PLC的選擇與應用分析

鄭昌偉+杜濤

摘 要 主要針對工業化生產中PLC控制器運用方面的內容進行分析，是根據工作經驗總結出來的關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。將這些經驗總結出來，與大家一起研究，共同提高。

關鍵詞 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，經常會遇到各種故障和不正常的工作狀態，迫使生產停止或生產設備損壞，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，對比工作實際總結發現，若想減少故障和不正常工作狀態，必須精心選擇合適的PLC，及時處理PLC出現的各種問題才能保證公司正常生產。以下是經過大量的工作實踐，對選擇與應用PLC時一些常見問題的歸納總結。

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，經濟實用。主要堅持以下幾點。

1）選擇PLC，首先考慮結構形式，整體式PLC的I/O點的價格要比模塊式的便宜，經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中，經常選用；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和環境差（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，考慮到集中式系統反應迅速、投入低，主要用在簡易控制場合；大型系統比較復雜，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，既要單獨控制，又要相互配合，這種情況可使用分布式系統，使用小型PLC，通過通信裝置來實現相互聯系。

3）小型PLC本身具備運算定時等控制功能，對于開關順序控制的電氣功能都可實現。對于控制較復雜，要求按照工藝參數嚴格配合，數據互傳等場合，可根據工藝復雜程度，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。

比如某公司選用的是西門子公司S7系列PLC，進行生產現場控制及數據采集。控制主機通過以太網與集控室監控系統相互交換信息。在集控室內通過工業計算機完成對公司化工生產系統的控制。控制網采用了GENIUS網，將完成對所有公司設備運行情況、工藝參數等的數據處理以及設備控制和調節過程；監控網采用以太網和PLC控制主機相連接，實現對工藝生產的運行監控功能，對環境要求較高，因此日常使用維護時應注意以下問題。

①PLC要求環境溫度滿足要求，安裝時不能放在經常發熱的設備下面，四周空間應足夠大，便于通風，熱量散發，基本單元和擴展單元之間要有足夠間隔，開關室內要裝有空調，調節適宜溫度。

②為了保證PLC的對地絕緣要求，空氣要保持相對干燥，不能有水凝結現象。

③在PLC工作現場不能有較大的振動源，在一些頻繁或連續振動的使用場合，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。但是該公司的生產可靠性要求很高，而且配電室內電磁干擾特別嚴重，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，但程序定位發生了變化，把原始程序發送到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，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，發現無法將PLC置運行工作狀態，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，發現CPU沒問題，換通信板，恢復正常。

據統計，在PLC控制系統中出現的故障率為：CPU及存儲器進占5%，絕大部分故障出現在外圍線路。

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。檢查后發現行程開關損壞，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控制系統作為比較成熟的控制設備，本身工作穩定可靠，易于操作，但如果PLC故障就會造成工藝系統停車，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，既要考慮極端數值的影響，又要使PLC控制滿足系統的運行穩定要求。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，生產才能穩定，而公司的事業才能得到良好的發展。

參考文獻

[1]黃曉明.可編程控制器[M].重慶大學出版社.

[2]周萬珍.PLC分析與設計應用[M].電子工業出版社.endprint