En esta publicación, daré algunas instrucciones básicas que provienen de mi experiencia personal para brindarle una guía sobre cómo es la resolución de problemas en sistemas de automatización (PLC/DCS):
La resolución de problemas de los sistemas de automatización tiene en general la misma táctica para encontrar la solución a la falla del sistema.
Sin embargo, dependiendo de la complejidad y el tamaño de la aplicación y del sistema de automatización específico, los pasos para la solución de problemas serían un poco diferentes o más complicados.
El mejor conocimiento se obtiene mediante la práctica y las condiciones reales de resolución de problemas. Practicar una y otra vez es la solución en mi opinión. ¡¡Cualquier suplemento y comentario es bienvenido!!
Solucionar problemas de un sistema PLC
Antes de continuar, aceptamos que los sistemas de automatización modernos tienen PLC para controlar la aplicación. Si tenemos una aplicación pequeña entonces el sistema posiblemente tenga un microPLC (o nanoPLC) u otro tipo de controlador compacto (muchas veces esto depende de la aplicación).
Dije sistemas de automatización modernos porque en el pasado (antes de que los PLC y otros controladores compactos fueran conocidos y utilizados por las empresas de desarrollo de automatización), el control de un sistema de automatización se realizaba únicamente con relés.
Investigar el programa del controlador
Lo primero que debemos hacer es averiguar si cumplimos las condiciones adecuadas para la operación que está defectuosa. Para ello debemos encontrar la “mente” de nuestro sistema.
Esta “mente” es el controlador (ya sea una especie de PLC u otro tipo de controlador compacto). Si no cumplimos con las condiciones adecuadas, entonces debemos investigar el programa del controlador para averiguar el origen del problema (SIEMPRE revise que aparezcan mensajes en SCADA. Esto guiará más rápido a la solución porque en SCADA aparece información importante como falla /descripción de alarma o una dirección específica en el PLC).
Lo que descubriremos es...
ya sea una señal defectuosa del hardware (por ejemplo, una señal digital de un botón o una señal digital de un interruptor mecánico o una señal digital de un contacto de relé que "no llega" a la entrada del controlador o una señal analógica que tiene valores incorrectos) o una señal defectuosa de otro sistema de software (por ejemplo, SCADA).
Investigar las condiciones que surgieron del hardware.
Cuando concluimos sobre el origen del problema, entonces dejamos por un momento el programa del controlador y salimos a comprobar nuestras conclusiones.
Ya deberíamos haber encontrado los dibujos del sistema de automatización para poder ver las conexiones de los componentes que queremos comprobar.
Por ejemplo, si descubrimos que tenemos una señal digital de un botón que “no llega” a la entrada del controlador, entonces tomamos nuestro multímetro y vamos a revisar el botón.
Si el botón está bien, investigamos si hay algún fusible entre el botón y la entrada del controlador. Si lo hay, lo comprobamos.
Si el fusible está bien, entonces investigamos el recorrido del cable.
Quizás tengamos un cable cortado. Si el cable está bien, entonces quizás tengamos un problema de hardware en la entrada del controlador y quizás debamos cambiar este módulo de entrada por uno nuevo o arreglarlo (las reparaciones deben ser realizadas por personal calificado).
Investigar el hardware tras las salidas de nuestro controlador.
Si concluimos que estamos en las condiciones adecuadas, entonces debemos revisar los componentes que tenemos entre el controlador y el equipo defectuoso (nos referimos al equipo que no funciona como debería).
Por ejemplo, si tenemos un horno industrial que no cierra la puerta (aunque tengamos las condiciones para cerrar la puerta desde el programa), tal vez tengamos un relé defectuoso que se energiza desde el PLC (u otro controlador) para cerrar la puerta.
Si el relé está bien, entonces quizás tengamos problema con el motor que se encarga de cerrar la puerta. Debemos verificar el estado del motor (bobinas del motor, piezas mecánicas)
Si el motor está bien, debemos verificar los valores de voltaje que llegan a la entrada del motor (con nuestro multímetro) y también verificar el estado del cable si las medidas del multímetro no son correctas.
Si el voltaje y el cable están bien, entonces tal vez tengamos un atasco en algún lugar de la construcción de la puerta del horno.
¡Las unidades de potencia son una “ventaja”!
Generalmente, cuando tenemos unidades de potencia (variadores) en nuestro sistema de automatización para accionar un motor, entonces debemos tener juntos el manual de la unidad de potencia específica.
Esto se debe a que las unidades de potencia cuentan con un display digital o displays LED de 7 segmentos o simples LEd’s para informarnos sobre la falla que existe en su interior o en el motor accionado.
Esto es muy útil para ingenieros y técnicos. Además, las unidades de potencia modernas tienen algoritmos especiales para verificar el estado del motor, los valores de voltaje y corriente, etc.
Por ejemplo, si un motor se sobrecalienta, el variador nos informará de ello porque verifica continuamente el sensor de temperatura (por ejemplo, el termistor) que se encuentra dentro de la carcasa del motor.
Luego debemos revisar el motor si realmente está sobrecalentado o tenemos algún sensor de temperatura defectuoso que debemos reemplazar.
Verificar el estado de los controladores
Algunas veces, cuando la CPU de nuestro PLC detecta una condición inaceptable en el flujo del programa, entonces pasa al modo “STOP” y posiblemente un led parpadea indicando este mal funcionamiento.
Además, si ocurre algún otro mal funcionamiento en el sistema, algunos LED indican el tipo de falla (consulte el manual del controlador para obtener más información). El mismo comportamiento tiene en general cualquier tipo de controlador que se establezca en un sistema de automatización.
Sistemas de seguridad
Muchos sistemas de automatización (a menudo máquinas de producción) tienen en su diseño algunos "sistemas de seguridad" como "Pilz" o "Siemens Sirius".
Se trata de controladores compactos e inteligentes para controlar situaciones como la apertura de puertas protectoras o la parada de emergencia. Cuando ocurre algo de esto, el sistema de seguridad detiene el funcionamiento del sistema de automatización para protección de personas y máquinas.
Para restablecer el sistema de automatización al estado funcional, existen instrucciones especiales en los manuales de los sistemas de seguridad.
La conclusión de todo lo anterior es tener una táctica paso a paso para la resolución de problemas. Con el paso del tiempo y adquiriendo más experiencia, quizás nos saltemos algunos pasos, sobre todo si somos el personal responsable del mantenimiento de un sistema con el que nos topamos a diario.
Sin embargo, una buena táctica es ser organizado y paciente. ¡Buena suerte con tus esfuerzos!