لماذا تفشل أنظمة التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) من سيمنز في المشاريع الصناعية؟ (رؤى حقيقية من مصنعي المعدات الأصلية)

لماذاسيمنزأعطال أنظمة الأتمتة تحدث بالفعل

لنكن صريحين.

معظم سيمنزنظام التشغيل الآليلا تُعتبر حالات الفشل حالات فشل منطقية.

إنها حالات فشل في دمج العالم المادي مع العالم الحقيقي:

• لم يتم تأريض غلاف الكابل بشكل صحيح

• وحدات ET200 المثبتة في بيئات ذات تداخل كهرومغناطيسي عالٍ

• تم تكوين مقاومات إنهاء PROFIBUS بشكل غير صحيح

• زيادة الحمل على اتصالات CP في أنظمة الاستطلاع العالي

تكمن المشكلة هنا: يفترض العديد من المهندسينسيمنزالأنظمة "جاهزة للتشغيل". في الواقع، هي حساسة للغاية لبنية الشبكة ونظام التأريض.

سبق أن راجعنا مصنعًا في فيتنام حيث كانت تحدث أعطال عشوائية في اتصال جهاز S7-1500 كل 3-4 ساعات. ما السبب الرئيسي؟ كابل غير محمي بطول 20 مترًا يمتد بموازاة خط طاقة محرك التردد المتغير. خطأ بسيط، ومشكلة كبيرة.

كيفسيمنزبنية S7-400 Rack ذات 9 فتحات تعمل عملياً

السيمنزالمواصفات الفنية لحامل S7-400 ذي 9 فتحاتغالباً ما يُساء فهمها.

نظرياً، هو مجرد نظام لوحة خلفية. عملياً، هو العمود الفقري لتوقيت التحكم الحتمي.

يتضمن التكوين النموذجي ما يلي:

• فتحة وحدة المعالجة المركزية (CPU)

• وحدة اتصال CP

• عديدسيمنزبطاقات وحدة الإدخال/الإخراج

يغفل العديد من المشترين عن سلوك تحميل الفتحات. فإذا وُضعت الوحدات ذات الأحمال العالية بالقرب من بعضها البعض دون وجود مسافة حرارية مناسبة، فستحدث عدم استقرار متقطع في اللوحة الخلفية.

لقد رأينا هذا في أنظمة أتمتة مصانع الصلب حيث تم تكديس رفوف S7-400 بشكل مفرط داخل خزائن غير جيدة التهوية.

كيفية التكوينسيمنزنظام الإدخال/الإخراج الموزع ET200 (عرض الشركة المصنعة الأصلية)

السيمنزنظام الإدخال/الإخراج الموزع ET200إنها قوية للغاية - ولكن من السهل للغاية أيضًا أن تُضبط بشكل خاطئ.

في المشاريع الحقيقية، تتمثل الأخطاء الأكثر شيوعًا فيما يلي:

• عنوان العقدة خاطئ في PROFINET

• افتراضات معدل نقل البيانات المختلطة في PROFIBUS DP

• تجميع الوحدات غير صحيح (رقمي + تناظري مختلط بدون تجزئة)

إليكم ما يغفل عنه العديد من المهندسين:
إن ET200 ليس مجرد "إدخال/إخراج عن بعد". إنه امتداد في الوقت الحقيقي لعقل PLC.

إذا تجاوز زمن استجابة الشبكة افتراضات التصميم، فلن تحصل على تأخيرات فحسب، بل ستحصل على حلقات تحكم غير مستقرة.

سيمنز برنامج تعليمي لبرمجة وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة S7-1500 في بوابة TIA (الفجوة الواقعية)

يبحث الجميع عنسيمنزبرنامج تعليمي لبرمجة وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة S7-1500 في برنامج TIA Portalلكن معظم الدروس التعليمية تتجاهل القيود الصناعية الحقيقية.

في المشاريع الحقيقية:

• دورات مسح الشبكة أهم من أناقة الكود

• يُعد استقرار بنية OB أكثر أهمية من كتل الوظائف

• يُعد توقيت مؤقت المراقبة أكثر أهمية من تحسين المنطق

بصراحة، هذه هي النقطة التي يواجه فيها العديد من المهندسين المبتدئين صعوبة. يعمل البرنامج في بيئة المحاكاة ولكنه يفشل تحت الحمل الحقيقي لأن تذبذب دورة المسح لم يُؤخذ في الاعتبار.

