Prevención y Detección de Fallos en PLCs para Plantas Industriales

Los Controladores Lógicos Programables (PLCs) son dispositivos indispensables en el mundo de la automatización y sistemas de control industrial. Sirven como el cerebro detrás del funcionamiento de varias máquinas y procesos y mantienen el equipo automatizado funcionando sin problemas. Aunque los PLCs son conocidos por su naturaleza robusta, como todos los dispositivos electrónicos, no son inmunes al desgaste o a las fallas ocasionales.

En este artículo, exploraremos estos componentes cruciales, te mostraremos algunos de los problemas más comunes con ellos y te ofreceremos consejos de solución de problemas si necesitas realizar reparaciones. ¡Si estás teniendo problemas con tu maquinaria automatizada, la siguiente información podría ser útil!

Razones por las que Fallan los Sistemas de PLC

Los sistemas de PLC son componentes integrales de muchas máquinas industriales, y su falla puede ser catastrófica en términos de producción. Echemos un vistazo a algunas de las fallas más comunes de los PLCs.

Fallas Eléctricas en PLCs

Los problemas eléctricos pueden derivarse de sobretensiones, fluctuaciones de voltaje o cortocircuitos. Estos pueden dañar los componentes internos del PLC, provocando mal funcionamiento. El mantenimiento eléctrico regular y la protección contra sobretensiones pueden mitigar estos riesgos

¿Qué tipo de problemas eléctricos pueden afectar a los PLCs?

1. Sobretensiones: Picos de voltaje repentinos y de corta duración, que pueden ser causados por descargas atmosféricas, fallas en la red eléctrica o la conmutación de grandes cargas. ️
2. Fluctuaciones de voltaje: Variaciones en el voltaje de la red eléctrica, que pueden ser cíclicas (por ejemplo, debido a la demanda cambiante) o aleatorias (por ejemplo, debido a fallas en el generador).
3. Cortocircuitos: Fallos en el aislamiento eléctrico que causan que la corriente circule por un camino no deseado, generando calor excesivo y daños en los componentes.

¿Cuáles son las consecuencias de las fallas eléctricas en los PLCs?

• Daños a los componentes internos: Las sobretensiones, las fluctuaciones de voltaje y los cortocircuitos pueden dañar permanentemente los componentes electrónicos del PLC, como microprocesadores, memorias y circuitos integrados.
• Mal funcionamiento del PLC: Un PLC con componentes dañados puede funcionar de manera errática, enviar comandos incorrectos a la maquinaria o incluso detenerse por completo.
• Pérdida de datos: Las fallas eléctricas pueden corromper los datos almacenados en la memoria del PLC, como programas de control, recetas de producción o historiales de mantenimiento.
• Tiempos de inactividad costosos: Un PLC defectuoso puede provocar paradas en la producción, lo que genera pérdidas económicas significativas y retrasos en la entrega de productos.

¿Cómo prevenir las fallas eléctricas en los PLCs y proteger su inversión?

• Mantenimiento eléctrico preventivo: Realizar inspecciones regulares de las instalaciones eléctricas, incluyendo la revisión de cableado, conexiones, protecciones y puesta a tierra, para detectar y corregir posibles fallos antes de que causen daños.
• Protección contra sobretensiones: Instalar dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) para desviar o limitar los picos de voltaje y proteger los equipos electrónicos sensibles, como los PLCs. ️
• Regulación de voltaje: Utilizar reguladores de voltaje para mantener un suministro de energía estable y evitar fluctuaciones que puedan dañar los PLCs.
• Monitoreo continuo del estado eléctrico: Implementar un sistema de monitoreo continuo del voltaje, la corriente y la calidad de la energía para detectar anomalías y tomar medidas preventivas. ️
• Capacitación del personal: Brindar capacitación al personal de planta sobre los riesgos de las fallas eléctricas, las prácticas de mantenimiento preventivo y el uso adecuado de los equipos de protección. ‍

CONTENIDO ÚTIL – Cambio de PLC-5 y E/S 1771 a ControlLogix: Desafíos y Pasos

Factores Ambientales que afectan al PLC

Los PLCs a menudo están expuestos a entornos industriales severos, incluidas temperaturas extremas, humedad, polvo y sustancias corrosivas. Con el tiempo, estos factores pueden pasar factura al hardware del sistema, causando fallas. El mantenimiento y reparación rutinarios de los PLCs, incluidas las medidas de limpieza y protección, son esenciales para minimizar el impacto de los factores de estrés ambiental.

Hablemos sobre qué factores ambientales deben considerarse en el uso de PLC:

En primer lugar, está la temperatura. Cada PLC tiene su propio rango de temperatura de trabajo más adecuado. No es aceptable exceder el límite inferior de temperatura, ni el límite superior de temperatura. La disipación del calor del equipo es importante. No lo coloques demasiado cerca de otros componentes, lo que afectará la ventilación del equipo. Si es necesario, se debe instalar un ventilador dedicado u otro disipador de calor.

