Panduan untuk Perbaikan PLC: Kiat Pemecahan Masalah dan Analisis Biaya

Ketika pengontrol logika yang dapat diprogram (PLC) mati, hal ini secara radikal memengaruhi operasi mesin otomatis dan dapat menghentikan aliran pendapatan perusahaan. Bagi banyak orang, taruhan dan tekanan untuk menjalankan produksi kembali sangat tinggi. Dalam kasus ini, menghindari kesalahan manusia atau kesalahan operator yang disebabkan oleh kepanikan sangatlah penting; sangat penting untuk menjaga ketenangan dan fokus yang jernih.

Panduan ini bertujuan untuk mencapai fokus ini. Di antara banyak hal lainnya, panduan ini berupaya memberikan pendekatan langkah demi langkah untuk memecahkan masalah sistem PLC, mendapatkan dasar rasional untuk memandu keputusan perbaikan/penggantian, dan mendefinisikan karakteristik mitra yang cocok untuk dilibatkan untuk melanjutkan operasi.

Langkah-langkah Pemecahan Masalah PLC yang Penting Sebelum Memanggil Dukungan

Langkah pertama adalah menyesuaikan pola pikir Anda bahkan sebelum Anda membuka kabinet kontrol atau mengambil multimeter. Cobalah untuk tidak menganggap PLC sebagai sebuah “kotak ajaib”. Sebaliknya, anggap saja sebagai seperangkat komponen modular, yang terdiri dari empat area fungsional: catu daya (jantung), CPU (otak), Modul I / O (tangan), dan perangkat lapangan (lingkungan). Jika Anda dapat secara mental mengisolasi kesalahan pada salah satu dari empat domain tersebut, hal ini akan membantu meringankan rasa kewalahan dalam melihat keseluruhan sistem kontrol industri dan memungkinkan Anda untuk melakukan triase sistematis yang terkendali.

Banyak orang melaporkan “kegagalan” PLC, yang bukan merupakan kegagalan komponen, melainkan faktor lingkungan yang meniru kerusakan. Melakukan pemeriksaan berikut ini dapat menghemat ribuan dolar.

1. Daya dan Sakelar

Periksa yang sudah jelas terlebih dahulu. Verifikasi kondisi fisik PLC. Apakah sakelar tombol pada CPU secara fisik diputar ke “STOP” atau “REM” (Remote)? Jika terbentur selama pembersihan atau pemeliharaan, urutan program akan berhenti dijalankan. Putar ke “RUN.” Berikutnya, jangan mengandalkan lampu kabinet untuk memverifikasi daya menyala. Gunakan multimeter untuk memverifikasi tegangan pada catu daya. Pemutus yang tersandung, koneksi yang longgar, atau blok terminal yang longgar dapat terlihat seperti CPU yang rusak. Pastikan untuk memeriksa masalah catu daya atau fluktuasi tegangan yang mungkin menyebabkan kegagalan yang terputus-putus.

2. Menguraikan Kode Lampu Kesalahan

LED pelat muka tidak berperilaku secara acak; indikator status ini mewakili informasi dengan menggunakan skema pengodean primitif. Jika lampu “Fault” menyala MERAH pekat, berarti kemungkinan ada semacam kesalahan perangkat keras yang dahsyat, atau pengatur waktu pengawas sudah habis, dan CPU telah memasuki kondisi terkunci untuk mencegah proses berhenti secara tiba-tiba. Jika berkedip MERAH, kadang-kadang dapat dipulihkan, dan dapat mewakili kesalahan luapan matematis berdasarkan input data yang salah atau beberapa konfigurasi I / O yang hilang. Membiasakan diri Anda dengan kode kesalahan ini sangat penting. Selanjutnya, periksa lampu BATT. Jika ini menyala, JANGAN matikan unit sampai Anda mengonfirmasi ada cadangan logika program PLC. Cadangan diperlukan karena jika daya terputus dan baterai mati, program dalam RAM yang mudah menguap akan menyebabkan data hilang dan tidak dapat dipulihkan.

