Avec les progrès continus de l'automatisation industrielle, les automates sont devenus un élément indispensable du contrôle industriel et sont largement utilisés dans la production industrielle. Cependant, de nombreux ingénieurs ne sont pas sûrs de leurs techniques de maintenance, de dépannage et de fonctionnement. Cet article résume quelques expériences et conseils tirés de l’utilisation des automates, qui, nous l’espérons, serviront de référence à nos pairs.
I. Entrées et sorties API
Un petit automate contrôle de manière flexible un système complexe. Ce qui est visible, ce sont deux rangées de bornes de relais d'entrée et de sortie décalées, les voyants lumineux correspondants et le numéro de série de l'automate-un peu comme un circuit intégré avec des dizaines de broches. Sans consulter le diagramme schématique, quiconque tenterait de dépanner un appareil défectueux serait perdu et le processus d’identification du défaut serait extrêmement lent. Face à cette situation, nous avons créé un tableau basé sur le schéma électrique et l'avons affiché sur la console de commande ou l'armoire de commande de l'équipement. Ce tableau répertorie les numéros de borne pour chaque entrée et sortie de l'API, ainsi que leurs symboles électriques correspondants et leurs noms chinois-similaires aux descriptions fonctionnelles des broches d'un circuit intégré.
Grâce à ce tableau d'E/S, les électriciens qui comprennent le processus de fonctionnement ou sont familiers avec le schéma à contacts de l'appareil peuvent procéder au dépannage. Cependant, pour les électriciens qui ne connaissent pas le processus de fonctionnement et ne savent pas lire les schémas à contacts, il est nécessaire de créer un tableau supplémentaire : le tableau des fonctions logiques des E/S de l'automate. Ce tableau illustre efficacement les relations logiques entre les circuits d'entrée (éléments déclencheurs et éléments associés) et les circuits de sortie (actionneurs) dans la plupart des processus opérationnels. La pratique a montré que si vous pouvez utiliser habilement le tableau de correspondance des E/S et le tableau des fonctions logiques des E/S, vous pouvez facilement résoudre les défauts électriques, même sans vous référer aux schémas.
II. Dépannage du circuit d'entrée
Pour déterminer si un circuit d'entrée spécifique-tel qu'un bouton-poussoir, un interrupteur de fin de course ou un câblage-fonctionne correctement, appuyez sur le bouton-poussoir (ou un autre contact d'entrée) pendant que l'automate est sous tension (de préférence dans un état de non--fonctionnement pour éviter toute activation involontaire de l'équipement). Cela court-circuitera-la borne d'entrée PLC correspondante vers la borne commune. Si le voyant de l'entrée automate correspondant au bouton poussoir s'allume, cela indique que le bouton poussoir et son câblage fonctionnent normalement. Si le voyant ne s'allume pas, le bouton-poussoir est peut-être défectueux, il peut y avoir un mauvais contact dans le câblage ou le circuit est peut-être cassé.
III. Dépannage du circuit de sortie
Pour les points de sortie de l'automate (se référant ici uniquement aux sorties relais), si le voyant correspondant à l'objet actionné ne s'allume pas alors que l'automate est confirmé comme étant en fonctionnement, cela indique que la fonction logique d'entrée-sortie de l'automate pour cet objet actionné n'a pas été satisfaite. En d’autres termes, il y a un défaut dans le circuit d’entrée ; vérifiez le circuit d’entrée comme décrit ci-dessus. Si le voyant correspondant est allumé mais que l'actionneur (tel qu'une électrovanne ou un contacteur) ne fonctionne pas, vérifiez d'abord l'alimentation de commande et les fusibles de l'électrovanne. La méthode la plus simple consiste à utiliser un testeur de tension pour mesurer la borne commune du point de sortie PLC correspondant. Si le testeur de tension ne s'allume pas, il peut y avoir un problème d'alimentation électrique, tel qu'un fusible grillé. Si le testeur de tension s'allume, l'alimentation électrique est bonne et l'électrovanne, le contacteur ou le câblage correspondant est défectueux. Si le système ne fonctionne toujours pas normalement après avoir dépanné l'électrovanne, le contacteur et le câblage, utilisez un multimètre : connectez une sonde à la borne commune de sortie correspondante et l'autre au point de sortie PLC correspondant. Si l'électrovanne ne fonctionne toujours pas, cela indique un défaut dans le câblage de sortie.
