Raisons complètes de défaillance de l'API

1.

Problèmes de mise à la terre

Les exigences de mise à la terre du système PLC sont relativement strictes. Il est préférable d'avoir un système de mise à la terre dédié et indépendant. Il convient également de prêter attention à la mise à la terre fiable des autres équipements liés à l'automate.

Lorsque plusieurs points de terre du circuit sont connectés ensemble, des courants inattendus peuvent circuler, provoquant des erreurs logiques ou endommageant les circuits.

La raison des différences de potentiel de terre est généralement due au fait que les points de mise à la terre sont trop éloignés dans la zone physique. Lorsque des appareils éloignés les uns des autres sont connectés par des câbles de communication ou des capteurs, le courant entre le câble et la terre circulera dans tout le circuit. Même sur une courte distance, le courant de charge des gros équipements peut varier entre son potentiel et le potentiel de la terre, ou générer directement des courants imprévisibles par le biais d'effets électromagnétiques.

Entre des alimentations électriques dotées de points de mise à la terre inappropriés, des courants destructeurs peuvent circuler dans le circuit, détruisant l'équipement.

Les systèmes PLC utilisent généralement une méthode de mise à la terre en un seul point. Afin d'améliorer la capacité à résister aux interférences de mode commun, la technologie de masse flottante blindée peut être utilisée pour les signaux analogiques, c'est-à-dire que la couche de blindage du câble de signal est mise à la terre en un point, la boucle de signal flotte et la résistance d'isolation avec la terre ne doit pas être inférieur à 50 MΩ.

2.

Gestion des interférences

L’environnement industriel est relativement rude, avec de nombreuses interférences hautes et basses fréquences. Ces interférences sont généralement introduites dans l'automate via les câbles connectés aux équipements de terrain.

En plus des mesures de mise à la terre, certaines mesures anti-interférences doivent être prises lors de la conception, de la sélection et de l'installation des câbles :

(1) Les signaux analogiques sont de petits signaux et sont facilement affectés par les interférences externes, c'est pourquoi des câbles à double blindage doivent être utilisés ;

(2) Des câbles blindés doivent être utilisés pour les signaux d'impulsions à grande vitesse (tels que les capteurs d'impulsions, les codeurs de comptage, etc.) afin d'éviter que les interférences externes et les signaux d'impulsions à grande vitesse n'interfèrent avec les signaux de bas niveau ;

(3) Le câble de communication entre automates a une haute fréquence. Généralement, le câble fourni par le fabricant doit être sélectionné. Si les exigences ne sont pas élevées, un câble à paire torsadée blindé peut être sélectionné.

(4) Les lignes de signaux analogiques et les lignes de signaux CC ne peuvent pas être acheminées dans le même chemin de câbles que les lignes de signaux CA ;

(5) Les câbles blindés entrant et sortant de l'armoire de commande doivent être mis à la terre et ne doivent pas être directement connectés à l'équipement via les bornes de câblage ;

(6) Les signaux CA, les signaux CC et les signaux analogiques ne peuvent pas partager le même câble, et les câbles d'alimentation doivent être posés séparément des câbles de signaux.

(7) Lors de la maintenance sur site, les méthodes suivantes peuvent être utilisées pour résoudre les interférences : utiliser des câbles blindés pour les lignes concernées et les poser à nouveau ; ajout de codes de filtrage anti-interférence au programme.

3.

Élimine la capacité inter-fils pour éviter les faux fonctionnements

Il existe une capacité entre chaque conducteur du câble, et un câble qualifié peut limiter cette capacité dans une certaine plage.

Même si le câble est qualifié, lorsque la longueur du câble dépasse une certaine longueur, la capacité entre les lignes dépassera la valeur requise. Lorsque ce câble est utilisé pour l'entrée PLC, la capacité entre les lignes peut provoquer un dysfonctionnement du PLC, entraînant de nombreux phénomènes incompréhensibles.

Ces phénomènes se manifestent principalement par : le câblage est correct, mais il n'y a pas d'entrée vers l'automate ; l'entrée que l'automate devrait avoir n'est pas là, mais l'entrée qu'il ne devrait pas avoir est là, c'est-à-dire que les entrées de l'automate interfèrent les unes avec les autres. Pour résoudre ce problème, vous devez procéder comme suit :

(1) Utilisez des câbles avec des âmes torsadées ;

(2) Essayez de raccourcir la longueur du câble utilisé ;

(3) Utilisez des câbles séparés pour les entrées qui interfèrent les unes avec les autres ;

(4) Utilisez un câble blindé.

