Danh sách kiểm tra bảo trì PLC: Lịch trình phòng ngừa,-Mẹo về thương hiệu & Hướng dẫn phụ tùng thay thế

Một lỗi PLC ngoài dự kiến ​​hiếm khi chỉ khiến bạn phải trả giá bằng một mô-đun mới. Giữa tình trạng ngừng sản xuất, lao động gấp rút và vận chuyển hàng hóa gấp rút, chỉ một buổi chiều ngừng hoạt động ngoài dự kiến ​​trên dây chuyền cỡ trung-có thể dễ dàng tiêu tốn hàng nghìn đô la. Hầu hết các hướng dẫn về bảo trì PLC đều dừng lại ở phần "làm sạch và kiểm tra các kết nối". Điều này còn đi xa hơn: một lịch trình phòng ngừa đầy đủ được chia nhỏ theo tần suất, các mẹo-dành riêng cho thương hiệu dành cho sáu dòng bộ điều khiển mà bạn có nhiều khả năng có nhất và một chiến lược rõ ràng đối với các phụ tùng thay thế và mẫu lỗi thời. Phiên bản danh sách kiểm tra có thể tải xuống có sẵn ở cuối hướng dẫn này.

Tại sao vấn đề bảo trì phòng ngừa PLC

Bảo trì phòng ngừa không phải là hộp kiểm tuân thủ. Đó là sự khác biệt giữa việc thay pin năm{1}}phút vào sáng thứ Ba và cả cuối tuần dành để xây dựng lại chương trình từ bản sao lưu lỗi thời.

Chi phí bảo trì phản ứng và phòng ngừa

Bảo trì phản ứng, chỉ sửa chữa PLC sau khi nó bị hỏng, luôn đắt hơn so với bảo trì phòng ngừa và khoảng cách không chỉ nằm ở các bộ phận.

Các ước tính của ngành thường đưa ra chi phí cho thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến ​​trong sản xuất lên tới hơn một nghìn đô la mỗi giờ sau khi tính đến lao động, sản lượng bị mất và lô hàng bị lỡ. Một lần thay pin bị lỡ là một ví dụ điển hình về hậu quả của điều này: cuối cùng pin hết, bộ nhớ lưu trữ bị mất và kỹ thuật viên cho rằng chương trình đã được sao lưu sẽ dành cả ca để lập trình lại bộ điều khiển mà lẽ ra có thể được bảo dưỡng trong mười phút.

Tuổi thọ của PLC và cách bảo trì kéo dài nó

Hầu hết các PLC công nghiệp được thiết kế để có tuổi thọ sử dụng khoảng 10 đến 15 năm trong điều kiện bình thường. Với việc bảo trì phòng ngừa nhất quán, nhiều thiết bị trong hiện trường vẫn duy trì hoạt động đáng tin cậy từ 15 đến 20 năm hoặc lâu hơn.

Các biến số ảnh hưởng nhiều nhất đến tuổi thọ là nhiệt độ tủ, mức độ tiếp xúc với bụi và hạt, tình trạng pin dự phòng và tổng số giờ sử dụng. Không ai trong số này là những điều bạn có thể kiểm soát sau thực tế. Chúng chính xác là những gì mà lịch bảo trì phòng ngừa được thiết kế để quản lý. Chúng tôi trình bày chi tiết hơn các câu hỏi về tuổi thọ PLC điển hình trong phần Câu hỏi thường gặp bên dưới.

Trước khi bạn bắt đầu: An toàn và sao lưu

Mọi nhiệm vụ bảo trì bên dưới đều giả định có sẵn hai thứ: hệ thống được cách ly an toàn và chương trình hiện tại đã được sao lưu. Bỏ qua một trong hai bước và thậm chí việc bảo trì định kỳ cũng tiềm ẩn rủi ro thực sự.

Khóa/gắn thẻ và ngắt-cung cấp năng lượng

Luôn xác minh trạng thái năng lượng bằng 0 trước khi mở tủ hoặc ngắt kết nối mô-đun. Thực hiện theo quy trình khóa/gắn thẻ tại cơ sở của bạn, xác nhận điện áp bằng đồng hồ đo thay vì cho rằng nhãn cầu dao là chính xác và sử dụng nối đất ESD thích hợp (dây đeo cổ tay nối với mặt đất của tủ) trước khi chạm vào bất kỳ bảng mạch nào. Một số tác vụ kiểm tra trực quan, chẳng hạn như kiểm tra đèn báo hoặc lắng nghe tiếng ồn của quạt, có thể được thực hiện khi bật nguồn. Không nên làm bất kỳ điều gì liên quan đến kết nối, mô-đun hoặc thành phần bên trong.

