擠出吹塑中空成型機程序控制系統的維護與保養

龐陽 邱睿 邱建成

（蘇州同大機械有限公司）

前 言

擠出吹塑中空成型機（含生產線）的動作程序控制系統普遍采用了PLC可編程控制器，PLC可編程控制器的維護與保養方法正確與否，影響到中空成型機的正常生產與使用壽命，本文主要介紹PLC可編程控制器的維護與保養方法，給中空成型機的使用與操作者提供一些思路與方便。

1.PLC可編程控制器的維護與保養方法

擠出吹塑中空成型機的動作控制系統主要采用了PLC可編程控制系統，所以在此主要介紹PLC控制系統（PLC控制器）的維護與保養。

應用于吹塑機的PLC控制器品種有多種型號，各個吹塑機制造廠家選用的規格、型號均有不同，其工作原理基本相同，維護方法也是基本類似。

一種PLC控制器的外形圖，見圖1。

圖1一種PLC控制器外形圖

1.1 對PLC可編程控制器的定期檢查

為了使PLC控制器連續工作在最佳狀態，周期性檢查是非常必要的，因為PLC控制器的主要部件是半導體器件，而且是長期運行，所以工作環境將對其產生影響，有時會造成損壞，檢查內容如下：

1）供電電源：

供電電壓是否為額定電壓；供電頻率是否為額定頻率。

2）運行環境：

溫度、濕度、振動、粉塵等環境條件是否符合要求。

3）安裝：

接地電阻是否符合要求，應定期（一般為一年1～2次）采用500V搖表進行搖測；安裝是否牢固，應定期（一般為一年1～2次）對緊固螺栓進行緊固；各接線是否接觸良好，接線螺絲必須上緊（氣候條件發生較大變化時需要特別注意），外觀不能有異常。

4）定期進行清掃，去除控制器表面的灰塵與周邊的雜物。

2.鋰電池和繼電器的更換

PLC控制器中的鋰電池和繼電器輸出型的觸點為損耗性器件，使用較長時間后，需根據具體情況進行更換。圖2，用于PLC控制器的幾種不同規格鋰電池的外形圖。

圖2 PLC控制器的不同規格鋰電池的外形圖

1）鋰電池的更換：

鋰電池的作用是保護存放在RAM（隨機存儲器）中的程序和計數器中的內容。在25℃時，鋰電池的壽命一般是5年左右，環境溫度越高時其使用壽命越短。當電池失效時，CPU的ALARM指示燈閃爍，此后一周內必須盡快更換鋰電池。

更換步驟：

① 斷開PLC控制器的供電電源，若開始PLC控制器的電源是斷開的，則需先接通至少通電15s以上，（這樣做可使作為存儲器備用電源的電容器充電，在鋰電池斷開后，該電容可對PLC控制器進行短暫供電，以保護RAM中的信息不丟失）然后再斷開電源；

② 打開CPU蓋板(視不同廠家的產品，其打開方式不同，應參照其說明書，以免損壞設備)；

③ 在5分鐘內(當然越快越好)，從支架上取下舊電池，并裝上新電池（電池型號必須一致）；

④ 重新裝好CPU蓋板；

⑤ 用編程器清除ALARM。

2）PLC控制器繼電器的更換步驟：

① 斷開PLC控制器的供電電源；

② 打開蓋板；

③ 采用廠家提供的專用工具，取出損壞的繼電器并安裝上新的（特別注意繼電器型號，與使用電壓必須一致）；

④ 檢測各個接點是否正常，確認更換無誤；

⑤ 裝好蓋板。

3.PLC控制器故障的查找

PLC控制器一般有很強的自診斷能力，當PLC控制器自身故障或外圍設備故障，都可用PLC控制器上具有的診斷指示功能的發光二極管的亮滅來診斷。

1）基本的查找故障順序

提出下列問題，并根據發現的合理動作逐個否定。一步一步地更換各種模塊，直到故障全部排除。所有主要的修正動作能通過更換模塊來完成。除了一把螺絲刀和一個萬用電表外，并不需要特殊的工具，不需要使用示波器，高級精密電壓表或特殊的測試程序。

