Con el avance continuo de la automatización industrial, los PLC se han convertido en una parte indispensable del control industrial y se utilizan ampliamente en la producción industrial. Sin embargo, muchos ingenieros no están seguros de sus técnicas operativas, de resolución de problemas y de mantenimiento. Este artículo resume algunas experiencias y consejos adquiridos con el uso de PLC, que esperamos sirvan como referencia para nuestros pares.
I. Entradas y salidas del PLC
Un pequeño PLC controla de forma flexible un sistema complejo. Lo que se ve son dos filas de terminales de relé de entrada y salida escalonados, las luces indicadoras correspondientes y el número de serie del PLC-muy parecido a un circuito integrado con docenas de pines. Sin consultar el diagrama esquemático, cualquiera que intentara solucionar un dispositivo defectuoso estaría perdido y el proceso de identificación del fallo sería extremadamente lento. Ante esta situación hemos creado una tabla a partir del esquema eléctrico y la hemos colgado en la consola de control o armario de control del equipo. Esta tabla enumera los números de terminales para cada entrada y salida del PLC, junto con sus símbolos eléctricos correspondientes y nombres chinos-similares a las descripciones funcionales de los pines en un circuito integrado.
Con esta tabla de E/S, los electricistas que comprenden el proceso operativo o están familiarizados con el diagrama de escalera del dispositivo pueden proceder con la resolución de problemas. Sin embargo, para los electricistas que no están familiarizados con el proceso operativo y no pueden leer diagramas de escalera, es necesario crear una tabla adicional: la tabla de funciones lógicas de E/S del PLC. Esta tabla ilustra efectivamente las relaciones lógicas entre los circuitos de entrada (elementos disparadores y elementos asociados) y los circuitos de salida (actuadores) en la mayoría de los procesos operativos. La práctica ha demostrado que si puede utilizar hábilmente la tabla de correspondencia de E/S y la tabla de funciones lógicas de E/S, puede solucionar fallas eléctricas con facilidad, incluso sin consultar los esquemas.
II. Solución de problemas del circuito de entrada
Para determinar si un circuito de entrada específico-como un botón pulsador, un interruptor de límite o un cableado-está funcionando correctamente, presione el botón pulsador (u otro contacto de entrada) mientras el PLC está encendido (preferiblemente en un estado no-operativo para evitar la activación involuntaria del equipo). Esto cortocircuitará-el terminal de entrada del PLC correspondiente al terminal común. Si se enciende la luz indicadora de entrada del PLC correspondiente al pulsador, indica que el pulsador y su cableado están funcionando normalmente. Si el indicador no se enciende, es posible que el pulsador esté defectuoso, que haya un mal contacto en el cableado o que el circuito esté roto.
III. Solución de problemas del circuito de salida
Para los puntos de salida del PLC (aquí nos referimos solo a las salidas de relé), si la luz indicadora correspondiente al objeto accionado no se enciende mientras se confirma que el PLC está en funcionamiento, esto indica que la función lógica de entrada-salida del PLC para ese objeto accionado no se ha satisfecho. En otras palabras, hay una falla en el circuito de entrada; verifique el circuito de entrada como se describe arriba. Si la luz indicadora correspondiente está encendida pero el actuador (como una válvula solenoide o un contactor) no funciona, primero verifique la fuente de alimentación de control y los fusibles de la válvula solenoide. El método más sencillo es utilizar un probador de voltaje para medir el terminal común del punto de salida del PLC correspondiente. Si el probador de voltaje no se enciende, puede haber una falla en el suministro de energía, como un fusible fundido. Si el probador de voltaje se enciende, el suministro de energía es bueno y la válvula solenoide, el contactor o el cableado correspondiente están defectuosos. Si el sistema aún no funciona normalmente después de solucionar problemas de la válvula solenoide, el contactor y el cableado, use un multímetro: conecte una sonda al terminal común de salida correspondiente y la otra al punto de salida del PLC correspondiente. Si la válvula solenoide aún no funciona, esto indica una falla en el cableado de salida.