3. Segera Periksa Status Baterai

Untuk banyak sistem lama, dan bahkan beberapa platform saat ini, terdapat baterai lithium yang menjaga program logika tetap hidup selama pemadaman listrik. Jika LED BATT menyala, berarti penggantian baterai harus menjadi prioritas utama untuk mencegah kehilangan data secara permanen. Penting: Mayoritas PLC mengharuskan Anda mengganti baterai saat daya menyala. Jika Anda mematikannya untuk mengganti baterai, Anda akan menghapus memori. Lampu ini tidak boleh diabaikan. Jangan membaca buku panduan untuk memverifikasi status mati.

4. Pemeriksaan Integritas Pengkabelan dan Terminal

Getaran elektronik dan mesin bisa sangat merusak. Ketika mesin bergetar terus menerus dalam jangka waktu yang lama, hal ini akan mengancam integritas kabel. Terminal dan sekrup dapat melonggar, menyebabkan korsleting atau koneksi yang longgar. Untuk melakukan “uji tarik”, tariklah kabel yang terhubung ke catu daya dan kartu input/output secara perlahan. Selain itu, jika kabel netral longgar, dapat menyebabkan gangguan daya dengan mengalirkan daya ke sistem, sehingga terlihat seperti CPU yang tidak berfungsi. Selanjutnya, cari korosi, terutama pada terminal. Terminal yang terkorosi akan menimbulkan hambatan dan panas yang dapat menyebabkan penurunan tegangan sistem secara tiba-tiba.

Mode Kegagalan PLC yang Umum dan Penyebab Kelistrikan

Jika masalah terus berlanjut setelah melalui pemeriksaan dasar, kita harus masuk lebih dalam untuk memahami mengapa sistem kontrol PLC gagal. PLC, meskipun dirancang untuk kondisi yang parah, masih merupakan perangkat elektronik yang mengandung komponen sensitif, dan bisa sangat sensitif. Sangat penting untuk memahami alasan umum kegagalannya untuk mencegah terulangnya kegagalan.

Kegagalan Modul Catu Daya dan Lonjakan Tegangan

Modul Catu Daya (PSM) harus menangani tugas yang paling menantang dalam kabinet kontrol. Tugas PSM adalah mengubah tegangan saluran kotor (120VAC atau 24VDC) dari berbagai sumber listrik menjadi 5VDC jernih yang dibutuhkan oleh CPU dan sirkuit logika. PSM tidak beroperasi sesuai dengan desainnya; PSM mengalami kegagalan fungsi. Alasan paling umum untuk kegagalan modul catu daya adalah daya kotor; khususnya, masalah listrik dalam bentuk lonjakan daya dan fluktuasi tegangan dari jaringan atau dari motor starter besar di sekitarnya.

Catu daya mengandung kapasitor khusus yang disebut elektrolit, yang bertindak sebagai bank untuk menyimpan energi. Dengan panas dan usia, tutup pada PSM akan selalu mengering. Catu daya dapat menyimpan energi yang signifikan dan jika komponen yang berukuran kecil (terpapar panas dan usia) mengalami lonjakan tegangan yang besar, sirkuit proteksi input dapat mengalami short. Catu daya yang korslet tidak akan meledak. Namun, tegangannya akan turun hingga, katakanlah, 4,5V. Hal ini tidak akan membuat CPU terbakar, tetapi akan menyebabkan amnesia logika. Ini adalah fenomena di mana CPU mengalami gangguan, kehilangan komunikasi, atau melakukan boot ulang tanpa alasan yang jelas, yang menyebabkan perilaku yang tidak dapat diprediksi dan operasi yang tidak dapat diandalkan, di mana tidak ada perangkat lunak yang dapat membantu mengatasi kekacauan tersebut.

