เหตุใดระบบ PLC ของ Siemens จึงล้มเหลวในโครงการอุตสาหกรรม? (ข้อมูลเชิงลึกจากผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม)

ทำไมซีเมนส์ความล้มเหลวของระบบอัตโนมัติเกิดขึ้นได้จริง

มาพูดกันตรงๆ เลยดีกว่า

ที่สุด ซีเมนส์ระบบอัตโนมัติความล้มเหลวไม่ได้หมายถึงความล้มเหลวทางตรรกะ

สิ่งเหล่านี้คือความล้มเหลวในการบูรณาการกับโลกทางกายภาพ:

• ฉนวนสายเคเบิลไม่ได้ต่อลงดินอย่างถูกต้อง

• โมดูล ET200 ที่ติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่มีการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าสูง

• ตัวต้านทานการสิ้นสุด PROFIBUS ถูกตั้งค่าไม่ถูกต้อง

• การสื่อสาร CP เกิดการโอเวอร์โหลดในระบบโพลลิ่งสูง

ปัญหาคือ วิศวกรหลายคนเข้าใจผิดคิดว่า...ซีเมนส์ระบบเหล่านี้ "เสียบปลั๊กแล้วใช้งานได้เลย" แต่ในความเป็นจริงแล้ว ระบบเหล่านี้มีความอ่อนไหวอย่างมากต่อโครงสร้างเครือข่ายและวิธีการต่อสายดินที่ถูกต้อง

เราเคยตรวจสอบโรงงานแห่งหนึ่งในเวียดนาม ซึ่งพบว่ามีปัญหาการสื่อสารผิดพลาดแบบสุ่มเกิดขึ้นทุกๆ 3-4 ชั่วโมงในระบบ S7-1500 สาเหตุหลักคืออะไร? สายเคเบิลที่ไม่มีฉนวนหุ้มยาว 20 เมตร เดินขนานไปกับสายไฟของ VFD (Variable Frequency Drive) ความผิดพลาดเล็กๆ น้อยๆ แต่สร้างปัญหาใหญ่

ยังไงซีเมนส์สถาปัตยกรรมแร็ค S7-400 แบบ 9 สล็อต ใช้งานได้จริง

เดอะซีเมนส์ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของแร็ค S7-400 แบบ 9 สล็อตมักถูกเข้าใจผิด

ในทางทฤษฎี มันเป็นเพียงระบบแบ็กเพลน แต่ในทางปฏิบัติ มันคือหัวใจหลักของการกำหนดเวลาควบคุมที่แน่นอน

การกำหนดค่าทั่วไปประกอบด้วย:

• ช่อง CPU (หน่วยประมวลผลกลาง)

• โมดูลการสื่อสาร CP

• หลายรายการซีเมนส์การ์ดโมดูล I/O

สิ่งที่ผู้ซื้อหลายคนมองข้ามคือพฤติกรรมการติดตั้งโมดูลในช่องแคบ หากวางโมดูลที่มีโหลดสูงไว้ใกล้กันเกินไปโดยไม่มีระยะห่างระบายความร้อนที่เหมาะสม จะทำให้แผงวงจรหลักไม่เสถียรเป็นระยะ

เราเคยพบเห็นกรณีนี้ในระบบอัตโนมัติของโรงงานเหล็ก ที่ซึ่งแร็ค S7-400 ถูกติดตั้งอย่างแน่นหนาเกินไปภายในตู้ที่ไม่มีการระบายอากาศ

วิธีการตั้งค่าซีเมนส์ระบบ I/O แบบกระจาย ET200 (มุมมองจากผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม)

เดอะซีเมนส์ระบบ I/O แบบกระจาย ET200มีประสิทธิภาพสูงมาก แต่ก็ตั้งค่าผิดพลาดได้ง่ายมากเช่นกัน

ในการทำงานจริง ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่:

• การกำหนดแอดเดรสโหนดใน PROFINET ไม่ถูกต้อง

• สมมติฐานอัตราการส่งข้อมูลแบบผสมใน PROFIBUS DP

• การจัดกลุ่มโมดูลไม่ถูกต้อง (ดิจิทัลและอนาล็อกผสมกันโดยไม่มีการแบ่งส่วน)

นี่คือสิ่งที่วิศวกรหลายคนมองข้ามไป:
ET200 ไม่ใช่แค่ "อุปกรณ์รับส่งสัญญาณระยะไกล" เท่านั้น แต่มันคือส่วนขยายแบบเรียลไทม์ของสมอง PLC

หากความหน่วงของเครือข่ายเกินกว่าที่คาดการณ์ไว้ในการออกแบบ คุณจะไม่เพียงแค่พบกับความล่าช้าเท่านั้น แต่ยังส่งผลให้วงจรควบคุมไม่เสถียรอีกด้วย

ซีเมนส์ บทช่วยสอนการเขียนโปรแกรม PLC รุ่น S7-1500 ใน TIA Portal (Reality Gap)

ทุกคนต่างค้นหาซีเมนส์บทช่วยสอนการเขียนโปรแกรม PLC รุ่น S7-1500 ใน TIA Portalแต่บทช่วยสอนส่วนใหญ่กลับละเลยข้อจำกัดที่แท้จริงในอุตสาหกรรม

ในโครงการจริง:

• รอบการสแกนเครือข่ายมีความสำคัญมากกว่าความสวยงามของโค้ด

• ความเสถียรของโครงสร้าง OB มีความสำคัญมากกว่าบล็อกฟังก์ชัน

• จังหวะเวลาของ Watchdog มีความสำคัญมากกว่าการปรับแต่งตรรกะ

พูดตามตรง นี่คือจุดที่วิศวกรระดับเริ่มต้นหลายคนประสบปัญหา โปรแกรมทำงานได้ดีในการจำลอง แต่ล้มเหลวภายใต้ภาระงานจริง เพราะไม่ได้คำนึงถึงความคลาดเคลื่อนของรอบการสแกนเลย