Sao lưu chương trình và quản lý bản sao chính

Trước khi thực hiện bất kỳ hoạt động bảo trì nào liên quan đến bộ nhớ, nguồn hoặc mô-đun, hãy xác nhận rằng bạn có bản sao lưu hiện tại của chương trình, thông số giao tiếp và dự án HMI, cùng với bản ghi phiên bản chương trình cơ sở đã cài đặt. Lưu trữ cục bộ một bản sao trên máy tính xách tay hoặc máy chủ bảo trì và một bản sao ngoại tuyến hoặc trong bộ lưu trữ đám mây không gắn với thiết bị của một người. Dán nhãn các bản sao lưu bằng ngày, thẻ PLC và phiên bản chương trình cơ sở thay vì tên tệp chung.

Một sai lầm phổ biến và tốn kém: bản sao lưu duy nhất tồn tại trên máy tính xách tay cá nhân của kỹ thuật viên và nó đã lỗi thời ba năm tính đến thời điểm cần đến.

Danh sách kiểm tra trước{0}}bảo trì

1. Xác nhận khóa/gắn thẻ và xác minh không có năng lượng
2. Kéo và gắn nhãn bản sao lưu chương trình hiện tại (chương trình, tham số, dự án HMI)
3. Ghi lại phiên bản chương trình cơ sở hiện tại
4. Lưu trữ bản sao lưu ở hai vị trí riêng biệt
5. Lưu ý trạng thái I/O hiện tại trước khi ngắt kết nối mọi thứ

Khi nguồn điện được cách ly và chương trình của bạn được sao lưu an toàn, bạn sẵn sàng thực hiện lịch trình bảo trì.

Lịch bảo trì phòng ngừa PLC

Đây là phần mà hầu hết các hướng dẫn viên của đối thủ cạnh tranh đều bỏ qua hoàn toàn: phân tích rõ ràng về tần suất mỗi nhiệm vụ thực sự cần thực hiện. Các tần suất dưới đây là hướng dẫn chung của ngành; điều chỉnh lên trên trong môi trường bụi bặm,-nhiệt độ cao hoặc ba-ca liên tục.

Sử dụng bảng này làm lịch trình cơ bản và điều chỉnh tần suất cho môi trường cụ thể của bạn. Đây là phần cốt lõi của danh sách kiểm tra có thể tải xuống được tham chiếu ở phần đầu của hướng dẫn này.

Các thông số môi trường để nhắm mục tiêu

Hầu hết các lỗi PLC liên quan đến môi trường đều do nhiệt độ, độ ẩm hoặc bụi vượt quá mức thiết kế của vỏ. Mục tiêu chung là duy trì nhiệt độ bên trong tủ trong phạm vi mà biểu dữ liệu của nhà sản xuất chỉ định cho CPU và mô-đun I/O cụ thể được lắp đặt, thường là từ 0 độ đến 55 độ đối với thiết bị được xếp hạng-công nghiệp tiêu chuẩn và độ ẩm tương đối trong khoảng từ khoảng 10% đến 90% không{6}}ngưng tụ. Duy trì luồng không khí thích hợp hoặc làm mát cưỡng bức nếu nhiệt độ môi trường xung quanh thường xuyên đạt đến giới hạn trên của phạm vi đó và sử dụng vỏ bọc kín hoặc có bộ lọc được đánh giá cao về mức độ bụi và hạt trên sàn nhà của bạn. Luôn xác nhận các giới hạn chính xác dựa trên bảng dữ liệu của nhà sản xuất cho kiểu máy cụ thể của bạn vì dung sai thay đổi theo từng dòng.

Biết lịch trình là một nửa công việc. Thực hiện đúng từng nhiệm vụ là nửa còn lại.