① PWR（電源）燈亮否？如果不亮，在采用交流電源的框架的電壓輸入端（98-162VAC或195-252VAC）檢查電源電壓；對于需要直流電壓的框架，測量+24VDC和0VDC端之間的直流電壓，如果不是合適的AC或DC電源，則問題發生在PLC之外。如AC或DC電源電壓正常，但PWR燈不亮，檢查保險絲，如果必要的話，就更換CPU框架。

② PWR（電源）燈亮否？如果亮，檢查顯示出錯的代碼，對照出錯代碼表的代碼定義，做相應的修正。

③ RUN（運行）燈亮否？如果不亮，檢查編程器是不是處于PRG或LOAD位置，或者是不是程序出錯。如RUN燈不亮，而編程器并沒插上，或者編程器處于RUN方式，且沒有顯示出錯的代碼，則需要更換CPU模塊。

④ BATT（電池）燈亮否？如果亮，則需要更換鋰電池。由于BATT燈只是報警信號，即使電池電壓過低，程序也可能尚沒改變。更換電池以后，檢查程序或讓PLC試運行。如果程序已經出現錯誤，在完成系統編程初始化后，將錄在磁帶上（或是其它儲存方式）的程序重新裝入PLC，有些機型則需要人工重新輸入程序；輸入程序后認真檢查程序是否正確無誤。

在潮濕的天氣條件下，如果設備處于停機狀態，PLC控制器沒有采用外電供電，有可能因為氣候潮濕形成的小水珠造成PLC控制器內部的線路短路，鋰電池容易很快被放電，而造成控制程序的丟失，這種情況下，一般都會需要重新進行程序的輸入；程序重新輸入后均需要進行認真仔細的確認和檢查。

⑤ 在多框架系統中,如果CPU是工作的，可用RUN`繼電器來檢查其它幾個電源的工作。如果RUN繼電器未閉合(高阻態)，按上面講的檢查AC或DC電源如AC或DC電源正常而繼電器是斷開的，則需要更換框架。

2）查找故障步驟

首先，插上編程器，并將開關打到RUN位置，然后按下列步驟進行檢查。

① 如果PLC停止在某些輸出被激勵的地方，一般是處于中間狀態，則查找引起下一步操作發生的信號（輸入，定時器，線圈，行程開關等）。編程器會顯示那個信號的ON/OFF狀態。

② 如果輸入信號，將編程器顯示的狀態與輸入模塊的LED指示作比較，結果不一致，則更換輸入模塊。如發現在擴展框架上有多個模塊要更換，那么，在更換模塊之前，應先檢查I/O擴展電纜和它的連接情況。

③ 如果輸入狀態與輸入模塊的LED指示指示一致，就要比較一下發光二極管與輸入裝置（按鈕、限位開關等）的狀態。如二者不同，測量一下輸入模塊，如發現有問題，需要更換I/O裝置，現場接線或電源；否則，需要更換輸入模塊。

④ 如信號是線圈，沒有輸出或輸出與線圈的狀態不同，就得用編程器檢查輸出的驅動邏輯，并檢查程序清單。檢查應按從右到左進行，找出第一個不接通的觸點，如沒有通的那個是輸入，就按第二個和第三個節點繼續檢查該輸入點，如是線圈，檢查該線圈所控制的通、斷。要確認是哪個繼電器所影響的邏輯操作。

