่อพ่วง หากแรงดันไฟฟ้าสูง แสดงว่าความต้านทานหน้าสัมผัสของขั้วต่อนี้สูงเกินไปและเกิดความเสียหาย นอกจากนี้ หากไฟแสดงสถานะไม่สว่างแต่วาล์วโซลินอยด์ คอนแทคเตอร์ ฯลฯ ทำงานอยู่ อาจบ่งบอกว่าขั้วเอาต์พุตไหม้เนื่องจากการโอเวอร์โหลดหรือไฟฟ้าลัดวงจร ในกรณีนี้ ให้ถอดสายไฟภายนอกออกจากขั้วต่อเอาต์พุต และใช้มัลติมิเตอร์ที่ตั้งค่าไว้ที่ช่วงความต้านทานเพื่อวัดความต้านทานระหว่างขั้วต่อเอาต์พุตและขั้วต่อร่วม หากความต้านทานต่ำ แสดงว่าหน้าสัมผัสมีข้อบกพร่อง หากความต้านทานไม่มีที่สิ้นสุด แสดงว่าหน้าสัมผัสยังคงอยู่ และไฟแสดงสถานะเอาต์พุตที่เกี่ยวข้องอาจเป็นปัญหา
IV. การหักล้างลอจิกของโปรแกรม
PLC มีหลายประเภทที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม สำหรับ PLC ระดับล่าง- คำแนะนำของแลดเดอร์ไดอะแกรมจะคล้ายกันมาก สำหรับรุ่นระดับกลาง-ถึง-ระดับสูง- เช่น S7-300 โปรแกรมจำนวนมากเขียนด้วยตารางภาษา ไดอะแกรมแลดเดอร์ที่ใช้งานได้จริงต้องมีคำอธิบายประกอบสัญลักษณ์ภาษาจีน ไม่เช่นนั้นจะอ่านยาก หากคุณมีความเข้าใจทั่วไปเกี่ยวกับกระบวนการของอุปกรณ์หรือขั้นตอนการปฏิบัติงานก่อนที่จะตรวจสอบแผนภาพแลดเดอร์ การตีความจะง่ายกว่า เมื่อทำการวิเคราะห์ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า โดยทั่วไปจะใช้วิธีการติดตามแบบย้อนกลับ-หรือที่เรียกว่าวิธีการย้อนรอย ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ตารางการติดต่อ I/O เพื่อค้นหาเอาต์พุตรีเลย์ของ PLC ที่สอดคล้องกับจุดฟอลต์ จากนั้นติดตามความสัมพันธ์เชิงตรรกะที่ทริกเกอร์การดำเนินการกลับคืน ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อมีการระบุปัญหาเดียวแล้ว ข้อผิดพลาดโดยทั่วไปสามารถตัดออกได้ เนื่องจากเป็นเรื่องยากที่จุดข้อบกพร่องสองจุดขึ้นไปจะเกิดขึ้นพร้อมๆ กันบนอุปกรณ์เครื่องเดียว
การวินิจฉัยความผิดปกติของ PLC
โดยทั่วไปแล้ว PLC เป็นอุปกรณ์ที่เชื่อถือได้อย่างยิ่งและมีอัตราความล้มเหลวต่ำมาก อย่างไรก็ตามปัจจัยภายนอกก็สามารถทำให้เกิดการทำงานผิดพลาดได้เช่นกัน
พรอกซิมิตี้สวิตช์ที่มีแหล่งจ่ายไฟ 220V มีสายหน้าสัมผัสสัญญาณอินพุตสองสายที่ใช้สายเคเบิล 4 คอร์ร่วมกับสายไฟ 220V ของสวิตช์ เมื่อสวิตช์ขัดข้องและช่างไฟฟ้ามาเปลี่ยนสวิตช์ พวกเขาก็สลับสายไฟที่เป็นกลางของแหล่งจ่ายไฟกับสายอินพุตทั่วไปไปยัง PLC โดยไม่ได้ตั้งใจ ส่งผลให้จุดอินพุต PLC สามจุดไหม้เมื่อไฟฟ้ากลับคืนมา
ในอีกกรณีหนึ่ง การกัดกร่อนทำให้เกิดการแตกหักในสายกลางของหม้อแปลงไฟฟ้าระบบ ส่งผลให้แหล่งจ่ายไฟ 220V ที่จ่ายให้กับ PLC ได้รับการยกระดับเป็น 380V ซึ่งทำให้โมดูลจ่ายไฟที่ด้านล่างของ PLC ไหม้ ในระหว่างการแก้ไขครั้งต่อๆ ไป ได้มีการเพิ่มหม้อแปลงควบคุมการแยก 380/220V
บน Siemens S7-200 PLC ขั้วต่อทั่วไปสำหรับเอาต์พุตจะมีป้ายกำกับว่า 1L, 2L ฯลฯ ในขณะที่ขั้วต่อการทำงานจะแสดงเป็น AC L1 N ส่วนแหล่งจ่ายไฟ +24V จะแสดงเป็น L+M สิ่งนี้อาจทำให้เกิดความสับสนสำหรับผู้เริ่มต้นหรือผู้ที่มีประสบการณ์จำกัดได้อย่างง่ายดาย หาก L+M ถูกมองว่าเป็นเทอร์มินัลแหล่งจ่ายไฟ 220V ผิดพลาด แหล่งจ่ายไฟ 24V ของ PLC จะเสียหายทันทีที่จ่ายไฟ
ความน่าจะเป็นที่ฮาร์ดแวร์จะเสียหายต่อ PLC, CPU หรือส่วนประกอบที่คล้ายกัน หรือข้อผิดพลาดรันไทม์ของซอฟต์แวร์แทบจะเป็นศูนย์ จุดอินพุต PLC ก็ไม่น่าจะได้รับความเสียหาย เว้นแต่เกิดจากการบุกรุกของแรงดันไฟฟ้าสูง- หน้าสัมผัสแบบเปิดตามปกติของรีเลย์เอาท์พุต PLC มีอายุการใช้งานยาวนานมาก หากไม่มีการลัดวงจรในโหลดต่อพ่วงหรือข้อบกพร่องด้านการออกแบบที่ทำให้กระแสโหลดเกินช่วงที่กำหนด ดังนั้น เมื่อแก้ไขปัญหาไฟฟ้าขัดข้อง ควรเน้นที่ส่วนประกอบไฟฟ้าส่วนต่อพ่วงของ PLC อย่าสรุปโดยอัตโนมัติว่าฮาร์ดแวร์หรือโปรแกรม PLC มีข้อผิดพลาด นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการซ่อมแซมอุปกรณ์ที่ผิดพลาดอย่างรวดเร็วและกลับมาผลิตต่อได้ ดังนั้น เมื่อแก้ไขปัญหาข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าในวงจรควบคุม PLC ไม่ควรเน้นที่ตัว PLC เอง แต่ควรโฟกัสที่อุปกรณ์ไฟฟ้าส่วนต่อพ่วงภายในวงจรควบคุม