Nhiệm vụ bảo trì cốt lõi, được thực hiện đúng

Làm sạch và kiểm soát bụi

Tắt nguồn và xác minh mức năng lượng bằng 0 trước. Sử dụng khí nén khô, không chứa dầu- từng đợt ngắn, giữ cách bo mạch vài inch để tránh tạo hơi ẩm hoặc tĩnh điện vào các bộ phận. Không bao giờ sử dụng dung môi trên bảng mạch và làm sạch hoặc thay thế bộ lọc không khí trong tủ theo cùng lịch trình với việc kiểm tra bụi của bạn.

Lỗi thường gặp: phun khí nén ở cự ly gần, có thể tạo ra sự ngưng tụ hoặc tĩnh điện vào các bộ phận thay vì chỉ làm sạch bụi.

Kiểm tra kết nối, thiết bị đầu cuối và mô-đun I/O

-Điều chỉnh lại các đầu cực mô-men xoắn về giá trị do nhà sản xuất chỉ định vì rung động dần dần làm lỏng ngay cả các kết nối được lắp đặt đúng cách. Kiểm tra quá trình oxy hóa hoặc ăn mòn, đặc biệt là trong môi trường ẩm ướt và so sánh các chỉ báo trạng thái I/O với trạng thái thiết bị hiện trường thực tế để sớm phát hiện sự không khớp. Đây là hoạt động kiểm tra định kỳ, khác với việc chẩn đoán lỗi I/O thực tế, sẽ được đề cập sau dưới phần dấu hiệu cảnh báo.

Nguồn điện, xung điện và EMI

Kiểm tra điện áp nguồn đến và gợn sóng so với phạm vi định mức của PLC, xác nhận khả năng bảo vệ đột biến còn nguyên vẹn và không bị ngắt, đồng thời xác minh nối đất ở tủ và thanh ray DIN. Định tuyến cáp tín hiệu và cáp liên lạc tách biệt khỏi cáp nguồn có dòng điện cao-, với khoảng cách vài inch khi chúng chạy song song và chỉ sử dụng cáp có vỏ bọc nối đất ở một đầu cho các đường dây nhạy cảm với nhiễu.

Pin dự phòng và duy trì bộ nhớ

Kiểm tra pin hoặc chỉ báo BAT trên CPU. Tín hiệu pin yếu-ổn định hoặc nhấp nháy có nghĩa là việc thay thế sẽ sớm diễn ra chứ không phải vào lần ngừng hoạt động tiếp theo theo lịch trình. Khoảng thời gian thông thường kéo dài từ một đến năm năm tùy thuộc vào nền tảng và chu kỳ hoạt động, vì vậy hãy xác nhận khoảng thời gian định mức của mẫu máy cụ thể của bạn. Trước tiên, hãy luôn xác minh rằng có bản sao lưu hiện tại và nếu được hỗ trợ, hãy thay pin bằng nguồn điện được cấp để tránh mất bộ nhớ lưu trữ. Các loại pin dành riêng cho thương hiệu-sẽ được đề cập trong phần tiếp theo.

Firmware và bảo mật cơ bản

Chỉ cập nhật chương trình cơ sở khi có lý do rõ ràng, chẳng hạn như sửa lỗi được ghi lại và luôn sao lưu trước. Cập nhật "chỉ vì có phiên bản mới" sẽ tăng thêm rủi ro mà không mang lại lợi ích. Ghi lại mọi thay đổi kèm theo ngày, phiên bản và lý do. Về bảo mật, hãy xác nhận PLC và HMI không tiếp xúc với mạng mở, mật khẩu mặc định được thay đổi và các cổng không sử dụng bị tắt.

Những nguyên tắc cơ bản này áp dụng cho mọi bộ điều khiển trên sàn. Nhưng mỗi thương hiệu đều có những đặc điểm riêng đáng để biết.

Thương hiệu-Mẹo bảo trì PLC cụ thể

Các nguyên tắc bảo trì chung bao trùm hầu hết công việc nhưng loại pin, hoạt động của bộ nhớ và các điểm hỏng hóc phổ biến sẽ khác nhau tùy theo nhà sản xuất. Dưới đây là những điều cần chú ý của sáu thương hiệu thường thấy nhất trong các cơ sở công nghiệp.

