Hướng dẫn xử lý sự cố của PLC và giới thiệu các vấn đề cơ bản của PLC

PLC Mitsubishi được sử dụng rất phổ biến vì độ tin cậy cao của nó trong môi trường công nghiệp. Tuy nhiên, đôi nhi cũng sẽ có những lỗi phát sinh khiến hệ thống hoạt động sai và lúc đó việc sử lỗi là hết sức cần thiết.

Trạng thái hoạt động của PLC có thể được giám sát thông qua thiết bị giám sát, máy tính hoạt các đèn báo. Dựa trên các trạng thái này ta có thể nhận biết được các lỗi mà PLC đang gặp phải.

Mục đích của bài viết nhằm giới thiệu các vấn đề cơ bản về xử lý sự cố của PLC, do đó chỉ xét trong trường hợp lỗi ngõ vào/ra (I/O) với các module cơ bản.

Bước đầu tiên trong việc xử lý sự cố đó là xác định vị trí lỗi. Thông thường mọi người nghĩ rằng hầu hết các trục trặc của hệ thống PLC FX1N Mitsubishi là do các vấn đề của bộ điều khiển. Tuy nhiên, thực tế cho thấy trên 80% các sự cố nằm ở các module I/O hoặc các thiết bị ngoại vi. Việc xác định vấn đề nằm ở đâu tương đối dễ dàng.

Với các lỗi xảy ra tại vị trí cục bộ tại một module hay thậm chí tại một ngõ vào ra cụ thể trên module thường là do các yếu tố bên ngoài. Trong khi đó, với các lỗi nội bộ của bộ điều khiển sẽ dẫn đến lỗi trên một nhóm lớn hoặc trên toàn hệ thống, thậm chí làm tê liệt cả hệ thống.

Trước hết ta hãy xem xét các nguyên nhân có thể xảy ra với các vấn đề nội bộ của bộ điều khiển.

A: Các vấn đề về nguồn:

  • Đầu tiên bạn nên kiểm tra nguồn cấp, kiểm tra các dây dẫy, tìm và khắc phục các mối nối lỏng lẻo, bị ăn mòn… Sử dụng đồng hồ đo kiểm tra nguồn vào của PLC FX2N Mitsubishi xem có được cấp đúng nguồn như nhà sản xuất đã quy định hay không.

  • Ngoài ra PLC cũng cung cấp nguồn cho một số thiết bị ngoại vi (cảm biến… ) vì thế ta cũng cần kiểm tra nguồn ra từ PLC xem có thật sự nằm trong định mức cho phép hay không.

  • Sử dụng các thiết bị chuyên dụng để đo điện rò. Giá trị đo được nếu có phải nhỏ hơn thông số quy định của nhà sản xuất nếu không sẽ gây ảnh hưởng lớn đến bộ vi xử lý và bộ nhớ của PLC.

  • Việc cuối cùng đó là kiểm tra nguồn pin của PLC. Pin được sử dụng để ngăn PLC bị mất chương trình khi mất nguồn cấp. Điện áp của Pin phải đảm bảo nằm trong giá trị cho phép.

  • Một vài nguyên nhân khác có thể là do nhiễu điện từ (EMI) hoặc nhiễu tần số vô tuyến (RFI). Hãy thử so sánh thời điểm sảy ra các lỗi của PLC với các sự kiện EMI hay RFI bên ngoài như khởi động động cơ lớn, hàn hồ quang, sét đánh… Giải pháp cho các vấn đề này thường là thay đổi nguồn cấp, nối đất hoặc che chắn thiết bị.

B: Các vấn đề về bộ nhớ:

Các vấn đề về nguồn có thể gây ra các hỏng hóc về bộ nhớ PLC, do đó việc cần làm tiếp theo là xác minh rằng chương tình vẫn còn đúng.

  • Tất cả các PLC điều có phương pháp để kiểm tra vấn đề này, hầu hết là dùng cách so sánh chương trình hiện có trên PLC với một chương trình đã được sao lưu. Ta cần kết nối PLC với máy tính, tải lên chương trình hiện có trong PLC và so sánh nó với chương trình đã sao lưu.