4.

Sélection du module de sortie

Les modules de sortie sont divisés en transistor, thyristor bidirectionnel et type de contact :

(1) Le type de transistor a la vitesse de commutation la plus rapide (généralement 0,2 ms), mais la plus petite capacité de charge, environ 0,2 ~ 0,3 A, 24 V CC. Il convient aux équipements à commutation et connexion de signal rapides. Il est généralement connecté à des signaux tels que des convertisseurs de fréquence et des appareils à courant continu. Il convient de prêter attention à l'impact du courant de fuite du transistor sur la charge.

(2) Les avantages du type à thyristor sont qu'il n'a pas de contacts, qu'il présente des caractéristiques de charge CA et une faible capacité de charge.

(3) La sortie relais a des caractéristiques de charge AC et DC et une grande capacité de charge. Dans le contrôle conventionnel, la sortie de type contact relais est généralement utilisée en premier. L'inconvénient est que la vitesse de commutation est lente, généralement autour de 10 ms, et qu'elle n'est pas adaptée aux applications de commutation haute fréquence.

5.

Traitement des surtensions et des surintensités de l'onduleur

(1) Lorsque la vitesse donnée est réduite pour ralentir le moteur, le moteur entre dans l'état de freinage par récupération et l'énergie renvoyée au variateur par le moteur est également élevée. Cette énergie est stockée dans le condensateur du filtre, provoquant une augmentation de la tension sur le condensateur et atteignant rapidement la valeur de réglage de la protection contre les surtensions CC, provoquant le déclenchement de l'onduleur.

La solution consiste à ajouter une résistance de freinage à l'extérieur de l'onduleur et à utiliser la résistance pour consommer l'énergie électrique régénérative renvoyée vers le côté CC par le moteur.

(2) L'onduleur est connecté à plusieurs petits moteurs. Lorsqu'un défaut de surintensité se produit dans l'un des petits moteurs, l'onduleur émet une alarme de défaut de surintensité, provoquant le déclenchement de l'onduleur, provoquant ainsi l'arrêt du fonctionnement des autres petits moteurs normaux.

Solution : installez un transformateur d'isolement 1:1 du côté sortie de l'onduleur. Lorsqu'un ou plusieurs petits moteurs présentent un défaut de surintensité, le courant de défaut affectera directement le transformateur au lieu de l'onduleur, empêchant ainsi le déclenchement de l'onduleur. Après l'expérience, cela fonctionne bien et le défaut précédent d'arrêt normal des moteurs ne s'est pas produit.

6.

Les entrées et sorties sont étiquetées pour faciliter la maintenance

PLC contrôle un système complexe. Tout ce que vous pouvez voir, ce sont deux rangées de bornes de relais d'entrée et de sortie décalées, les voyants lumineux correspondants et les numéros d'automate, tout comme un circuit intégré avec des dizaines de broches. Quiconque ne regarde pas le schéma de principe pour réparer un appareil défectueux sera impuissant et la vitesse de recherche du défaut sera très lente. Compte tenu de cette situation, nous dessinons un tableau basé sur le schéma électrique et le collons sur la console ou l'armoire de commande de l'équipement, en indiquant le symbole électrique et le nom chinois correspondant à chaque numéro de terminal d'entrée et de sortie PLC, qui est similaire à la description fonctionnelle de chaque broche du circuit intégré.

Avec ce tableau d'entrée et de sortie, les électriciens qui comprennent le processus de fonctionnement ou sont familiers avec le schéma à contacts de cet équipement peuvent commencer la maintenance.

Cependant, pour les électriciens qui ne sont pas familiers avec le processus de fonctionnement et ne peuvent pas lire les schémas à contacts, ils doivent dessiner un autre tableau : le tableau des fonctions logiques d'entrée et de sortie de l'API. Ce tableau explique en fait la correspondance logique entre le circuit d'entrée (élément déclencheur, élément associé) et le circuit de sortie (actionneur) dans la plupart des processus opérationnels.

La pratique a prouvé que si vous savez utiliser habilement le tableau de correspondance entrées-sorties et le tableau des fonctions logiques d'entrée-sortie, vous pouvez facilement réparer les défauts électriques sans dessins.

7.

