西門子PLC的應(yīng)用及干擾

張強(qiáng)

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動控制裝置在各種工業(yè)的生產(chǎn)過程中被廣泛運(yùn)用，其中PLC就是一種常用的自動控制裝置。在西門子控制產(chǎn)品的生產(chǎn)發(fā)展過程中，其PLC技術(shù)已經(jīng)非常成熟，改變了該行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展方式，給該行業(yè)帶來了更大的經(jīng)濟(jì)利潤及社會效益。為了在各行各業(yè)中普及PLC技術(shù)，本文就針對西門子PLC的具體應(yīng)用展開了深入的分析與探討，對其在具體應(yīng)用過程中所遇到的干擾問題及相關(guān)的解決措施進(jìn)行了相關(guān)的研究，希望給有關(guān)的工業(yè)行業(yè)提供一點(diǎn)啟示，促進(jìn)自動化技術(shù)在我國工業(yè)中的發(fā)展。

Abstract： With the continuous development of science and technology in China， automatic control devices are widely used in the production process of various industries， among which PLC is a kind of automatic control device. In the development process of Siemens， PLC technology has been very mature and changed. The production and development methods of this industry have brought greater economic profits and social benefits to the industry. In order to popularize PLC technology in all walks of life， this article has launched an in-depth analysis and discussion on the specific application of Siemens PLC. Related research work has been carried out on the problems arising in the specific application process and the related solutions， hoping to provide some enlightenment to related industries and promote the development of automation technology in China's industry.

關(guān)鍵詞：西門子;PLC;應(yīng)用;干擾

Key words： siemens;PLC;application;interference

中圖分類號：TN830.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）12-0213-02

0? 引言

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在各行各業(yè)都有了較為深入的應(yīng)用，可以說現(xiàn)階段我國的工業(yè)生產(chǎn)離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持。就目前來看，在工業(yè)生產(chǎn)中為了能夠提高生產(chǎn)效率需要大量使用自動化和數(shù)控技術(shù)，而西門子PLC就是一類可以較好滿足現(xiàn)階段我國工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用需求的控制設(shè)備，西門子PLC的應(yīng)用可以有效的提高生產(chǎn)效率，降低工業(yè)生產(chǎn)成本，是當(dāng)前各企業(yè)提高自身產(chǎn)品質(zhì)量和核心競爭力的重要設(shè)備之一，本文就針對于西門子PLC的應(yīng)用及其干擾進(jìn)行分析。

1? 西門子PLC的概述

1.1 西門子PLC概述

所謂PLC，實(shí)際上就是一種通過自由編程來實(shí)現(xiàn)各種控制功能的控制器。在工業(yè)企業(yè)中，由于生產(chǎn)項(xiàng)目日益復(fù)雜，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中如果僅靠人工是無法滿足現(xiàn)階段社會發(fā)展對工業(yè)生產(chǎn)日益增長的需求，而通過使用PLC來對工業(yè)生產(chǎn)流程進(jìn)行管理和控制就可以大大提高生產(chǎn)效率，同時也能夠降低生產(chǎn)成本，所以在目前工業(yè)發(fā)展過程中是離不開PLC及其相關(guān)技術(shù)的。在PLC控制生產(chǎn)設(shè)備的過程中，控制系統(tǒng)已經(jīng)不再是簡單的接線邏輯，而是通過算法、邏輯運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制，通過多種形式的控制方法來完成對生產(chǎn)過程進(jìn)行管控。在具體的生產(chǎn)流程中，企業(yè)一般都通過PLC來獲取各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并通過PLC給出相應(yīng)的控制命令，使生產(chǎn)設(shè)備工作中可靠性和產(chǎn)品的質(zhì)量得以顯著地提高。

1.2 西門子PLC的應(yīng)用價值

為了能夠更好地提高工作效率，需要針對于西門子PLC的應(yīng)用價值進(jìn)行分析，確保其能夠在生產(chǎn)流程中得到更加科學(xué)的應(yīng)用。首先，通過西門子PLC的應(yīng)用可以有效地提高生產(chǎn)過程中的控制性能，對各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格的管理和控制，這比人工管理效率更高，在數(shù)據(jù)的處理上更加高效，從而更好地提高工業(yè)生產(chǎn)的效益。其次就是在工業(yè)生產(chǎn)中使用西門子PLC可以有效的降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，管理人員可以通過PLC來更好地落實(shí)管理制度和生產(chǎn)規(guī)范，降低在生產(chǎn)中的風(fēng)險(xiǎn)，從而更好的滿足相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。最后則是可以通過西門子PLC來降低工人的勞動強(qiáng)度，減少勞動環(huán)節(jié)，使得工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)人員的工作流程能夠得到大大的縮短，避免了重復(fù)工作和無效工作[1]。

1.3 西門子PLC的應(yīng)用

西門子PLC的應(yīng)用主要是以工業(yè)生產(chǎn)為主，包括交通運(yùn)輸、鋼鐵生產(chǎn)、機(jī)械制造、紡織業(yè)、電力生產(chǎn)甚至是在文娛領(lǐng)域中都有很多的涉及。當(dāng)然，不同的行業(yè)對于西門子PLC的應(yīng)用需求各不相同，但是其本質(zhì)上都是使用其數(shù)據(jù)處理、邏輯控制、通信等基本功能來達(dá)到相應(yīng)的控制目的。以軋鋼行業(yè)為例，西門子PLC在軋鋼行業(yè)中具有較為廣泛的應(yīng)用，而鋼板在生產(chǎn)和加工的過程可以通過PLC系統(tǒng)來精準(zhǔn)監(jiān)測和管控。具體來說，西門子PLC通過對生產(chǎn)設(shè)備的溫度、液位、流量、壓力、速度、位置等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，通過各種算法和邏輯控制來完成設(shè)備的邏輯連鎖、PID控制、順序控制等控制功能。（圖1、圖2）