มุมมองของ OEM/ODM: สิ่งที่โรงงานไม่ได้บอกคุณ

จากมุมมองของการผลิตแบบ OEMซีเมนส์ระบบต่างๆ มักถูกบูรณาการเข้ากับ:

• ระบบควบคุมคอมเพรสเซอร์แบบติดตั้งบนฐานเลื่อน

• แผงควบคุมระบบอัตโนมัติสำหรับการบำบัดน้ำ

• ตู้จ่ายพลังงาน

• เราพบเห็นปัญหาที่เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่า คือ ผู้ผลิตอุปกรณ์ (OEM) ให้ความสำคัญกับการออกแบบระบบมากเกินไป และละเลยการระบายความร้อนในระดับตัวเครื่อง

ตัวอย่างกรณีจริง: ก.ซีเมนส์ระบบอัตโนมัติอุปกรณ์ที่ติดตั้งในสภาพแวดล้อมเขตร้อนเกิดความล้มเหลวซ้ำแล้วซ้ำเล่าเนื่องจากอุณหภูมิภายในตู้สูงเกิน 55°C ตัว PLC เองนั้นปกติดี แต่สภาพแวดล้อมต่างหากที่ไม่เหมาะสม

คำถามที่พบบ่อย –ซีเมนส์คำถามทางวิศวกรรมจริงเกี่ยวกับ PLC

คำถามที่ 1: ทำไม...ซีเมนส์ระบบ PLC ล้มเหลวแม้ว่าฮาร์ดแวร์จะใหม่หรือไม่?

เนื่องจากความล้มเหลวส่วนใหญ่เกิดจากระบบสายไฟ การต่อสายดิน หรือโครงสร้างการสื่อสาร ไม่ใช่ความบกพร่องของฮาร์ดแวร์

คำถามที่ 2: อะไรคือสิ่งที่พบได้บ่อยที่สุดซีเมนส์ปัญหาของโมดูล CPU ในการใช้งานภาคสนาม?

ความไม่เสถียรของการสื่อสารเครือข่ายเกิดจากการกำหนดค่าโมดูล CP ที่ไม่ถูกต้อง หรือปริมาณการรับส่งข้อมูล PROFINET มากเกินไป

คำถามที่ 3: เรื่องนี้สำคัญแค่ไหนซีเมนส์ตำแหน่งการติดตั้งโมดูล I/O ภายในแร็ค S7-400 เป็นอย่างไร?

สำคัญมาก การจัดวางตำแหน่งของช่องเสียบมีผลต่อพฤติกรรมทางความร้อนและความเสถียรของการสื่อสารบนแผงวงจรหลัก

คำถามที่ 4: ทำไมจึงเป็นเช่นนั้นซีเมนส์ระบบ I/O แบบกระจาย ET200 สูญเสียการสื่อสารเป็นระยะๆ ใช่หรือไม่?

โดยทั่วไปเกิดจากปัญหาการป้องกันสัญญาณรบกวนของสายเคเบิล การต่อสายผิด หรือสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าจากฮาร์ดไดรฟ์ที่อยู่ใกล้เคียง

คำถามที่ 5: อะไรคือสาเหตุที่ทำให้เกิดความล้มเหลวในซีเมนส์โครงการเขียนโปรแกรม PLC รุ่น S7-1500?

การตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับเวลาวงจรที่ไม่ถูกต้องและการจัดตารางงานแบบเรียลไทม์ที่ไม่ดีภายใน TIA Portal

คำถามที่ 6: คือซีเมนส์แร็ค S7-400 แบบ 9 สล็อต ยังคงมีการใช้งานในโรงงานสมัยใหม่หรือไม่?

ใช่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการผลิตไฟฟ้าและระบบไฮบริด DCS แบบดั้งเดิม

คำถามที่ 7: ความเข้าใจผิดที่ใหญ่ที่สุดเกี่ยวกับเรื่องนี้คืออะไรซีเมนส์การออกแบบระบบอัตโนมัติ?

กล่าวกันว่า “ทุกอย่างขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์เท่านั้น” ในความเป็นจริง ความล้มเหลวถึง 70% เกิดจากปัญหาทางไฟฟ้าหรือสิ่งแวดล้อม

บทสรุป

เอ ซีเมนส์ระบบ PLCมีความแข็งแกร่งอย่างมาก แต่จะเป็นเช่นนั้นก็ต่อเมื่อได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงหลักการทางวิศวกรรมในโลกแห่งความเป็นจริงเท่านั้น

ในโครงการอุตสาหกรรม ความสำเร็จนั้นแทบจะไม่ใช่เรื่องของการเลือกโมดูล CPU ที่เหมาะสมหรือการเขียนตรรกะที่สมบูรณ์แบบ แต่เป็นเรื่องของการเข้าใจวิธีการทำงานซีเมนส์โมดูล CPU, โมดูล I/O ของ Siemens และโมดูลการสื่อสารของ Siemens CPสามารถทำงานได้ภายใต้สภาวะความเครียดทางไฟฟ้า ความร้อน และเครือข่ายจริง

สรุปได้ดังนี้:

ถ้าคุณรักษาซีเมนส์ หากใช้ระบบอัตโนมัติเป็นเพียงวิศวกรรมดิจิทัล คุณอาจต้องเผชิญกับความล้มเหลวที่คาดเดาไม่ได้
หากมองว่าเป็นระบบไฟฟ้าและกลไกแบบครบวงจร มันจะกลายเป็นหนึ่งในแพลตฟอร์มที่มีเสถียรภาพมากที่สุดในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม