Top 5 Causas de Fallas en PLCs (mas bonus)

PLC Fallas

Desde 1968, Los PLCs se han utilizado para tomar decisiones para el control en en la automatización de procesos industriales. A pesar de su resistencia y diseño robusto, los sistemas de control basados ​​en PLC aún pueden fallar y su falla puede ocasionar costosos tiempos de inactividad. Este video analiza las principales causas de falla del sistema de control con PLC.

El PLC es un componente icónico e integral en la industria con una gran cantidad de responsabilidades, funcionalidades y capacidades. Al ejecutar muchas instrucciones, tales como tiempo, conteo, almacenamiento de memoria, lógica de relé y cálculo aritmético, los deberes del PLC son cruciales e imperativos para el control procesos complejos. Entonces, ¿qué puede salir mal?

Cuando un sistema de control PLC falla, identificar la causa puede ser complicado. A menudo, una copia del software del PLC, una computadora portátil, el cable de programación y un multímetro son las únicas herramientas necesarias para diagnosticar la falla, junto con algunos conocimientos del proceso. ¿Suena fácil? En muchos casos lo es, pero la trampa de la complacencia nos puede pasar factura cuando menos lo esperes (Ley de Murphy). A continuación las causas comunes por las que fallan PLCs.

1. Fallas en los Módulos de E / S y dispositivos de camp

Alrededor del 80% de las fallas en PLCs son el resultado de problemas de dispositivos de campo, fallos del módulo de Entrada / Salida (E / S) o problemas con la fuente de alimentación. Normalmente, estos problemas se manifiestan como una detención repentina del proceso o una irregularidad en el rendimiento, porque el PLC está esperando una señal que le permita pasar a una secuencia particular de su programa. En esta situación, nosotros como ingenieros o tecnicos debemos determinar dónde se ha detenido la secuencia inspeccionando el programa ‘en línea’, con el objetivo de rastrear el problema hasta un módulo de E / S específico y un punto de entrada o salida.

Al identificar el punto de E / S, podemos rastrear el problema hasta su causa raíz. Esto podría ser un error de configuración del PLC, un interruptor o breaker abierto, un bloque de terminales suelto, una falla en el suministro de 24 VCC o problemas con el cableado. Puede ser que el módulo de E / S necesite ser reemplazado. Esto se basa en tener un suministro disponible de reemplazos, algo que se está volviendo cada vez más difícil para sistemas antiguos.

2. Fallas en la puesta a tierra.

La conexión a tierra bien hecha es muy importante para proteger tanto al PLC como al personal de ingeniería o mantenimiento. Durante el mantenimiento y/o el diagnóstico, nosotros debemos realizar una verificación visual del cableado a tierra para establecer si ha habido algún daño o si hay conexiones sueltas.

Nosotros también debemos probar la integridad de la tierra con el multímetro. Al verificar la resistencia del terminal de tierra del PLC a un punto de conexión a tierra principal en el gabinete del equipo, podemos establecer si esta es la raíz del problema.

El valor de resistencia del pozo o malla de tierra generalmente debe ser menor a 5 Ohm.

3. Problemas de Interferencia

La Interferencia electromagnética (EMI) y la interferencia de radiofrecuencia (RFI) son comunes en entornos industriales que contienen una variedad de equipos eléctricos. Las empresas deben controlar el ruido eléctrico, ya que puede provocar fallas intermitentes o un comportamiento inusual e incluso una falla del PLC.

Hay muchas formas de mitigar el riesgo de inactividad causado por el ruido eléctrico. Nosotros como ingenieros o tecnicos debemos recomendar formas de minimizar el ruido por ejemplo reubicar equipos sensibles, segregar sistemas con componentes de alta potencia y agregar barreras, conexión a tierra o cable de protección entre equipos sensibles.

4. Memoria dañada

Las interferencias, la alimentación y la conexión a tierra son problemas que pueden interrumpir y dañar la memoria del PLC, por lo que es crucial verificar que el programa aún sea correcto y podamos compararlo con una copia de respaldo en cintas, disco o en la nube. Al igual que con todas las copias de seguridad de datos o backups, debemos asegurarnos que estén actualizados y alejados de nuestros antiguos enemigos, EMI y RFI, junto con las altas temperaturas y la humedad.

5. Red y comunicaciones

Las mayoría de los sistemas de control de PLC necesitan comunicarse con dispositivos periféricos, como las interfaces hombre-máquina (HMI). Para este fin normalmente se usa alguna red industrial basada en algún protocolo industrial (Modbus, Ethernet IP, profibus, etc), cada más plantas industriales usan redes industriales basada en ethernet. Una pérdida de comunicación entre dispositivos a menudo va a resultar en una parada no programada inmediata de la planta.

Nosotros como ingenieros o técnicos podemos mitigar estas fallas primero garantizando que la infraestructura de red física esté correctamente instalada y terminada, que los dispositivos de red sean adecuados para el propósito y que los parches de firmware se instalen regularmente para mantener una operación confiable y segura.

Bonus: Gestionar los riesgos

Al seguir una rutina de mejores prácticas, las empresas pueden minimizar la posibilidad de que el sistema de control basado PLC falle. Nosotros debemos garantizar que el entorno en el que opera el sistema de control sea sólido. A través de inspecciones sistemáticas, debemos identificar, por ejemplo,  cualquier problema de sobrecalentamiento o ruido eléctrico.

La gestión de la obsolescencia también es importante porque los fabricantes de PLC realizan un ciclo de vida de sus gamas de productos. Si un componente tiene varios años de antigüedad, es importante contar con un reemplazo disponible. Las empresas pueden gestionar esto internamente o mediante el uso de un tercero, e identificar  qué áreas de un sistema de control son más propensas a fallar y establecer un plan de contingencia para mitigar ese riesgo, incluido el abastecimiento de componentes antiguos.

Aunque ha existido durante mucho tiempo, el PLC no es invencible. Sin embargo, con el mantenimiento proactivo, el control del entorno y los planes de contingencia, nuestro sistema de control PLC estará allí para mantener nuestras operaciones en funcionamiento todos los días del año, incluido Navidad y Año Nuevo.

Si te gusto el video COMENTA y COMPARTE, comentanos que otras fallas comunes pueden haber? o has experiementado?

Nos vemos pronto.

  • exelente explicacion ,bastante acorde con fallas en equipos de otras partes del mundo electronico que coinsiden con este tipo de fallas.gracias

  • Hola muchas gracias por la información.,hablas de un vídeo pero no lo veo,.me gustaria que mandaras mas informacion,pue soy ingeniero con especialidad de automatización pero estoy en cero pues aquí en Mexico mi trabajo siempre me a llevado por la parte de reparaciones osea como aca decimos la parte operativa,recién ya no trabajo y los trabajos que solicito me piden programacion y estoy como ya te comente estoy en ceros agradeceria mucho de tu ayuda..de ante mano muchas gracias

  • Hola
    Antes que nada una felicitación por compartir tus conocimientos y experiencias en este campo tan antiguo pero igual tan desconocido
    Desde hace tiempo en aplicaciones industriales existe la redundancia en los sistemas de control. Así si uno de los equipos fallan el otro mantiene la operatividad del sistema mandando una alerta para atender la falla
    Hay desde 2 o 3 CPU´s en arreglo de redundancia doble o 2 de 3, hasta igualmente en dispositivos de campo, 2 o 3 transmisores, interruptores etc, lo unico que no he visto es 2 o 3 elementos finales de control aunque si EFC controlados por 3 señales.
    Hay rutinas que discriminan altos desvios de una señal y se van a modos seguros o toman otros datos para tomar decisiones

    • Hola Mario
      Excelente comentario. Un ejemplo de reduncancia en elementos finales de control (aunque son pocos, el costo es alto), es tener dos bombas en paralelo si una falla por logica habilitar la otra para mantener el trabajo.
      Saludos

  • hola muy buenos dias

    me pasa la siguiente caso tengo booster de una planta alimentacion con repetidores a profibus la maquina a 2 kilometros y de ves en cuando se apaga pero estoy conectadon verificando el fc201 de encendido y no pierde ninguna de las condiciones pero cuando esta el proceso la comunicacion es mas lenta esta puede ser la falla que cuando llame el ob1 alos fc 201 este que esta mas lejos le llega los datos mas lentos y plc pience que esta en fallo y mande a parar la bomba

    nestor ospina

    • Hola, personalmente pienso que deberiamos validar las condiciones de la comunicacion profibus primero, la comunicacion es cableada? que tipo de cable usas? a que velocidad de transmision trabajas? que forma onda tiene la comunicacion?