Các nền tảng mới hơn của Siemens S7{1}}1500 và Allen{2}}Bradley là những nền tảng dễ bảo trì nhất nhờ khả năng duy trì bộ nhớ dựa trên tụ điện-. Legacy Allen-Bradley SLC 500/MicroLogix và Schneider Quantum/Momentum có nguy cơ lỗi thời cao nhất trên sàn hiện nay, vì vậy, nếu bạn đang sử dụng một trong hai loại này, hãy bắt đầu lập kế hoạch phụ tùng thay thế ngay bây giờ thay vì sau khi hỏng hóc.

Bất kể thương hiệu nào, PLC đều đưa ra cho bạn các dấu hiệu cảnh báo trước khi nó bị hỏng nếu bạn biết mình cần tìm gì.

Dấu hiệu cảnh báo PLC của bạn đang bị lỗi

Dấu hiệu cảnh báo phần cứng

Hãy chú ý đến đèn báo pin yếu- sáng hoặc nhấp nháy, CPU khởi động lại hoặc đặt lại không rõ nguyên nhân, các điểm I/O riêng lẻ thỉnh thoảng bị lỗi hoặc đọc không chính xác, tủ hoặc CPU chạy nóng hơn đáng kể so với bình thường, tiếng ồn của quạt bất thường hoặc tụ điện phồng lên trên bảng mạch. Bản thân bất kỳ điều nào trong số này có thể không có nghĩa là hỏng hóc ngay lập tức, nhưng chúng cùng nhau cho thấy bộ điều khiển sắp hết tuổi thọ sử dụng đáng tin cậy.

Dấu hiệu cảnh báo phần mềm và truyền thông

Chu kỳ quét chậm hơn đáng kể, thời gian chờ liên lạc không liên tục hoặc gói bị rớt giữa PLC và HMI hoặc SCADA, các lỗi xuất hiện và tự xóa cũng như số lượng lỗi chẩn đoán trong bộ đệm ngày càng tăng đều là những dấu hiệu đáng theo dõi thay vì loại bỏ dưới dạng một-trục trặc.

-Tham khảo nhanh: Triệu chứng cho bước tiếp theo

Khi bạn phát hiện ra những dấu hiệu này, câu hỏi tiếp theo là nên sửa chữa, thay thế hay nâng cấp.

Sửa chữa, thay thế hoặc nâng cấp? Khung quyết định

Không có quy tắc duy nhất nào phù hợp với mọi tình huống, nhưng một số yếu tố cụ thể sẽ giúp đưa ra quyết định rõ ràng hơn nhiều so với "điều đó còn tùy".

Theo nguyên tắc sơ bộ, nếu chi phí sửa chữa chiếm tới 40% giá của thiết bị mới trở lên hoặc nền tảng đã ngừng hoạt động thì việc thay thế thường là quyết định-tốt hơn về lâu dài. Các mẫu máy ngừng sản xuất thường là trường hợp khó khăn nhất: chi phí sửa chữa có thể rẻ nhưng việc tìm kiếm một bộ phận thay thế còn hoạt động có thể là một trở ngại thực sự. Đó chính xác là vấn đề mà một chiến lược phụ tùng thay thế vững chắc và lỗi thời được xây dựng để giải quyết.

Chiến lược phụ tùng & lỗi thời

Đây là lúc việc bảo trì phòng ngừa trở thành một quyết định trong chuỗi cung ứng và đó là lúc hầu hết các hướng dẫn bảo trì đều dừng lại.

Những phụ tùng thay thế cần có sẵn

Ưu tiên các phụ tùng dựa trên sự kết hợp giữa mức độ quan trọng, thời gian thực hiện và tỷ lệ hỏng hóc thay vì cố gắng dự trữ mọi thứ. Tối thiểu, hãy luôn có sẵn:

• CPU hoặc bộ điều khiển dự phòng cho dòng quan trọng nhất của bạn
• Mô-đun cung cấp điện
• Các mô-đun I/O kỹ thuật số và analog thường được sử dụng
• Các mô-đun giao tiếp dành riêng cho giao thức mạng của bạn
• Pin dự phòng phù hợp với từng model CPU đang sử dụng

Nếu một bộ phận có thời gian sản xuất dài, tỷ lệ hỏng hóc cao hoặc nằm trên dây chuyền không có dư thừa, thì bộ phận đó sẽ nằm trong kệ phụ tùng của bạn bất kể chi phí là bao nhiêu.