Stabilitas PLC Anda bergantung pada komponen berkualitas tinggi. Jika catu daya gagal, satu-satunya cara yang dapat diandalkan adalah penggantian yang cepat. Sebagai produsen, OMCH memandang catu daya sebagai perangkat perlindungan yang paling penting. Kami ISO 9001-bersertifikat catu daya industri memastikan kinerja yang stabil dan memiliki fitur keamanan yang komprehensif-termasuk perlindungan hubung singkat dan lonjakan arus-untuk melindungi seluruh sistem kontrol Anda dari ketidakstabilan listrik di masa mendatang.

Masalah Pembakaran dan Pengardean Modul I/O

Perangkat input dan modul output berfungsi sebagai antarmuka antara digital dan fisik dan oleh karena itu merupakan yang paling terpapar tekanan listrik dari dunia luar. Salah satu kegagalan yang paling umum adalah karena Kickback Induktif yang memengaruhi perangkat output. Ketika output PLC mematikan katup solenoid atau kontaktor motor, medan magnet koil runtuh dan tegangan tinggi (EMF balik) dihasilkan dan lonjakan ke arah kartu PLC.

Jika tidak terlindungi, fenomena ini akan terjadi ribuan kali dalam sehari dan pada akhirnya akan menghanguskan transistor output, yang menyebabkan kegagalan modul atau menyebabkan sensor tidak responsif. Selain itu, pastikan pengardean yang benar untuk menghindari masalah pengardean. Jika PLC dan sensor jarak jauh diardekan pada titik yang berbeda, loop arde akan terjadi. Efek loop arde ini menciptakan aliran arus menggunakan kabel sinyal. Kebisingan ini akan menyebabkan PLC membaca sinyal secara tidak benar (mungkin membaca ‘1’ sebagai ‘0’), atau kebisingan akan membakar jejak kecil papan sirkuit tipis. Hal ini akan menyebabkan hilangnya saluran secara instan dan tidak dapat dipulihkan.

Kerusakan CPU dan Ketergantungan Baterai

Secara umum, unit pemrosesan pusat (CPU) adalah unit yang paling kuat dan serbaguna; namun, kegagalannya biasanya paling merusak. Seperti halnya sistem yang dioperasikan dengan baterai lainnya, modul kontrol PLC dapat kehilangan semua memori yang berfungsi. Selain itu, CPU sangat rentan terhadap gangguan listrik dan panas berlebih. Gangguan eksternal yang kuat dari Variable Frequency Drives (VFD) atau peralatan pengelasan dapat menyebabkan gangguan elektromagnetik (EMI) atau gangguan frekuensi radio. Gangguan gangguan listrik ini dapat menyebabkan arus jahat pada kabel komunikasi, menjatuhkan paket dan menyebabkan “Kesalahan Prosesor”, gangguan perangkat lunak, atau bahkan kerusakan perangkat lunak secara total.

Selain itu, manajemen termal adalah yang terpenting. Lingkungan industri sering kali menghadirkan faktor lingkungan seperti debu dan suhu tinggi. Jika kipas pendingin kabinet gagal, panas akan terakumulasi. Elektronik menurun secara eksponensial dengan panas. CPU yang bekerja pada suhu ekstrem (misalnya, 10°C lebih panas dari spesifikasi) akan mengalami penurunan masa pakai hingga 50%, sementara kerusakan termal pada kabel ikatan internal akan menyebabkan kerusakan CPU yang tidak dapat dipulihkan. Pada titik ini, CPU menjadi tidak dapat dipercaya dan harus dikeluarkan dari enklosur.