Déduire des défauts via la logique du programme

Il existe aujourd’hui de nombreux types d’automates couramment utilisés dans l’industrie. Pour les automates bas de gamme, les instructions du schéma à contacts sont similaires. Pour les machines de milieu de gamme à haut de gamme, telles que le S7-300, de nombreux programmes sont écrits à l'aide de tables de langues.

Les schémas à contacts pratiques doivent comporter des annotations de symboles chinois, sinon ils seront difficiles à lire. Si vous pouvez avoir une compréhension générale du processus d'équipement ou du processus de fonctionnement avant de lire le schéma à contacts, cela vous semblera plus facile.

Si une analyse de défaut électrique doit être effectuée, la méthode de recherche inverse ou la méthode de raisonnement inverse est généralement utilisée, c'est-à-dire que selon le tableau de correspondance entrée-sortie, le relais de sortie PLC correspondant est trouvé à partir du point de défaut, puis le relais logique la relation qui satisfait son action est inversée.

L'expérience montre que si un problème est détecté, le défaut peut être pratiquement éliminé, car il est rare que deux ou plusieurs points de défaut surviennent simultanément dans l'équipement.

8.

Jugement d'auto-erreur PLC

D'une manière générale, l'automate est un appareil extrêmement fiable avec un taux de défaillance très faible. La probabilité de dommages au matériel tel que l'API et le CPU ou d'erreurs logicielles est presque nulle. Le point d’entrée de l’automate ne sera pratiquement pas endommagé, sauf en cas de forte intrusion électrique. Le point normalement ouvert du relais de sortie PLC aura une longue durée de vie de contact à moins que la charge périphérique ne soit court-circuitée ou que la conception ne soit déraisonnable et que le courant de charge dépasse la plage nominale.

Par conséquent, lorsque nous recherchons des points de défaut électriques, nous devons nous concentrer sur les composants électriques périphériques de l'automate et ne pas toujours soupçonner qu'il y a un problème avec le matériel ou le programme de l'automate. Ceci est très important pour réparer rapidement les équipements défectueux et reprendre la production.

Par conséquent, l'inspection des défauts électriques et la réparation du circuit de commande de l'API évoquées par l'auteur ne se concentrent pas sur l'API lui-même, mais sur les composants électriques périphériques du circuit contrôlé par l'API.

9.

Utiliser pleinement et raisonnablement les ressources logicielles et matérielles

(1) Les instructions qui ne participent pas au cycle de contrôle ou qui ont été saisies avant le cycle n'ont pas besoin d'être connectées à l'automate ;

(2) Lorsque plusieurs instructions contrôlent une tâche, elles peuvent être connectées en parallèle à l'extérieur de l'automate puis connectées à un point d'entrée ;

(3) Utiliser pleinement les composants logiciels fonctionnels internes de l'API et appeler pleinement l'état intermédiaire pour rendre le programme complet, cohérent et facile à développer. Dans le même temps, cela réduit également les investissements en matériel et les coûts ;

(4) Si les conditions le permettent, il est préférable de rendre chaque sortie indépendante, ce qui est pratique pour le contrôle et l'inspection et protège également les autres circuits de sortie ; lorsqu'un point de sortie tombe en panne, cela ne fera que perdre le contrôle du circuit de sortie correspondant ;

(5) Si la sortie est une charge contrôlée avant/arrière, non seulement le programme interne de l'API doit être verrouillé, mais des mesures doivent également être prises à l'extérieur de l'API pour empêcher la charge de se déplacer dans les deux sens ;

(6) L'arrêt d'urgence du PLC doit être coupé à l'aide d'un interrupteur externe pour garantir la sécurité.

10.

Autres considérations

(1) Ne connectez pas le cordon d'alimentation CA à la borne d'entrée pour éviter de brûler l'automate ;

(2) La borne de terre doit être mise à la terre indépendamment et non connectée en série avec la borne de terre d'un autre équipement. La section transversale du fil de terre ne doit pas être inférieure à 2 mm² ;

(3) L'alimentation auxiliaire est petite et ne peut piloter que des appareils de faible puissance (capteurs photoélectriques, etc.) ;

(4) Certains automates ont un certain nombre de points occupés (c'est-à-dire des bornes d'adresse vides), ne connectez pas les fils ;

(5) Lorsqu'il n'y a aucune protection dans le circuit de sortie du PLC, un dispositif de protection tel qu'un fusible doit être connecté en série dans le circuit externe pour éviter les dommages causés par un court-circuit de charge.