Bảo quản phụ tùng đúng cách

Bảo quản các phụ tùng thay thế ở khu vực-có kiểm soát khí hậu, lý tưởng nhất là trong cùng phạm vi nhiệt độ và độ ẩm được khuyến nghị cho thiết bị vận hành, sử dụng-túi chống tĩnh điện hoặc bao bì gốc để ngăn ngừa hư hỏng ESD. Pin lithium có thời hạn sử dụng riêng, thường là vài năm, vì vậy hãy kiểm tra định kỳ ngày sử dụng của pin đã lưu trữ thay vì cho rằng pin chưa sử dụng vẫn còn tốt khi bạn cần. Tránh để các mô-đun dự phòng bật vô thời hạn để "đốt-" vì điều này chỉ làm tiêu tốn thời gian sử dụng của chúng trước khi lắp đặt và xoay vòng kho trên cơ sở-vào trước, xuất trước- để các phụ tùng cũ hơn được sử dụng trước khi chúng cũ đi.

Tìm sản phẩm thay thế cho PLC lỗi thời hoặc cũ

Khi một mẫu máy bị ngừng sản xuất, hãy bắt đầu bằng cách kiểm tra xem nhà sản xuất có CPU kế nhiệm chính thức có đường dẫn di chuyển được ghi lại hay không, vì đây thường là tùy chọn đáng tin cậy nhất. Trong trường hợp không có người kế nhiệm trực tiếp, chức năng tương đương-của nhiều thương hiệu thường có thể lấp đầy khoảng trống, khớp với số lượng I/O, giao thức liên lạc và dung lượng chương trình thay vì chỉ bằng số kiểu máy. Các thiết bị đã được tân trang và sử dụng có thể là một lựa chọn hợp pháp cho các hệ thống cũ, nhưng hãy xác minh nguồn cẩn thận: xác nhận số bộ phận và phiên bản chương trình cơ sở phù hợp với yêu cầu của bạn và mua từ nhà cung cấp có thể ghi lại nguồn gốc của bộ phận và kết quả kiểm tra thay vì danh sách chưa được xác minh.

Đây chính xác là tình huống mà nhóm chúng tôi làm việc hàng ngày. Là một-nhà cung cấp đa thương hiệu cung cấp các bộ phận của Siemens, Allen{2}}Bradley, Mitsubishi, Omron, Schneider và ABB PLC, HMI và VFD, chúng tôi duy trì nguồn hàng trên cả các mẫu hiện tại và đã ngừng sản xuất và thường có thể tìm nguồn thay thế đã được xác minh hoặc tương đương ngay cả đối với các nền tảng cũ. Nếu bạn có số bộ phận của một PLC đã ngừng sản xuất, chúng tôiTrang mô-đun PLCvà các trang thương hiệu nhưPLC Schneiderlà điểm khởi đầu tốt hoặc bạn có thể gửi số bộ phận trực tiếp quatrang liên hệđể kiểm tra nguồn cung ứng.

Ngoài các phụ tùng dự phòng, cách chơi lâu dài-đang chuyển từ bảo trì phòng ngừa thuần túy sang bảo trì dự đoán.

Chuyển sang bảo trì dự đoán

Giám sát tình trạng, Giám sát từ xa và CMMS

Bảo trì dự đoán sử dụng dữ liệu liên tục thay vì lịch cố định để quyết định khi nào cần bảo trì. Các tín hiệu hữu ích cần theo dõi bao gồm xu hướng nhiệt độ tủ và CPU, độ ổn định điện áp nguồn, thời gian chu kỳ quét và tỷ lệ lỗi giao tiếp theo thời gian. Việc cung cấp dữ liệu này vào CMMS hoặc bảng điều khiển giám sát đơn giản cho phép bạn gắn cờ bộ điều khiển để chú ý khi nó vượt ra ngoài phạm vi bình thường, thay vì chờ lần kiểm tra theo lịch trình tiếp theo.

Chuyển từ phòng ngừa sang dự đoán, từng bước một

Bạn không cần triển khai IIoT đầy đủ để bắt đầu. Bắt đầu với PLC hoặc đường truyền quan trọng nhất của bạn, thêm giám sát nhiệt độ và truyền thông cơ bản, đồng thời đặt các cảnh báo ngưỡng đơn giản, chẳng hạn như thông báo khi nhiệt độ tủ vượt quá giới hạn xác định hoặc số lỗi giao tiếp vượt quá ngưỡng đã đặt. Mở rộng sang các dòng bổ sung sau khi chương trình thí điểm đầu tiên chứng minh được giá trị của nó.