منظور مصنعي المعدات الأصلية/مصممي التصميم الأصلي: ما لا تخبرك به المصانع

من وجهة نظر تصنيع المعدات الأصلية،سيمنزغالباً ما يتم دمج الأنظمة في:

• أنظمة التحكم في الضاغط المثبتة على قاعدة انزلاقية

• لوحات التحكم الآلي لمعالجة المياه

• خزائن توزيع الطاقة

• لقد لاحظنا مشكلة متكررة: يركز مصنعو المعدات الأصلية بشكل مفرط على تصميم النظام ويتجاهلون تبديد الحرارة على مستوى الخزانة.

حالة حقيقية واحدة: أسيمنزنظام التشغيل الآليتعطل الجهاز المثبت في بيئة استوائية بشكل متكرر بسبب تجاوز درجة حرارة الخزانة الداخلية 55 درجة مئوية. كانت وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) سليمة، لكن البيئة لم تكن كذلك.

التعليمات -سيمنزأسئلة هندسية حقيقية حول وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)

س1: لماذا يفعل أسيمنزهل يتعطل نظام PLC حتى عندما تكون الأجهزة جديدة؟

لأن معظم الأعطال تأتي من الأسلاك أو التأريض أو بنية الاتصالات - وليس من عيوب الأجهزة.

س2: ما هو الأكثر شيوعاًسيمنزمشكلة في وحدة المعالجة المركزية في التطبيقات الميدانية؟

عدم استقرار الاتصال بالشبكة ناتج عن تكوين وحدة CP غير الصحيح أو حركة مرور PROFINET الزائدة.

س٣: ما مدى أهميةسيمنزمكان وضع وحدة الإدخال/الإخراج داخل رف S7-400؟

مهم للغاية. يؤثر موضع الفتحة على السلوك الحراري واستقرار اتصال اللوحة الخلفية.

س4: لماذاسيمنزهل يفقد نظام الإدخال/الإخراج الموزع ET200 الاتصال بشكل متقطع؟

عادة ما يكون ذلك بسبب مشاكل في حماية الكابلات، أو التوصيل الخاطئ، أو التداخل الكهرومغناطيسي من محركات الأقراص القريبة.

س5: ما الذي يسبب الفشل فيسيمنزمشاريع برمجة وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة S7-1500؟

افتراضات غير صحيحة حول وقت الدورة وجدولة المهام في الوقت الفعلي بشكل سيئ داخل بوابة TIA.

س6: هلسيمنزهل لا يزال تكوين الرف S7-400 ذو 9 فتحات مستخدمًا في المصانع الحديثة؟

نعم، وخاصة في مجال توليد الطاقة وأنظمة التحكم الموزعة الهجينة القديمة.

س7: ما هو أكبر سوء فهم حولسيمنزتصميم نظام أتمتة؟

أنها "مدفوعة بالبرمجيات فقط". في الواقع، 70% من حالات الفشل كهربائية أو بيئية.

خاتمة

أ سيمنزنظام PLCإنها متينة للغاية - ولكن فقط عند تصميمها وفقًا لمبادئ الهندسة الواقعية.

في المشاريع الصناعية، نادراً ما يتعلق النجاح باختيار وحدة المعالجة المركزية المناسبة أو كتابة منطق مثالي. بل يتعلق بفهم كيفيةسيمنزوحدات المعالجة المركزية، ووحدات الإدخال/الإخراج من سيمنز، ووحدات الاتصال من سيمنز CPالتصرف تحت ضغط كهربائي وحراري وشبكي حقيقي.

الخلاصة:

إذا كنت تعالجسيمنز إذا اعتبرنا الأتمتة هندسة رقمية بحتة، فسوف تواجه إخفاقات لا يمكن التنبؤ بها.
إذا تعاملت معه كنظام كهروميكانيكي كامل، فإنه يصبح أحد أكثر المنصات استقرارًا في مجال الأتمتة الصناعية.