Strategi Perlindungan Proaktif untuk Mencegah Kegagalan di Masa Depan

Setelah sistem diperbaiki, targetnya menjadi permanen, di mana Anda tidak memperbaiki masalah yang sama dua kali. Perbaikan seharusnya tidak menjadi hal yang biasa; pemeliharaan listrik secara teratur adalah kuncinya. Memastikan kesehatan sistem membutuhkan mitigasi yang tidak hanya sekadar renungan. Tabel berikut menjelaskan teknik khusus, termasuk perlindungan lonjakan arus dan penggunaan trafo isolasi, yang bertujuan untuk melindungi sistem kontrol Anda.

Analisis Biaya: Memperbaiki PLC vs Penggantian Sistem

Ketika kegagalan sistem terjadi, ini adalah keputusan biner: perbaiki PLC lama atau tingkatkan ke yang baru. Ini adalah keputusan keuangan penting yang membutuhkan perhitungan ROI. Apakah layanan perbaikan PLC adalah cara paling efektif untuk menghabiskan anggaran Anda?

Perbaikan standar, menurut industri, akan menelan biaya mulai dari 20%-40% dari harga kamera baru. Industri ini juga memiliki standar, yaitu Aturan 50%. Aturan ini mengatakan, jika menurut Anda layanan perbaikan akan menelan biaya 50%-60% dari penggantian, Anda harus selalu menggantinya untuk mendapatkan masa pakai yang lebih lama dan garansi tambahan.

Seluruh situasi berubah secara dramatis jika suatu komponen dianggap “Usang” atau “Akhir Masa Pakai”. Jika Anda tidak dapat membeli yang baru, pilihan Anda adalah surplus/bekas berisiko tinggi atau, yang kami sebut sebagai perbaikan profesional. Penyedia layanan pemeliharaan yang memenuhi syarat dapat menawarkan “perbaikan profesional” yang pada dasarnya menyetel ulang jam pada perangkat keras.

Selain itu, jangan lupakan biaya teknik penggantian yang tersembunyi. Perangkat lunak juga perlu ditulis ulang dan diuji ulang, yang diperlukan untuk mengganti unit lama pada platform baru dan sering kali merupakan biaya yang membayangi perangkat keras. Mengatasi berbagai masalah melalui perbaikan $800 yang memiliki instalasi “Plug and Play” sering kali lebih cerdas daripada penggantian $500 yang membutuhkan waktu rekayasa $5.000.

Memahami Proses Perbaikan Tingkat Komponen Profesional

Apakah mungkin teknisi listrik di lokasi Anda hanya menyolder kapasitor baru ke papan? Mengapa layanan profesional dibutuhkan? Perbedaannya adalah menemukan akar penyebab dan akar masalah yang sebenarnya. Dalam perbaikan DIY, proses perbaikan profesional dilakukan di klinik perbaikan.

• Pembersihan Ultrasonik

Kontaminan yang terlihat pada papan sirkuit industri, serta debu karbon yang terbakar dan bahan kimia konduktif. Residu konduktif dapat menyebabkan korsleting pada papan sirkuit Anda. Toko-toko profesional merendam papan dalam pembersih ultrasonik menggunakan pelarut yang aman bagi elektronik.

1. Analisis Tanda Tangan dan Pengujian Komponen

Luka bakar mudah terlewatkan, jadi teknisi tidak hanya menganalisis secara visual. Mereka menggunakan perangkat pemosisian ulang analisis tanda tangan logis untuk menyelidiki chip untuk pengujian pasif. Mereka menguji kapasitor untuk mengetahui Resistansi Seri Ekuivalen (ESR). Sebuah kapasitor mungkin terlihat sempurna secara fisik. Kami menyaring tegangan, lalu membakarnya.

• Pembuatan Profil dan Pengerjaan Ulang BGA

PLC modern menggunakan chip Ball Grid Array (BGA), yang memiliki ratusan kontak di permukaan bawah. Tidak mungkin menyoldernya dengan tangan. Stasiun pengerjaan ulang inframerah adalah peralatan kelas profesional, dan ini adalah kaset untuk menyamakan presisi mikroskopis, mengangkat dan mengganti prosesor.