  • Cần đảm bảo rằng bản sao lưu luôn đúng để có thể dựa vào đó mà kiểm tra chương trình.

Tiếp theo ta sẽ đến với các vấn phổ biến hơn đó là vấn đề của thiết bị ngoại vi. Mục tiêu là tìm ra lý do trạng thái nội bộ của PLC FX3U (trạng thái trong chương trình PLC) không đồng nhất với trạng thái thực tế của thiết bị ngoại vi. Trước hết cần xác định được khai báo vị trí ngõ vào/ra trong chương trình và các ngõ vào/ra vật lý tương ứng. Nhờ đó ta biết được vị trí module nào đang bị lỗi để xử lý.

C: Khắc phục sự cố module đầu vào số (Digital Input)

Chức năng của đầu vào số là xác định trạng thái ON/OFF của một tín hiệu hoặc nhận trạng thái đó từ một thiết bị ngoại vi truyền về cho PLC. Hầu hết các module đầu vào số phát hiện thay đổi điện áp theo mức hoặc theo dải. Ngõ vào bị lỗi khi trạng thái trong chương trình báo OFF trong khi thực tế tại vị trí vật lý tương ứng đang có trạng thái ON và ngược lại.

  • Nguồn của thiết bị ngoại vi thông thường không được cấp bởi module đầu vào nên bạn phải biết rõ thiết bị ngoại vi dùng nguồn từ đâu. Đối với module đầu vào có 2 loại là cách ly và không cách ly. Đối với module cách ly, mỗi ngõ vào là độc lập và không ảnh hưởng nhau, đối với module không cách ly, một đầu của các ngõ vào được nối chung nên các nguồn sẽ ảnh hưởng lẫn nhau. Tùy vào loại module ta sẽ có cách khắc phục khác nhau. Phải xác định được nguồn đầu vào được cấp từ đâu.

  • Kết nối thiết bị ngoại vi với đầu vào trên module, sử dụng đồng hồ để đo điện áp tại vị trí đầu vào. Bật thiết bị ngoại vi và quan sát xem tại vị trí đầu vào có điện áp thay đổi khi thiết bị ngoại vi thay đổi trạng thái hay không. Nếu không, thiết bị ngoại vi hoặc dây dẫn có khả năng bị hỏng. Nếu điện áp có thay đổi nhưng trạng thái trong chương trình không đổi thì bạn nên thay module đầu vào.

  • Nếu module hoạt động bình thường nhưng trạng thái trong chương trình vẫn không đúng, vấn đề nằm ở thiết bị truyền tín hiệu từ module về bộ điều khiển. Hãy tham khảo tài liệu hướng dẫn của nhà sản xuất để biết cách khắc phục PLC Omron.

D: Khắc phục sự cố module đầu vào tương tự (Analog Input)

Thay vì theo dõi trạng thái ON/OFF của đầu vào, các đầu vào tương tự sẽ đo giá trị thực của điện áp hoặc dòng điện và truyền nó tới bộ xử lý. Việc xử lý sự cố đối với module đầu vào tương tự hầu như giống với module đầu vào số.

  • Trước hết, xác định loại module là cách ly hay không. Sau đó xác định nguồn đầu vào.

  • Kết nối với thiết bị ngoại vi, dùng đồng hồ đo và kiểm tra tương tự module đầu vào số.