Cho dù bạn đang chạy một chương trình phòng ngừa hay dự đoán, các câu hỏi dưới đây vẫn xuất hiện lặp đi lặp lại.

Câu hỏi thường gặp

 

 

PLC nên được bảo trì thường xuyên như thế nào?

Kiểm tra trực quan hàng ngày, kiểm tra kết nối hàng tháng, sao lưu toàn bộ và kiểm tra pin sáu tháng một lần là mức cơ bản hợp lý cho hầu hết các môi trường công nghiệp. Tăng tần suất trong các hoạt động làm việc theo ca nhiều bụi,-nhiệt độ cao hoặc-liên tục.

Danh sách kiểm tra bảo trì phòng ngừa PLC bao gồm những gì?

Danh sách kiểm tra hoàn chỉnh bao gồm kiểm tra trực quan, làm sạch và kiểm soát bụi, kiểm tra thiết bị đầu cuối và I/O, hiệu chỉnh analog, trạng thái pin, xác minh phiên bản chương trình cơ sở và sao lưu chương trình đầy đủ, được sắp xếp theo tần suất mỗi tác vụ cần thực hiện. Xem bảng lịch trình đầy đủ ở trên để biết thông tin chi tiết sẵn sàng-dùng{2}}sử dụng.

PLC có tuổi thọ bao lâu?

Hầu hết các PLC công nghiệp được thiết kế để hoạt động từ 10 đến 15 năm và việc bảo trì phòng ngừa nhất quán thường xuyên kéo dài thời gian đó lên 15 đến 20 năm hoặc hơn.

Bao lâu thì nên thay pin PLC?

Điều này thay đổi tùy theo thương hiệu và kiểu máy, thường là từ một đến năm năm một lần. Các thiết bị Siemens S7-300/400, Allen-Bradley ControlLogix, Mitsubishi Q Series và Omron CJ/CS đều sử dụng pin có khoảng thời gian bảo trì xác định, vì vậy hãy kiểm tra lịch thay thế định mức cho CPU cụ thể của bạn thay vì giả định về một mốc thời gian chung.

Tôi vẫn có thể nhận được các bộ phận của PLC lỗi thời hoặc cũ không?

Thường thì có. Các mẫu kế nhiệm chính thức, các mẫu tương đương-thương hiệu chéo đã được xác minh và các đơn vị tân trang có nguồn gốc cẩn thận đều là những con đường khả thi, ngay cả đối với các nền tảng mà nhà sản xuất ban đầu không còn sản xuất nữa. Gửi cho chúng tôi số bộ phận và chúng tôi có thể kiểm tra tình trạng sẵn có.

Tôi có thể mua mô-đun PLC thay thế ở đâu?

Hãy tìm một nhà cung cấp có nhiều nhãn hiệu và có thể cung cấp cả mẫu hiện tại và mẫu đã ngừng sản xuất với nguồn cung ứng được ghi chép đầy đủ. Của chúng tôiTrang mô-đun PLCbao gồm kho hàng hiện có của các thương hiệu lớn và nhóm của chúng tôi có thể kiểm tra tình trạng sẵn có của các bộ phận đã ngừng sản xuất theo yêu cầu.

Phần kết luận

Một chương trình bảo trì PLC đáng tin cậy bao gồm ba điều: tuân theo lịch trình rõ ràng thay vì đoán tần suất, hiểu những đặc điểm riêng biệt của các thương hiệu đang chạy trên sàn của bạn và có kế hoạch thực sự về các phụ tùng thay thế trước khi một mẫu máy trở nên lỗi thời. Hãy sử dụng lịch trình và ghi chú nhãn hiệu ở trên làm tài liệu tham khảo cho công việc của bạn và nếu bạn gặp phải một bộ phận mà bạn không thể tìm được, cho dù đó là mẫu hiện tại hay mẫu đã ngừng sản xuất,tiếp cận với số phầnvà chúng tôi sẽ kiểm tra những gì có sẵn.

Tư vấn miễn phí