Sterownik PLC Siemens uruchamia się, nie widać oczywistych błędów systemowych, komunikacja nie zgłasza awarii, a w programie nie ma aktywnych wymuszeń, a mimo tego maszyna wykonuje ruchy w złej kolejności, pomija etap cyklu, za wcześnie uruchamia element wykonawczy albo nie czeka na potwierdzenie pozycji?
Dla Działu Utrzymania Ruchu to jeden z trudniejszych scenariuszy. Układ nie jest całkowicie martwy, sterownik nie sygnalizuje prostej awarii, a problem pojawia się na poziomie zachowania maszyny. W takiej sytuacji naprawa sterownika PLC nie powinna zaczynać się od ustalenia, czy źródłem problemu jest sterownik, który rzeczywiście podejmuje błędne decyzje, czy może otrzymuje zafałszowane dane.
PLC Siemens może działać poprawnie, ale pracować na błędnych danych
Sterownik PLC wykonuje program na podstawie informacji, które otrzymuje z maszyny. Nie widzi procesu bezpośrednio.
Jeżeli te dane są błędne, niestabilne albo opóźnione, logika programu może wykonać się zgodnie z założeniami, ale rezultat na maszynie będzie nieprawidłowy. Z punktu widzenia PLC warunek został spełniony. Z punktu widzenia procesu detal nie jest jeszcze w pozycji, siłownik nie zakończył ruchu, temperatura nie osiągnęła właściwej wartości albo oś znajduje się w innym miejscu niż zakłada sterowanie.
Wówczas wiemy, że sterownik pracuje, ale nie potwierdza, że wszystkie dane wejściowe są prawidłowe i że każdy rozkaz został fizycznie wykonany przez maszynę.
Karty wejściowe i pomiarowe mogą zafałszować obraz procesu
Sterowniki PLC Siemens często współpracują z modułami wejść cyfrowych, kartami analogowymi, wyspami zdalnych wejść i wyjść oraz modułami pomiarowymi. Wystarczy problem w jednym z tych obszarów, aby sekwencja maszyny zaczęła przebiegać niezgodnie z oczekiwaniem.
Przy kartach analogowych pracujących z sygnałami 4-20 mA lub 0-10 V problemem może być dryf pomiaru, uszkodzenie toru wejściowego, niestabilna praca przetwornika A/C albo zakłócenia na przewodzie sygnałowym. Sterownik może otrzymywać wartość przesuniętą o kilka procent, zamrożoną na jednym poziomie albo zmieniającą się skokowo. Program traktuje ją jako prawdziwy pomiar, więc kontynuuje sekwencję: podaje medium, grzeje, przesuwa oś, otwiera zawór lub przechodzi do kolejnego etapu.
Przy wejściach cyfrowych problem może mieć inny charakter. Uszkodzony kanał wejściowy, degradacja izolacji optoelektronicznej, zawilgocenie, zabrudzenie płytki lub uszkodzony transoptor mogą powodować, że sygnał pojawia się tam, gdzie nie powinien. W skrajnych przypadkach aktywny kanał wpływa na sąsiedni, a PLC widzi sygnał z czujnika, który fizycznie nie zadziałał.
Dla maszyny taki błąd jest poważny. Jeżeli sterownik Siemens otrzyma informację, że detal jest obecny, siłownik wrócił do pozycji bazowej albo osłona została zamknięta, program może uruchomić kolejny krok. Jeżeli informacja była fałszywa, cały cykl zaczyna się rozjeżdżać.
Poziomy napięć i pętle uziemienia mogą zakłócać logikę sekwencji
W układach 24 V DC sygnał cyfrowy powinien być jednoznaczny. Wejście jest aktywne albo nieaktywne. Problem zaczyna się wtedy, gdy przez upływność, uszkodzenie przewodu, wilgoć, pętlę uziemienia lub niestabilne zasilanie na wejściu pojawia się poziom pośredni.
Sygnał, który utrzymuje się na poziomie kilkunastu woltów, może być interpretowany różnie w zależności od modułu, warunków pracy i progu wejścia. Dla jednego układu będzie jeszcze stanem niskim, dla innego zacznie wyglądać jak stan wysoki. Jeżeli taki sygnał dotyczy czujnika krańcowego, potwierdzenia pozycji lub warunku bezpieczeństwa procesu, maszyna może reagować nieprzewidywalnie.
Czasem problem nie leży w samym programie, ale w jakości informacji, które do programu trafiają. Sterownik wykonuje logikę, lecz dostaje sygnał zniekształcony przez instalację, kartę wejściową lub warunki elektryczne w szafie.
Wyjście PLC może być poprawne, ale element wykonawczy nie realizuje rozkazu
Błędna sekwencja maszyny może wynikać także z problemów po stronie wyjść i elementów wykonawczych. Sterownik PLC Siemens może poprawnie wyłączyć output w programie, dioda na module może zgasnąć, a mimo tego elektrozawór, przekaźnik lub stycznik nadal pozostaje aktywny. Może też dojść do sytuacji odwrotnej, w której program załącza wyjście, ale urządzenie fizycznie nie wykonuje ruchu.
Jedną z częstych przyczyn są sklejone styki przekaźników pomocniczych lub styczników. Program wysłał polecenie wyłączenia, ale obwód wykonawczy pozostaje zamknięty. W efekcie siłownik nie wraca, zawór nadal podaje medium, napęd pozostaje w stanie pracy albo maszyna nie osiąga pozycji wymaganej do kolejnego etapu cyklu.