En segundo lugar, está la humedad. El entorno de trabajo del PLC no teme la sequedad, pero realmente teme la humedad. Si la humedad en el sitio ya tiene un nivel de condensación, se recomienda no utilizarlo para evitar problemas como cortocircuitos.

Finalmente, está el problema de la interferencia electromagnética. No utilices PLCs en áreas donde la interferencia sea particularmente grave, incluso si el equipo integra protección de aislamiento, no asumas ese riesgo.

Problemas de Software en PLCs

Los PLCs dependen de programas de software para ejecutar tareas. Errores de programación, corrupción de software o incompatibilidades pueden provocar fallas del sistema. Las actualizaciones regulares y las prácticas de programación diligentes pueden ayudar a prevenir estos problemas.

Desgaste de Componentes en los PLCs

Con el tiempo, los componentes mecánicos de un PLC, como ventiladores, conectores y sistemas de enfriamiento, pueden desgastarse. Esto puede provocar sobrecalentamiento, problemas eléctricos y rendimiento reducido. El mantenimiento y reparación programados de los PLCs pueden identificar y reemplazar componentes desgastados.

Interferencia Externa que afectan al PLC

La interferencia electromagnética (EMI) o la interferencia de radiofrecuencia (RFI) de equipos cercanos o fuentes eléctricas puede interrumpir el funcionamiento de un PLC. Técnicas de blindaje, conexión a tierra adecuada y aislamiento pueden ayudar a mitigar estas interferencias externas.

Interferencia Electromagnética (EMI) y su Impacto en los PLCs

La EMI puede originarse de fuentes naturales o artificiales, y sus características dependen de la fuente y del mecanismo que la genera. En un escenario ideal, la EMI no existiría, ya que representa una señal no deseada que interfiere con la recepción de la señal principal.

Debido a que la EMI puede afectar los circuitos e impedir su correcto funcionamiento, existen diversos métodos para prevenirla o reducirla.  Los ingenieros que diseñan PLCs y otros dispositivos electrónicos están constantemente buscando nuevas formas de mitigar la EMI y proteger los circuitos de este fenómeno dañino.

CONTENIDO ÚTIL – Migración de PLC-5 Allen-Bradley: Alternativas y Pasos para la nueva integración

Error del Operador

Los errores humanos, como la entrada incorrecta de datos, modificaciones accidentales del programa o manejo incorrecto del sistema, pueden provocar fallas de los PLCs. La capacitación adecuada y los controles de acceso estrictos pueden minimizar este riesgo.

Signos de Falla Inminente de un PLC

Reconocer los síntomas de un módulo de control de PLC potencialmente fallido es importante para abordar los problemas de manera rápida y eficiente. Aquí hay algunos signos comunes a tener en cuenta que podrían indicar una falla próxima:

1. Módulos de Entrada/Salida y Dispositivos de Campo: Un módulo de control de PLC fallido puede causar problemas con los módulos de entrada y salida o los dispositivos de campo. Los síntomas pueden incluir lecturas erráticas, sensores que funcionan mal o actuadores que no responden como se esperaba.
2. Integridad de la Conexión a Tierra: Los problemas de integridad de la conexión a tierra pueden resultar en ruido eléctrico e interferencia. Busca lecturas erráticas, comportamiento impredecible o fluctuaciones de voltaje en el sistema de control, lo que puede indicar problemas relacionados con la conexión a tierra.
3. Falla del Suministro Eléctrico: Si el suministro eléctrico al módulo de control del PLC está comprometido, el sistema puede volverse inestable o no encenderse. Esto puede resultar en fallas intermitentes o apagones completos del sistema.
4. Interferencia de Ruido Eléctrico: La interferencia de ruido eléctrico puede interrumpir el funcionamiento normal de un PLC, causando lecturas incorrectas y comportamiento errático. Esta interferencia puede ser causada por equipos cercanos o fuentes eléctricas.
5. Pérdida de Comunicación en Red: Un módulo de control de PLC fallido puede perder su capacidad para comunicarse a través de la red. Errores de comunicación en red, conexiones interrumpidas o datos faltantes son signos reveladores de este problema.
6. Exceso de Calor: El sobrecalentamiento es un síntoma común de un módulo de control de PLC fallido. Las altas temperaturas pueden provocar daños en los componentes, afectando el rendimiento general y la vida útil del sistema.
7. Conflicto con Otros Componentes: La incompatibilidad o conflictos con otros componentes dentro del sistema de control pueden hacer que el PLC funcione de manera errática. Esto puede manifestarse como errores, comportamiento impredecible o incluso bloqueos del sistema.
8. Memoria dañada: La corrupción de la memoria dentro del módulo de control del PLC puede resultar en resultados impredecibles y funcionamiento poco confiable. Los síntomas pueden incluir errores del programa, pérdida de datos o bloqueos del sistema.