Si la válvula solenoide funciona en este punto, el problema radica en el punto de salida del PLC. Dado que el probador de voltaje a veces puede dar lecturas falsas, se puede usar otro método para el análisis: configurar el multímetro en el rango de voltaje y medir el voltaje entre el punto de salida del PLC y el terminal común. Si el voltaje es cero o cercano a cero, el punto de salida del PLC es normal y la falla está en el circuito periférico. Si el voltaje es alto, indica que la resistencia de contacto de este terminal es demasiado alta y está dañado. Además, si la luz indicadora no se enciende pero la válvula solenoide, contactor, etc. correspondiente funciona, esto puede indicar que el terminal de salida se ha quemado debido a una sobrecarga o cortocircuito. En este caso, desconecte el cableado externo del terminal de salida y use un multímetro configurado en el rango de resistencia para medir la resistencia entre el terminal de salida y el terminal común. Si la resistencia es baja, indica que el contacto está defectuoso; si la resistencia es infinita, indica que el contacto está intacto y es probable que el problema sea la luz indicadora de salida correspondiente.
IV. Deducción lógica del programa
Existen numerosos tipos de PLC que se utilizan habitualmente en la industria. Para los PLC-de gama baja, las instrucciones del diagrama de escalera son muy similares; Para los modelos de gama media-a-alta-, como el S7-300, muchos programas están escritos en tablas de idiomas. Los diagramas de escalera prácticos deben incluir anotaciones de símbolos chinos; de lo contrario, son difíciles de leer. Si tiene una comprensión general del proceso o los procedimientos operativos del equipo antes de examinar el diagrama de escalera, será más fácil de interpretar. Al realizar un análisis de fallas eléctricas, generalmente se aplica el método de rastreo inverso-también conocido como método de rastreo inverso. Esto implica utilizar la tabla de correspondencia de E/S para ubicar el relé de salida del PLC correspondiente al punto de falla y luego rastrear las relaciones lógicas que desencadenan su operación. La experiencia demuestra que una vez que se identifica un solo problema, generalmente se puede descartar la falla, ya que es raro que dos o más puntos de falla ocurran simultáneamente en un solo dispositivo.
Diagnóstico de averías del PLC
En términos generales, los PLC son dispositivos extremadamente confiables con una tasa de fallas muy baja; sin embargo, factores externos también pueden provocar su mal funcionamiento.
Un interruptor de proximidad con una fuente de alimentación de 220 V tenía sus dos cables de contacto de señal de entrada que compartían un cable de 4 núcleos con las líneas de alimentación de 220 V del interruptor. Cuando el interruptor falló y un electricista lo reemplazó, cambiaron por error el cable neutro de la fuente de alimentación con el cable de entrada común al PLC. Esto provocó que tres puntos de entrada del PLC se quemaran cuando se restableció la energía.
En otra ocasión, la corrosión provocó una rotura en la línea neutra del transformador de potencia del sistema, lo que provocó que la fuente de alimentación de 220 V al PLC se elevara a 380 V, lo que quemó el módulo de potencia en la parte inferior del PLC. Durante la rectificación posterior, se agregó un transformador de control de aislamiento de 380/220 V.
En el PLC Siemens S7-200, los terminales comunes para las salidas están etiquetados como 1L, 2L, etc., mientras que los terminales de trabajo se indican como AC L1 N. La fuente de alimentación de +24V se indica como L+M. Esto puede generar fácilmente confusión para los principiantes o aquellos con experiencia limitada. Si L+M se trata erróneamente como terminales de fuente de alimentación de 220 V, la fuente de alimentación de 24 V del PLC se dañará en el momento en que se aplique la alimentación.
La probabilidad de que se produzcan daños en el hardware del PLC, la CPU o componentes similares, o de errores de ejecución del software, es prácticamente nula. También es poco probable que los puntos de entrada del PLC sufran daños a menos que sean causados por una intrusión de alto voltaje-. Los contactos normalmente abiertos de los relés de salida del PLC tienen una vida útil muy larga, siempre que no haya un cortocircuito en la carga periférica o fallas de diseño que provoquen que la corriente de carga exceda el rango nominal. Por lo tanto, al solucionar problemas eléctricos, la atención debe centrarse en los componentes eléctricos periféricos del PLC. No asuma automáticamente que el hardware o el programa del PLC tienen la falla. Esto es crucial para reparar rápidamente equipos defectuosos y reanudar la producción. En consecuencia, al solucionar fallas eléctricas en un circuito de control de PLC, la atención no debe centrarse en el PLC en sí, sino en los componentes eléctricos periféricos dentro del circuito de control.