  • Lưu ý: có hai điểm khác so với module đầu vào số. Thứ nhất, không có mức hiển thị trạng thái trên thiết bị ngoại vi hmi mitsubishi, vì vậy bạn cần thêm một đồng hồ để đo tại thiết bị ngoại vi và so sánh với ngõ vào tương tự. Thứ hai, vấn đề về tầm đo. Bạn phải xác định được loại điện áp hoặc dòng điện mà module đo được (AC hay DC) và thang đo tương ứng. Nếu chỉ đo và thấy có sự thay đổi là không đủ mà bạn cần điều chỉnh điệnn áp hoặc dòng điện đến các giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của thang đo và quan sát giá trị quy đổi trên PLC để xác định xem việc quy đổi có đúng hay không. Nếu thiết bị ngoại vi không cho phép thao tác này thì có thể tạm thời thay thế thiết bị ngoại vi bằng một nguồn phát tín hiệu để đo kiểm tra. Nếu PLC đáp ứng tốt, bạn cần thay thế thiết bị ngoại vi; trong trường hợp ngược lại, bạn cần thay thế module đầu vào.

D: Khắc phục sự cố module đầu ra số (Digital Output)

Module đầu ra được thiết kế để thay đổi trạng thái vật lý bên ngoài sao cho đáp ứng đúng với trạng thái hoạt động trong chương trình PLC. Đầu ra số thường được dùng để thực hiện các thao tác như khởi động động cơ, bật đèn, kích hoạt van… Có rất nhiều module đầu ra số khác nhau, phổ biến nhất là đầu ra DC dùng linh kiện bán dẫn, đầu ra AC dùng triac, đầu ra AC dùng relay.

  • Nguồn điều khiển đầu ra cũng giống như đầu vào, thông thường không được cấp bởi module nên bạn phải xác định được loại module và nguồn cấp từ đâu.

  • Module đầu ra còn có chứa cầu chì để bảo vệ thiết bị, các lỗi dây dẫn sẽ làm đứt cầu chì vì thế trước hết bạn cần kiểm tra và đảm bảo cầu chì vẫn còn trước khi tiến hành đo kiểm tra.

  • Kết nối thiết bị đầu ra với PLC. Sử dụng chương trình để “bắt buộc” ngõ ra ON hoặc OFF. Quan sát trạng thái module, nếu trạng thái module không phản ánh đúng trạng thái chương trình thì cần thay module; nếu module vẫn hoạt động tốt nhưng không phản ánh đúng trạng thái chương trình thì vấn đề nằm ở thiết bị truyền tín hiệu từ module về bộ điều khiển. Hãy tham khảo tài liệu hướng dẫn của nhà sản xuất để biết cách khắc phục.

  • Nếu module hoạt động tốt, đo điện áp trên thiết bị đầu ra để thấy đầu ra có đổi trạng thái khi module đổi trạng thái. Nếu điện áp thay đổi nhưng thiết bị đầu ra không đáp ứng, vấn đề là ở thiết bị đầu ra.

  • Nếu điện áp đo được không đổi, vấn đề nằm ở dây dẫn.

E: Khắc phục sự cố module đầu ra tương tự (Analog Output)

Các đầu ra tương tự thường được sử dụng để tạo ra điện áp hoặc dòng điện thay đổi thường dùng cho các thao tác như tăng, giảm tốc động cơ, điều chỉnh vị trí van… Cũng giống như đầu ra số, đầu ra tương tự có nhiều có nhiều loại tương ứng với điện AC hoặc DC. Thông thường sẽ không có mức hiển thị trạng thái cho ngõ ra do đó bạn phải xác định được loại điện áp hoặc dòng điện mà module tạo ra được (AC hay DC) và thang đo tương ứng.

  • Để kiểm tra kết quả đầu ra, bạn cần dùng chương trình để “ép” ngõ ra tạo ra các giá trị cực đại, cực tiểu dựa trên thanh đo để đo và kiểm tra.

  • Nếu nghi ngờ vấn đề dây dẫn, hay vấn đề thiết bị đầu ra hãy tạm ngắt kết nối chúng và thay thế để kiểm tra.

  • Nếu không đo được dòng điện hoặc điện áp ở ngõ ra, bạn nên thay thế module.

  • Thông thường sử dụng điện trở từ để là tải thử nghiệm.

  • Với 6 vấn đề cơ bản và các phương án khắc phục đã được nêu ở trên, hy vọng sẽ cung cấp thêm kiến thức bổ ích cho mọi người.

Trở lại Đầu trang

Tin tức khác