TE PUEDE INTERESAR – Fallos en los Controladores Lógicos Programables (PLCs) obsoletos de Allen Bradley y Siemens

Solución de Problemas de Fallas de PLC

Ahora que hemos examinado algunas de las fallas más comunes en los sistemas de control de PLC, veamos las formas más eficientes de manejarlas:

1. Solución de Problemas de Circuitos de Tierra: Los bucles de tierra son comunes en las fallas de PLC, lo que conduce a ruido eléctrico e interferencia. Para abordar este problema, verifica la integridad de la conexión a tierra de tu sistema. Asegúrate de que todos los componentes estén correctamente conectados a tierra y de que no haya caminos de tierra no deseados. Es posible que necesites aislar componentes sensibles o utilizar transformadores de aislamiento para minimizar los efectos de los bucles de tierra.
2. Verifica los Indicadores del PLC: Los módulos de control de PLC a menudo incluyen indicadores de estado que proporcionan información valiosa sobre la salud del sistema. Examina estos indicadores para identificar cualquier código de error o mensaje de falla. Consulta la documentación del PLC para interpretar correctamente los indicadores. Esto puede ayudar a localizar la fuente del problema y permitirte realizar reparaciones rápidas de PLC.
3. Solución de Problemas de Entradas del PLC: Las lecturas erráticas o los sensores no responsivos son problemas comunes en los PLC que fallan. Comienza verificando los dispositivos de entrada, como sensores y interruptores. Asegúrate de que estén correctamente cableados y funcionando como se espera. Probar estos dispositivos con un multímetro puede ayudar a identificar componentes de entrada defectuosos.
4. Solución de Problemas de Salidas del PLC: Si los actuadores, relés u otros dispositivos de salida no responden como deberían, investiga el lado de salida del PLC. Examina los dispositivos de salida en busca de fallas, cables dañados o conexiones sueltas. También es crucial verificar que la lógica del programa del PLC para controlar estas salidas no tenga errores.
5. Solución de Problemas de la CPU: La CPU es el cerebro del PLC, y los problemas con la unidad central de procesamiento pueden provocar problemas en todo el sistema. Examina la CPU en busca de sobrecalentamiento, conexiones flojas o componentes dañados. Si sospechas un problema con la CPU, puede ser necesario consultar a un proveedor de servicios de mantenimiento y reparación de PLCs para realizar un diagnóstico y reparación exhaustivos.

Servicio de Migración de PLCs Obsoletos 

¿Está luchando con PLCs obsoletos que limitan su producción y aumentan sus costos?

Un servicio de migración de PLCs obsoletos, puede ser la gran solución para transformar su sistema de control industrial y obtener:

Mayor eficiencia y productividad:

1. Reemplace PLCs obsoletos con tecnología moderna y de alto rendimiento para optimizar su proceso de producción y reducir tiempos de inactividad.
2. Implemente soluciones de control más precisas y eficientes que mejoren la calidad de sus productos y reduzcan desperdicios.

Reducción de costos operativos:

• Elimine los gastos asociados con la reparación y mantenimiento de PLCs obsoletos que son difíciles de encontrar y costosos de reemplazar.
• Disminuya el consumo de energía con tecnología moderna y eficiente.
• Minimice los costos de capacitación gracias a la facilidad de uso de los nuevos PLCs.

Mayor seguridad y confiabilidad:

• Actualice a PLCs con las últimas funciones de seguridad para proteger su sistema de control industrial contra ciberataques y fallas.
• Disfrute de una mayor confiabilidad y estabilidad del sistema para reducir interrupciones y garantizar una producción fluida.
• Extienda la vida útil de su sistema de control industrial con tecnología moderna y compatible.

Preparación para el futuro:

• Adopte una plataforma de control escalable y adaptable que pueda crecer con las necesidades de su negocio.
• Integre fácilmente nuevas tecnologías y soluciones de automatización para mantenerse a la vanguardia de la industria.
• Garantice la compatibilidad con futuros estándares y protocolos de comunicación industrial.

Experiencia y conocimiento:

Podemos ponerte en contacto con un equipo de expertos en automatización industrial con amplia experiencia en la migración de PLCs obsoletos. Obtenga un análisis completo de su sistema de control actual y una propuesta personalizada para satisfacer sus necesidades específicas. Acceda a un soporte técnico continuo durante y después del proceso de migración para garantizar una transición sin problemas. Solicitar información.