Si l'électrovanne fonctionne à ce stade, le problème vient du point de sortie PLC. Étant donné que le testeur de tension peut parfois donner des lectures erronées, une autre méthode peut être utilisée pour l'analyse : régler le multimètre sur la plage de tension et mesurer la tension entre le point de sortie de l'automate et la borne commune. Si la tension est nulle ou proche de zéro, le point de sortie du PLC est normal et le défaut réside dans le circuit périphérique. Si la tension est élevée, cela indique que la résistance de contact de cette borne est trop élevée et qu'elle est endommagée. De plus, si le voyant ne s'allume pas mais que l'électrovanne, le contacteur, etc. correspondant fonctionne, cela peut indiquer que la borne de sortie a été grillée en raison d'une surcharge ou d'un court-circuit. Dans ce cas, débranchez le câblage externe de la borne de sortie et utilisez un multimètre réglé sur la plage de résistance pour mesurer la résistance entre la borne de sortie et la borne commune. Si la résistance est faible, cela indique que le contact est défectueux ; si la résistance est infinie, cela indique que le contact est intact et le voyant de sortie correspondant est probablement le problème.
IV. Déduction logique du programme
Il existe de nombreux types d’automates couramment utilisés dans l’industrie. Pour les automates bas de gamme-, les instructions du schéma à contacts sont largement similaires ; pour les modèles milieu-à-haut de gamme-, tels que le S7-300, de nombreux programmes sont écrits dans des tables de langues. Les schémas à contacts pratiques doivent inclure des annotations de symboles chinois ; sinon, ils sont difficiles à lire. Si vous avez une compréhension générale du processus ou des procédures de fonctionnement de l'équipement avant d'examiner le schéma à contacts, il sera plus facile à interpréter. Lors de l'analyse des défauts électriques, la méthode de traçage inverse-également connue sous le nom de méthode de retour en arrière est généralement appliquée. Il s'agit d'utiliser la table de correspondance des E/S pour localiser le relais de sortie de l'automate correspondant au point de défaut puis de remonter les relations logiques qui déclenchent son fonctionnement. L'expérience montre qu'une fois qu'un seul problème est identifié, le défaut peut généralement être exclu, car il est rare que deux ou plusieurs points de défaut se produisent simultanément sur un même appareil.
Diagnostic des dysfonctionnements de l'automate
D'une manière générale, les automates sont des appareils extrêmement fiables avec un taux de panne très faible ; cependant, des facteurs externes peuvent également provoquer un dysfonctionnement.
Un détecteur de proximité doté d'une alimentation de 220 V avait ses deux fils de contact de signal d'entrée partageant un câble à 4 conducteurs avec les lignes d'alimentation de 220 V du détecteur. Lorsque l'interrupteur est tombé en panne et qu'un électricien l'a remplacé, ils ont remplacé par erreur le fil neutre de l'alimentation électrique par le fil d'entrée commun de l'automate. Cela a provoqué la panne de trois points d'entrée de l'automate lorsque le courant a été rétabli.
À une autre occasion, la corrosion a provoqué une rupture de la ligne neutre du transformateur de puissance du système, ce qui a entraîné une augmentation de l'alimentation électrique de 220 V de l'API à 380 V, ce qui a grillé le module d'alimentation situé au bas de l'API. Lors de la rectification ultérieure, un transformateur de contrôle d'isolement 380/220 V a été ajouté.
Sur l'automate Siemens S7-200, les bornes communes pour les sorties sont étiquetées 1L, 2L, etc., tandis que les bornes de travail sont désignées par AC L1 N. L'alimentation +24 V est désignée par L+M. Cela peut facilement prêter à confusion pour les débutants ou ceux qui ont une expérience limitée. Si L+M est traité par erreur comme les bornes d'alimentation 220 V, l'alimentation 24 V de l'automate sera endommagée dès la mise sous tension.
La probabilité de dommages matériels à l'automate, au processeur ou à des composants similaires, ou d'erreurs d'exécution du logiciel, est pratiquement nulle. Il est également peu probable que les points d'entrée de l'automate soient endommagés, sauf en cas d'intrusion de haute -tension. Les contacts normalement ouverts des relais de sortie PLC ont une très longue durée de vie, à condition qu'il n'y ait pas de court-circuit dans la charge périphérique ou de défauts de conception provoquant un dépassement du courant de charge par rapport à la plage nominale. Par conséquent, lors du dépannage des défauts électriques, l’accent doit être mis sur les composants électriques périphériques de l’automate. Ne présumez pas automatiquement que le matériel ou le programme de l’automate est en cause. Ceci est crucial pour réparer rapidement les équipements défectueux et reprendre la production. Par conséquent, lors du dépannage de défauts électriques dans un circuit de commande d’automate, l’accent ne doit pas être mis sur l’automate lui-même, mais plutôt sur les composants électriques périphériques du circuit de commande.