産業オートメーションの継続的な進歩に伴い、PLC は産業制御に不可欠な部分となり、工業生産で広く使用されています。しかし、多くのエンジニアはメンテナンス、トラブルシューティング、運用技術に自信がありません。この記事では、PLC を使用することで得られたいくつかの経験とヒントをまとめ、同業他社の参考になれば幸いです。
I. PLC の入力と出力
小型PLCで複雑なシステムを柔軟に制御します。目に見えるのは、千鳥状に配置された 2 列の入力および出力リレー端子、対応するインジケータ ライト、および PLC のシリアル番号です。-数十のピンを備えた集積回路とよく似ています。回路図を参照しなければ、障害のあるデバイスのトラブルシューティングを行おうとする人は途方に暮れ、障害を特定するプロセスが非常に遅くなります。このような状況を考慮して、電気回路図に基づいて表を作成し、装置の制御盤または制御盤に掲示します。この表には、各 PLC の入力および出力の端子番号と、それに対応する電気記号および集積回路上のピンの機能説明と同様の中国語名がリストされています。-
この I/O テーブルを使用すると、動作プロセスを理解している、またはデバイスのラダー図に精通している電気技術者は、トラブルシューティングを進めることができます。ただし、操作プロセスに不慣れでラダー図を読むことができない電気技師の場合は、追加のテーブルである PLC I/O ロジック関数テーブルを作成する必要があります。この表は、ほとんどの動作プロセスにおける入力回路 (トリガー要素および関連要素) と出力回路 (アクチュエーター) の間の論理関係を効果的に示しています。 I/O 対応表と I/O ロジック関数表を上手に活用できれば、回路図を参照しなくても、電気的故障のトラブルシューティングを簡単に行うことができることが実践でわかっています。
II.入力回路のトラブルシューティング
特定の入力回路-（押しボタン、リミット スイッチ、配線など）-が適切に機能しているかどうかを判断するには、PLC の電源が入っているときに（できれば意図しない機器の起動を防ぐために非動作状態にあるときに）押しボタン（または他の入力接点）を押します。-これにより、対応する PLC 入力端子が共通端子に短絡されます。-押しボタンに対応する PLC 入力表示灯が点灯すると、押しボタンとその配線が正常に機能していることを示します。インジケーターが点灯しない場合は、押しボタンの故障、配線の接触不良、回路の断線などが考えられます。
Ⅲ．出力回路のトラブルシューティング
PLC 出力ポイント（ここではリレー出力のみを指します）の場合、PLC の動作が確認されている間に作動オブジェクトに対応するインジケータ ライトが点灯しない場合、これはその作動オブジェクトに対する PLC の入出力論理機能が満たされていないことを示します。{0}言い換えれば、入力回路に障害があるということです。上記のように入力回路を確認してください。対応する表示灯が点灯しているのにアクチュエータ（電磁弁やコンタクタなど）が動作しない場合は、まず電磁弁の制御電源やヒューズを確認してください。最も簡単な方法は、電圧テスターを使用して、対応する PLC 出力点のコモン端子を測定することです。電圧テスターが点灯しない場合は、ヒューズ切れなどの電源障害が考えられます。電圧テスターが点灯した場合、電源は正常であり、対応するソレノイドバルブ、コンタクター、または配線に欠陥があります。ソレノイドバルブ、コンタクタ、および配線のトラブルシューティングを行った後もシステムが正常に機能しない場合は、マルチメータを使用します。一方のプローブを対応する出力共通端子に接続し、もう一方のプローブを対応する PLC 出力ポイントに接続します。それでもソレノイドバルブが動作しない場合は、出力配線の故障を示します。
この時点で電磁弁が動作する場合は、PLC の出力点に問題があります。電圧テスターは誤った測定値を示す場合があるため、別の方法を分析に使用できます。マルチメーターを電圧範囲に設定し、PLC 出力点と共通端子間の電圧を測定します。電圧がゼロまたはゼロに近い場合、PLC の出力点は正常であり、故障は周辺回路にあります。電圧が高い場合は、この端子の接触抵抗が高すぎて破損していることを示します。また、表示灯が点灯せず、対応する電磁弁やコンタクタなどが動作する場合は、過負荷や短絡による出力端子の焼損が考えられます。この場合、出力端子から外部配線を外し、抵抗レンジに設定したマルチメータを使用して出力端子とコモン端子間の抵抗を測定してください。抵抗が低い場合は、接触に欠陥があることを示します。抵抗が無限大の場合は、接触が無傷であることを示しており、対応する出力インジケーター ライトに問題がある可能性があります。
IV.プログラムロジックの演繹
業界で一般的に使用されている PLC には多数の種類があります。ローエンド PLC の場合、ラダー図の命令はほぼ同様です。 S7-300 などの中-から-上位-モデルの場合、多くのプログラムは言語テーブルに記述されています。実際のラダー図には、中国語の記号の注釈を含める必要があります。そうしないと、読みにくくなります。ラダー図を検討する前に、装置のプロセスや操作手順を大まかに理解していれば、解釈が容易になります。電気的故障解析を実行するときは、一般に逆トレース法-またはバックトラッキング法が適用されます。これには、I/O 対応表を使用して障害点に対応する PLC の出力リレーを特定し、その動作をトリガーする論理関係を追跡することが含まれます。経験上、1 つのデバイス上で 2 つ以上の障害ポイントが同時に発生することはまれであるため、1 つの問題が特定されれば、その障害は通常除外できることがわかっています。
PLCの故障診断
一般に、PLC は故障率が非常に低い、非常に信頼性の高いデバイスです。ただし、外部要因によって誤動作が発生する可能性もあります。
220V 電源を備えた近接スイッチには、スイッチの 220V 電源ラインと 4 芯ケーブルを共有する 2 本の入力信号接触線がありました。スイッチが故障し、電気技師がスイッチを交換した際、電源の中性線と PLC への共通入力線を誤って交換してしまいました。このため、電力が復旧したときに PLC の入力 3 点が焼損しました。
また別のケースでは、腐食によりシステム電源トランスの中性線が断線し、その結果、PLC への 220V 電源供給が 380V に上昇し、PLC 下部の電源モジュールが焼損しました。その後の整流中に、380/220V 絶縁制御変圧器が追加されました。
Siemens S7-200 PLC では、出力の共通端子には 1L、2L などのラベルが付けられ、動作端子は AC L1 N として表されます。+24V 電源は L+M として表されます。これは、初心者や経験が少ない人にとっては混乱を招きやすいです。 L+Mを220V電源端子と誤って扱うと、通電した瞬間にPLCの24V電源が破損します。
PLC、CPU、または同様のコンポーネントへのハードウェア損傷、またはソフトウェア ランタイム エラーの可能性は事実上ゼロです。また、高電圧の侵入が原因でない限り、PLC の入力ポイントが損傷する可能性はほとんどありません。- PLC 出力リレーの常開接点は、周辺負荷の短絡や負荷電流が定格範囲を超えるような設計上の欠陥がない限り、非常に長い耐用年数を持っています。したがって、電気的障害のトラブルシューティングを行うときは、PLC の周辺電気コンポーネントに焦点を当てる必要があります。 PLC ハードウェアまたはプログラムに障害があると自動的に想定しないでください。これは、故障した機器を迅速に修理し、生産を再開するために非常に重要です。したがって、PLC 制御回路の電気的障害のトラブルシューティングを行う場合は、PLC 自体ではなく、制御回路内の周辺の電気コンポーネントに焦点を当てる必要があります。