PLC的選擇與應用分析

鄭昌偉+杜濤

摘 要 主要針對工業(yè)化生產(chǎn)中PLC控制器運用方面的內(nèi)容進行分析，是根據(jù)工作經(jīng)驗總結(jié)出來的關(guān)于設備選型及設備運行中的故障處理等方面問題的心得體會。將這些經(jīng)驗總結(jié)出來，與大家一起研究，共同提高。

關(guān)鍵詞 PLC；控制；程序

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0199-01

在電氣工作中，經(jīng)常會遇到各種故障和不正常的工作狀態(tài)，迫使生產(chǎn)停止或生產(chǎn)設備損壞，給公司造成重大損失。而好多故障都是由于PLC配置不當或故障處理不及時造成的，通過大量的維修事例分析，對比工作實際總結(jié)發(fā)現(xiàn)，若想減少故障和不正常工作狀態(tài)，必須精心選擇合適的PLC，及時處理PLC出現(xiàn)的各種問題才能保證公司正常生產(chǎn)。以下是經(jīng)過大量的工作實踐，對選擇與應用PLC時一些常見問題的歸納總結(jié)。

在選擇PLC機型方面，一定要滿足控制需要，確保性能可靠，并且便于設備維護，選型合適而且合格，經(jīng)濟實用。主要堅持以下幾點。

1）選擇PLC，首先考慮結(jié)構(gòu)形式，整體式PLC的I/O點的價格要比模塊式的便宜，經(jīng)濟并且還小不占空間，所以在一些單體設備的小型控制系統(tǒng)中，經(jīng)常選用；而模塊式PLC的便于進行功能擴展，外圍設備選擇余地較大。在維修時只要更換故障模塊即可，方便修復故障。因此對于較復雜系統(tǒng)和環(huán)境差（維修量大）的場合，一般選用模塊式PLC。

2）在選擇安裝PLC的方式時，考慮到集中式系統(tǒng)反應迅速、投入低，主要用在簡易控制場合；大型系統(tǒng)比較復雜，控制設備多，一般采用遠程式，因為這些設備分布區(qū)域很廣，可以分開安裝，連線比集中式要短。由多臺設備組合成一個系統(tǒng)，既要單獨控制，又要相互配合，這種情況可使用分布式系統(tǒng)，使用小型PLC，通過通信裝置來實現(xiàn)相互聯(lián)系。

3）小型PLC本身具備運算定時等控制功能，對于開關(guān)順序控制的電氣功能都可實現(xiàn)。對于控制較復雜，要求按照工藝參數(shù)嚴格配合，數(shù)據(jù)互傳等場合，可根據(jù)工藝復雜程度，設備情況，選用較高級PLC。

4）盡可能配置相同機型的PLC，這樣程序編寫方法相同，對于工作人員的培訓和職工業(yè)務水平的提高有益。其功能模塊的備品備件，可互為備用。其配置電氣元件相同，有利于資源共享，配機后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)。

比如某公司選用的是西門子公司S7系列PLC，進行生產(chǎn)現(xiàn)場控制及數(shù)據(jù)采集。控制主機通過以太網(wǎng)與集控室監(jiān)控系統(tǒng)相互交換信息。在集控室內(nèi)通過工業(yè)計算機完成對公司化工生產(chǎn)系統(tǒng)的控制?？刂凭W(wǎng)采用了GENIUS網(wǎng)，將完成對所有公司設備運行情況、工藝參數(shù)等的數(shù)據(jù)處理以及設備控制和調(diào)節(jié)過程；監(jiān)控網(wǎng)采用以太網(wǎng)和PLC控制主機相連接，實現(xiàn)對工藝生產(chǎn)的運行監(jiān)控功能，對環(huán)境要求較高，因此日常使用維護時應注意以下問題。

①PLC要求環(huán)境溫度滿足要求，安裝時不能放在經(jīng)常發(fā)熱的設備下面，四周空間應足夠大，便于通風，熱量散發(fā)，基本單元和擴展單元之間要有足夠間隔，開關(guān)室內(nèi)要裝有空調(diào)，調(diào)節(jié)適宜溫度。