⑤ 如果信號是定時器，而且停在小于999.9的非零值上，則要更換CPU模塊。

⑥ 如果該信號控制一個計數器，首先檢查控制復位的邏輯，然后是計數器信號。

4.PLC組件的更換

更換PLC系統組件的步驟：

1）更換框架：

① 關閉切斷AC電源，如裝有編程器，取掉編程器；

② 從框架右端的接線端板上，取下塑料蓋板，拆去電源接線；

③ 取下所有的I/O模塊。如果原先在安裝時有多個工作回路的話，不要搞亂I/O的接線，并記下每個模塊在框架中的位置，做好標記，以便重新插上時不至于搞錯；

④ 如果是CPU框架，拔除CPU組件和填充模塊，將它放在安全的地方，以便以后重新安裝；

⑤ 卸去底部的二個固定框架的螺釘，松開上部二個螺釘，但不用拆掉；

⑥ 將框架向上推移一下，然后把框架向下拉出來放在旁邊；

⑦ 將新的框架 從頂部螺釘上套進去，裝上底部螺釘，將四個螺釘都擰緊。

⑧ 插入I/O模塊，注意插入位置要與拆下時一致，如果模塊插錯位置，將會引起控制系統危險的或者錯誤的操作，但不會損壞模塊；

⑨ 插入卸下的CPU和其他模塊，在框架右邊的接線端上重新接好電源接線，再蓋上電源接線端的塑料蓋；

⑩ 檢查一下電源接線是否正確，然后再通上電源，仔細地檢查整個控制系統的工作，確保所有的I/O模塊位置正確，程序有沒有發生變化。

注意：PLC可編程控制器的模塊插接部位的接觸部分可能因為工作環境的問題或是使用年限夠長造成接觸不良，在重新進行插接時可采用醫用酒精進行搽拭，去除接觸部位表面的污垢，以確保接觸良好。

2）CPU模塊的更換：

① 切斷電源，如插有編程器的話，把編程器取掉；

② 向中間擠壓CPU模塊面板的上下緊固扣，使它們脫出卡口；

③ 把模快從槽中垂直拔出，如果CPU上裝著EPROM存儲器，把EPROM取下，裝在新的CPU上；

④ 首先將印刷線路板對準底部導槽，將新的CPU模塊插入底部導槽，輕微的晃動CPU模塊，使CPU模塊對準頂部導槽，把CPU模塊插進框架，直到二個彈性鎖扣扣進卡口；

⑤ 重新插上編程器，并通電；

⑥ 在對系統編程初始化后，把錄在磁帶上的程序（早期產品控制程序采用磁帶存儲）或是計算機中的程序重新裝入。仔細檢查整個系統的操作是否正常。

3）I/O模塊的更換：

① 切斷框架和I/O系統的電源，卸下I/O模塊接線端上塑料蓋，拆下有故障模塊的現場接線，拆去I/O接線端的現場接線或卸下可拆卸式接線插座，這要視模塊的類型而定，給每根線貼上標簽或記下安裝連線的標記，以便于重新連接，向中間擠壓I/O模塊的上下彈性鎖扣，使它們脫出卡口，垂直向上拔出I/O模塊；

② 仔細檢查模塊的插座接觸面有無污染，如果有污染，可以采用棉球蘸醫用酒精進行清洗并且待其干燥；

③ 重新安裝插入新的相同型號I/O模塊，安好卡口，重新牢固連接拆卸的接線，通電仔細檢查系統的操作是否正常。

5.動作程序發生誤動作的可能原因

在一些擠出吹塑中空成型機的實際運行中，可能遇到發生PLC程序控制器出現誤動作的情況的發生，誤動作的表現比較多樣性，如前后動作順序發生變化，設備在靜止狀態型突然啟動，一旦控制系統發生這種亂動作狀況，將可能導致不安全的事故發生，嚴重時可能危害操作人員或設備維修人員的人身安全。究其原因可能有以下幾種狀況出現。

1）PLC控制器的輸入輸出線的外表塑料絕緣破裂或是磨損，導致輸入、輸出信號發生干擾，錯亂，這種情況出現比較普遍，但是在現場維護中有時候很難查找具體的線路破損的地方，需要細致查找才行。

2）PLC控制器模塊的插腳部分與插座接觸不良，插腳部分污染較重發生信號短路，這些故障可以采用醫用酒精進行清洗干凈，清洗時注意防火即可，這類故障并不少見，特別是一些環境條件相對較差的場地，以及設備使用年限較長的吹塑機生產線更加容易發生。

3）PLC內部輸入、輸出繼電器或是外圍輸入、輸出繼電器發生故障，可進行零件更換或是修復。

4）接線排可能因為環境污染導致信號短接，這種狀況容易發生在一些長期沒有對電控箱進行有效清潔的情況下。

5）控制器電路板的表面可能附有極細的導電顆粒或是細絲，特別是一些加工導電塑料的加工現場更加需要注意此類故障。

結 語

在PLC可編程控制系統中，其它電氣零部件的維護保養工作相對要簡單一些，但每年季節變化時氣候環境條件的突然變化都是值得重視的，特別是環境濕度突然變大時應該及時進行相關的處理，防止因為環境濕度過大時造成對PLC可編程控制器的損壞，按照相關的技術要求進行定期的維護保養工作是保障設備正常運行的基礎。