案例分析:印刷过程中模块式PLC系统常见故障

核心提示:在印刷生产中,模块式PLC系统的每个部分都可能出现故障、问题,现将遇到的问题归纳、整理,希望能给包装印刷设备的设计人员和生产一线的印刷机操作、维修师傅以借鉴、参考。


      PLC(Programmable Logic Controller)为可编程逻辑控制器,是一种专为工业应用而设计的数字运算操作电子系统。它包含一种可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出来控制各种类型的机械或生产过程。PLC系统具有控制方便、功能强大、可靠性高等特点,在包装印刷设备上得到了广泛的应用,国外的包装印刷设备已经将PLC系统作为其标准配置,但国内的包装印刷设备还没有达到这种水平,仍有1/3的包装印刷设备在使用继电器进行运算控制。
  笔者从事包装印刷设备电气设计工作有8年时间,个人认为PLC系统是安全可靠的电子系统,之所以出现各种各样的故障、问题,主要是人为因素的影响。模块式PLC系统在机组式凹印机上应用广泛,主要包括底板、电源模块、CPU模块、数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块等。在印刷生产中,模块式PLC系统的每个部分都可能出现故障、问题,现将遇到的问题归纳、整理,希望能给包装印刷设备的设计人员和生产一线的印刷机操作、维修师傅以借鉴、参考。
  底板故障案例一则
  某企业使用了4年的包装印刷设备,主机突然无法启动,经检查发现,控制主机启动的继电器不工作,PLC系统对应点没有输出。现场用同型号的模块进行互换,依然没有输出,基本可以判定是底板出现问题,因为底板是连接CPU模块和其他模块之间的通道,有时会产生个别点无输出或输入的现象。
  更换底板后,设备正常运行。
  电源模块故障案例一则
  某包装印刷设备在运行中突然断电,PLC系统指示灯全部熄灭。停电后检查PLC系统的电源模块,内部有烧坏痕迹,更换后正常。PLC系统的电源模块一般功率都不大,电源模块产生的输出电压为24V,一般只能用于自身的输入模块使用,不能当24V的电源使用,长时间使用会损坏电源模块,引起停机。
  CPU模块故障案例三则
  CPU模块是PLC系统的核心部分,设备所有程序的运算和存储都在该模块里进行。一般CPU模块的正面都有指示灯和拨档开关,指示灯用来指示PLC系统的工作状态,常见的有运行指示、停止(或编程状态)指示、故障错误指示、电池指示等,拨档开关可以人为调整PLC系统的工作状态。CPU模块内部有程序运算的处理器、存储卡、电池等。
  案例一:某企业的包装印刷设备停机,PLC系统输入指示灯亮,但是没有任何输出信号,维修电工由于对PLC系统接触不多,不敢处理问题,致使设备处于停产状态。后经检查发现<,仅仅是由于PLC系统的拨档开关处于“STOP”档位,将拨档拨到“RUN”档位,一切正常。因此,企业在使用配有PLC系统的包装印刷设备时,应注意观察PLC系统上各种指示灯和拨档开关的状态,以便迅速排除故障,避免因停产造成损失。
  案例二:国内两家印刷企业投资千万元采购了国外两台二手包装印刷设备。在国外验收时,设备使用正常,后经过搬迁,重新安装好后,第一台设备加热不正常,第二台设备不能启动。经过检查,第一台设备是因为控制加热的PID参数丢失,第二台设备已没有了程序。PID参数丢失可以通过摸索,输入估计的参数,慢慢调试,损失不大。但是丢失程序的设备就非常麻烦,再加上是二手设备,调试工程师不好找,并且维修费用也非常高。后来只能找国内的包装印刷机械制造企业对该设备的控制系统进行了改造。
  其实,这是由于电池中的电量耗尽引起的故障。早期的PLC系统都不带存储卡,程序直接存在内存里,当电池的电量耗尽时,程序就会丢失。这台包装印刷设备在国外经常开机运行,电池可以一直充电,满足工作需求,而在搬迁和安装的过程中,电池的电量耗尽,从而引起程序丢失。因此提醒国内的包装印刷企业,在采购国外二手包装印刷设备时,一定要注意PLC系统的电池问题。搬迁、安装时,应提前更换电池,或者将PLC系统拆下,单独供电,以保证包装印刷设备中程序的安全。
  现在的PLC系统都带有存储卡。存储卡是具有记忆功能的半导体电路,分为系统程序存储器和用户存储器。系统程序存储器用来存储系统程序,包括管理程序、监控程序,以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。用户存储器分为用户程序存储区和工作数据存储区,由随机存取存储器组成,工程师编译的程序、记录的工艺参数都储存在这里,可以进行修改和调试。早期PLC系统的用户存储器在完全失电后内容会消失,常用高效的锂电池作为后备电源。现在的工业PLC系统将用户存储器做成了存储卡的形式,不会因电池电量耗尽而丢失程序。但设计工程师还要注意在设备调试好后,要将有关工艺数据保存到笔记本中做备份,防止客户因特殊原因对PLC系统进行复位操作时,使调试好的数据丢失。
  案例三:某企业的包装印刷设备的PLC系统故障指示灯亮,以为是程序故障,要将CPU模块重新写入程序。但经专业人员检查原始程序,没有错误,并且试验时CPU模块也会正常报警,怀疑是底板上模块接触不良造成的。将PLC系统的模块拆下,再重新安装牢固,开机后恢复正常。
  每个PLC系统建立时,对输入/输出模块的地址都做了严格的定义,甚至对模块的型号、规格都有严格定义。系统运行时,CPU模块会对各个地址的模块进行检测,如果私自对模块进行更换和替代,或者因为松动等原因造成模块接触不良,都会使CPU模块检测不到模块,产生故障。
  需要说明的是:PLC系统的数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块都是PLC系统的动作执行元件,一般出现问题后,可以通过同型号、同规格的模块互换来判断和排除故障。


 


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