②為了保證PLC的對地絕緣要求，空氣要保持相對干燥，不能有水凝結(jié)現(xiàn)象。

③在PLC工作現(xiàn)場不能有較大的振動源，在一些頻繁或連續(xù)振動的使用場合，必須采取減振材料，保證PLC的正常運行。

④在有腐蝕性和易燃性的氣體的工作場合，要做好氣體隔絕工作，在空氣中煤灰及粉塵比較多的環(huán)境，要將控制室做好密封處理。

⑤PLC供電電源一般為交流電，對于電磁干擾，PLC在設計時就考慮了，具有一定的抗干擾能力。但是該公司的生產(chǎn)可靠性要求很高，而且配電室內(nèi)電磁干擾特別嚴重，重新配置了隔離變，以減少電磁波對PLC的干擾。

對于軟件故障，有存儲卡及卡槽的PLC修復程序就容易操作，將卡上的程序復制到主機后一些故障都能消除；沒有存儲卡的用戶就要利用編程器的聯(lián)機功能將備份的程序輸送到PLC上。有時簡單的程序復制不能解決問題，這時在重新復制程序前必需先清理一下用戶程序。

比如，某公司的磨煤機油站PLC，送電后無法運行。開始在檢查后認為程序錯了，將存儲卡插入PLC中，刪除后輸入程序，故障沒有消除，逐條把卡上的程序讀出，核對完全一樣，認為是PLC硬件故障。打開原始程序，與卡上的程序進行比較，完全相同，但程序定位發(fā)生了變化，把原始程序發(fā)送到PLC后油站運行正常。

對于PLC的硬件故障較為直觀，更換故障模塊即可。

1）工作正常的電源模塊，綠燈長亮，如果閃爍或不亮就表示電源有問題。如后備電源指示燈“BATT”通過變換不同顏色，來指示工作狀態(tài)，綠色正常，黃色電量低，紅色故障。亮黃燈時就應該更換電池，當紅燈亮時表示設備故障，需要更換后備電源模塊。

2）輸入模塊主要是光電耦合電路；輸出模塊有繼電器、晶體管、光電輸出等方式。各控制回路對應都有信號指示。有輸入信號但該路不亮或確定有輸出但輸出燈不亮，說明I/O模塊有故障。

3）對于S7型PLC的主機模塊上一般包括有通信接口、插槽等，故障比較隱蔽，所以對它的故障分析、判斷要尤為仔細。

檢修某公司除塵器PLC時，發(fā)現(xiàn)無法將PLC置運行工作狀態(tài)，停電再送，故障沒有消除，更換CPU模塊后，除塵器運行正常。在CPU模塊維修時，發(fā)現(xiàn)CPU沒問題，換通信板，恢復正常。

據(jù)統(tǒng)計，在PLC控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障率為：CPU及存儲器進占5%，絕大部分故障出現(xiàn)在外圍線路。

就像某公司壓濾機控制回路故障，測量I2.4點無信號，導致Q4.0輸出為零，壓濾機無法開啟。檢查后發(fā)現(xiàn)行程開關(guān)損壞，接線端子腐蝕，修復后開啟正常。不過這類故障就比較隱蔽，排除時要借助測量表計、工作原理圖和工藝程序邏輯進行排除。

PLC控制系統(tǒng)作為比較成熟的控制設備，本身工作穩(wěn)定可靠，易于操作，但如果PLC故障就會造成工藝系統(tǒng)停車，給公司造成重大損失。因而當處理這種故障時，除維修損壞的PLC外，還應認真檢查PLC的運行參數(shù)，既要考慮極端數(shù)值的影響，又要使PLC控制滿足系統(tǒng)的運行穩(wěn)定要求。任何PLC在投入運行前應認真檢查測試，選擇合適而可靠的PLC，只有這樣，精確的控制才能保證，生產(chǎn)才能穩(wěn)定，而公司的事業(yè)才能得到良好的發(fā)展。

參考文獻

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