2? 西門子PLC在應(yīng)用中的干擾及相關(guān)問題

2.1 工作環(huán)境的干擾

西門子PLC會受到工作環(huán)境的影響而引發(fā)對設(shè)備狀態(tài)的影響，進(jìn)而影響到其工作性能。具體來說，西門子PLC將會受到以下幾點(diǎn)因素的影響。第一點(diǎn)是溫度的影響。西門子PLC能正?？煽窟\(yùn)行的環(huán)境溫度范圍在0-55℃之間，一旦設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或者是受到環(huán)境溫度的影響而導(dǎo)致過熱問題，那么大量的熱量將會直接影響到PLC設(shè)備內(nèi)部元器件的工作溫度，對PLC元器件造成一定的損壞，導(dǎo)致設(shè)備的運(yùn)行異常。第二點(diǎn)是濕度的影響。西門子PLC的運(yùn)行過程中必須要保障一定的絕緣性，也就是說其電源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定與否對于設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量有著很大的影響，如果工作區(qū)域的濕度過大就會導(dǎo)致短路等電源故障，這將影響到PLC的可靠運(yùn)行。第三點(diǎn)則是工作環(huán)境和其他因素的影響。在工業(yè)生產(chǎn)過程中的環(huán)境條件較為復(fù)雜，對于不同的生產(chǎn)性質(zhì)，其環(huán)境影響因素也有很大的不同。而實(shí)際上最影響PLC設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量的因素是振動頻率，對于振動頻率范圍在10-55Hz的設(shè)備來說，其產(chǎn)生的振動會導(dǎo)致PLC設(shè)備受到影響而發(fā)生故障。其次是空氣中粉塵和顆粒也容易導(dǎo)致故障問題，比如說腐蝕性氣體、細(xì)小的粉塵顆粒等都會引發(fā)PLC內(nèi)部電路的腐蝕和電路損壞的問題，影響到具體的使用性能[2]。

2.2 控制系統(tǒng)的干擾

西門子PLC在工業(yè)生產(chǎn)過程的應(yīng)用中受到控制系統(tǒng)干擾的影響較大，具體影響方面在以下兩點(diǎn)：首先是電磁干擾的問題，在電磁干擾的影響下，PLC控制設(shè)備在工作中會出現(xiàn)紊亂的情況，會導(dǎo)致誤操作的問題，這將極大地影響到西門子PLC的運(yùn)行質(zhì)量，應(yīng)用水平會下降。另外，共模干擾和差模干擾會極大地影響大西門子在PLC的運(yùn)行穩(wěn)定性。其次是供電問題，因?yàn)槲鏖T子PLC系統(tǒng)的供電來源于電網(wǎng)，但是電網(wǎng)很容易受到空間的電磁干擾問題，線路上的感應(yīng)電壓、電感性負(fù)載、高壓電器、布線混亂等問題都極大地影響到PLC的運(yùn)行效率，導(dǎo)致了應(yīng)用水平的制約。另外，安裝質(zhì)量也會影響到西門子PLC[3]。

2.3 預(yù)防干擾問題的對策

針對于目前在工業(yè)生產(chǎn)中西門子PLC的應(yīng)用，為了能夠保障PLC控制系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提升其應(yīng)用價值，需要采取必要的抗干擾措施。首先，需要將LC濾波器串聯(lián)接到電源的輸出端中，并且使用相應(yīng)的屏蔽設(shè)備來對電網(wǎng)的干擾進(jìn)行隔離，確保在工業(yè)生產(chǎn)的過程中西門子PLC能夠更好的運(yùn)行。其次就是要對西門子PLC柜的電源動力線、接觸器線圈、大功率繼電器等與RC消弧電路進(jìn)行并聯(lián)，確保在PLC控制系統(tǒng)中可以得到更好的應(yīng)用效果。最后則是在具體的生產(chǎn)過程中使用西門子PLC時要設(shè)置好相應(yīng)的接地系統(tǒng)，確保接地電阻能夠有效，進(jìn)而更好地提高應(yīng)用水平[4]。

另外，由于西門子PLC控制器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，生產(chǎn)單位必須要加強(qiáng)對場地的布控，減少空氣中的煙塵及有害物質(zhì)，并且嚴(yán)格把控生產(chǎn)環(huán)境的溫度、濕度等重要環(huán)境參數(shù)，在西門子PLC的實(shí)際應(yīng)用中必須要對電磁波進(jìn)行嚴(yán)格的控制。為了保證PLC的穩(wěn)定運(yùn)行，相關(guān)單位還需要安排技術(shù)小組來對西門子PLC的應(yīng)用進(jìn)行分析和維護(hù)。以發(fā)動機(jī)為例，在PLC觸屏點(diǎn)擊相應(yīng)按鍵即完成故障設(shè)置，PLC根據(jù)設(shè)計(jì)的控制程序控制繼電器線圈通電，從而使繼電器開關(guān)斷開和閉合，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)ECU相關(guān)線路狀態(tài)的改變，引發(fā)故障。

3? 結(jié)束語

綜上所述，本文探討了西門子PLC的應(yīng)用和干擾?？梢哉f，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，西門子PLC的應(yīng)用十分廣泛，是各企業(yè)提高自身生產(chǎn)效率和減少生產(chǎn)成本的重要控制設(shè)備之一，本文著重于對西門子PLC的應(yīng)用進(jìn)行闡述，并針對于其干擾問題和預(yù)防干擾的對策進(jìn)行了分析。為了能夠更好的保障我國工業(yè)發(fā)展，還是需要各企業(yè)能夠充分的應(yīng)用西門子PLC，提高其抗干擾性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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