Problem może dotyczyć również samego elementu mechanicznego, pneumatycznego lub hydraulicznego. Zużyte uszczelnienia, zanieczyszczony zawór, spadek ciśnienia, zatarcie suwaka lub zwiększony opór mechaniczny powodują, że ruch trwa dłużej niż zakłada program. Jeżeli sekwencja opiera się głównie na czasie, a nie na potwierdzeniu z czujnika, PLC może przejść dalej, zanim maszyna fizycznie zakończy poprzedni ruch.
Enkoder i sprzężenie zwrotne mogą przesunąć cały cykl
W układach z pozycjonowaniem sterownik PLC Siemens często korzysta z informacji zwrotnej z enkoderów. Jeśli układ feedbacku zaczyna przekazywać nieprawidłowe dane, maszyna może wykonywać ruchy w złej pozycji mimo pozornie poprawnej pracy programu.
Enkoder może gubić impulsy przez zabrudzenie, uszkodzenie elektroniki, problem z przewodem, zakłócenia lub przegrzewanie. Jeżeli sterowanie przyjmie, że oś przesunęła się o określoną wartość, a fizycznie ruch był krótszy, kolejny krok sekwencji zostanie wykonany w niewłaściwym miejscu. Może to dotyczyć stołów obrotowych, transporterów, osi liniowych, podajników, układów cięcia, przenoszenia detali lub pozycjonowania narzędzi.
Objaw nie zawsze pojawia się od razu po uruchomieniu maszyny. Czasem występuje dopiero po rozgrzaniu, przy większej prędkości, przy określonym obciążeniu albo po kilku cyklach. To sprawia, że problem jest trudny do uchwycenia podczas krótkiej kontroli. W takich przypadkach naprawa sterownika PLC powinna iść w parze z diagnostyką sygnałów zwrotnych i elementów komunikujących się ze sterownikiem.
Zakłócenia EMI i problemy z komunikacją mogą zmienić moment reakcji maszyny
W maszynach przemysłowych sterownik PLC Siemens pracuje w towarzystwie innych urządzeń. W związku z tym, zakłócenia elektromagnetyczne nie zawsze wywołują twardy błąd komunikacji. Czasem powodują krótkie opóźnienia, pojedyncze zakłócone sygnały, niestabilny odczyt lub gubienie impulsów.
Szczególnie wrażliwe są szybkie wejścia licznikowe, linie enkoderowe, wejścia analogowe oraz komunikacja z wyspami I/O i napędami. Jeżeli ekran przewodu jest uszkodzony, uziemienie jest niewłaściwe, przewody sygnałowe prowadzone są blisko przewodów silnikowych albo kabel w prowadnicy jest zużyty, sterownik może otrzymywać dane w niewłaściwym momencie.
Przy wolnych procesach niewielkie opóźnienie może nie mieć dużego znaczenia. Przy szybkich liniach pakujących, sortujących, tnących lub pozycjonujących nawet krótka zwłoka potrafi zmienić kolejność zdarzeń. Sygnał STOP, potwierdzenie pozycji lub informacja z czujnika może dotrzeć za późno, a maszyna zdąży wykonać kolejny ruch.
W takiej sytuacji diagnostyka powinna objąć komunikację Profinet lub Profibus, stan przewodów, moduły zdalne, jakość zasilania oraz wpływ urządzeń mocy na sygnały sterujące.
Pamięć, liczniki i dane procesowe także mogą zmienić zachowanie sekwencji
Są przypadki, w których maszyna działa poprawnie przez długi czas, a błędne sekwencje pojawiają się nagle, bez widocznej zmiany w elektryce lub mechanice. Wtedy warto zwrócić uwagę na dane zapisane w sterowniku, takie jak liczniki, rejestry, receptury, tablice, zmienne retencyjne, parametry graniczne i wewnętrzne warunki programu.
Jeżeli licznik osiągnie granicę zakresu, może zmienić wartość w sposób nieoczekiwany dla logiki. Warunek porównania, który przez lata działał poprawnie, nagle przestaje być spełniony albo zaczyna działać w niewłaściwym momencie. Podobnie może zachować się program korzystający z adresowania pośredniego, tablic lub wskaźników, jeżeli dane wyjdą poza założony zakres.
Nie oznacza to automatycznie uszkodzenia sterownika. Może to być problem danych, wersji programu, parametru, pamięci lub sposobu obsługi określonego stanu maszyny.
Naprawa sterownika PLC Siemens w PLE Service
W PLE Service zajmujemy się diagnostyką, naprawą i regeneracją sterowników PLC Siemens oraz innych urządzeń automatyki i elektroniki przemysłowej. Jeżeli sterownik nie zgłasza oczywistych błędów, a maszyna wykonuje błędne sekwencje, sprawdzamy nie tylko jednostkę centralną, ale również moduły I/O, karty pomiarowe, zasilanie, tory sygnałowe, elementy komunikacyjne i urządzenia współpracujące.
Prześlij urządzenie do PLE Service, a my wykonamy darmową diagnozę i wskażemy, czy problem dotyczy sterownika, modułów rozszerzeń, kart pomiarowych, zasilania, komunikacji lub elementów współpracujących.