• Langkah Krusial: Pengujian Beban

Di sinilah perbaikan DIY gagal. Output PLC dapat dengan mudah memicu LED di meja kerja. Namun, ketika digunakan untuk mengontrol katup solenoid 2-amp, mungkin akan gagal karena driver internal yang rapuh. Toko-toko profesional menerapkan apa yang disebut bank beban dinamis. Ini digunakan untuk menjalankan PLC yang diperbaiki dengan beban listrik yang berkelanjutan seperti yang mungkin ditemukan di pabrik nyata, kadang-kadang selama 24 hingga 48 jam. Proses burn-in ini mendeteksi kegagalan kematian bayi saat unit masih berada di toko profesional daripada setelah dikirim kembali ke fasilitas pengguna.

Kriteria untuk Memilih Penyedia Perbaikan PLC yang Andal

Tidak semua layanan perbaikan PLC dibuat sama. Hambatan untuk masuk rendah, tetapi hambatan untuk menjadi yang terbaik tinggi. Saat memeriksa penyedia layanan pemeliharaan untuk menangani aset otomasi kritis Anda, carilah tiga kriteria yang tidak dapat dinegosiasikan ini:

1. Struktur garansi: Garansi minimal 12 bulan adalah garansi minimum yang dapat diterima. Sebuah toko yang hanya memiliki garansi 90 hari hanya memiliki sedikit kepercayaan dalam pengerjaannya.
2. Rig Uji Aktif: Tanyakan kepada mereka secara khusus: “Apakah Anda memiliki rak dan CPU untuk menguji model yang tepat untuk saya?” Ada banyak broker yang mengaku sebagai bengkel, tetapi pada kenyataannya, mereka mengalihdayakan semua pekerjaan. Tidak ada tempat uji coba berarti tidak ada pengetahuan.
3. Kemampuan Buru-buru: Hari libur bisa jadi mahal. Mitra yang baik untuk perusahaan Anda harus dapat memberikan opsi ‘Rush’ dalam 24-48 jam untuk permintaan mendesak Anda.

Dengan mempertimbangkan kriteria-kriteria ini, tabel berikut ini memberikan analisis komparatif singkat mengenai perusahaan-perusahaan terkemuka ini.

Pendapat Akhir tentang Memaksimalkan Waktu Kerja Peralatan Industri

Terlepas dari kerusakan yang terjadi, perbaikan akan selalu diperlukan. Tapi ini adalah pendekatan ‘ambulans’ setelah Anda melewati jurang. Pada akhirnya, setiap kegagalan PLC menunjukkan kenyataan yang memprihatinkan: lingkungan kontrol Anda tetap sangat tidak stabil. Anda dapat terus memperbaiki kerusakan yang disebabkan oleh perbaikan lain, atau Anda dapat mengurangi kegagalan ini dengan memperkuat sistem kabinet Anda untuk menahan kebisingan listrik, panas, dan lonjakan listrik yang akan melenyapkan komponen yang rapuh.

Sebagai produsen dengan pengalaman produksi selama 38 tahun, kami telah memahami kesulitan dalam bekerja di lingkungan pabrik. Komitmen kami untuk menyediakan komponen industri yang stabil tetap teguh. Dengan lebih dari 72.000 pelanggan di 100 negara, kami memiliki banyak pengetahuan dari berbagai industri untuk membantu kami membangun pemahaman pabrik yang lengkap. Teknisi kami yang berpengalaman lebih dari 20 tahun sangat ingin membantu Anda menemukan solusi yang paling tepat dan profesional untuk masalah otomasi Anda.

Jangan menunggu kerusakan berikutnya. Menyediakan sistem Anda dengan daya yang bersih dan isolasi sinyal yang layak mereka dapatkan. Jelajahi Katalog OMCHe hari ini untuk menemukan catu daya industri, relai, dan komponen perlindungan yang mengubah sistem yang rapuh menjadi benteng.