淺談西門子PLC在污水處理應用中常見的問題及處理措施

摘要：文章從西門子PLC 控制器的基本構成、應用領域、應用特點、常見問題著手研究，并有針對性的提出處理措施，以提升其應用的可靠性，滿足工業控制的各種要求。

關鍵詞：西門子；PLC；應用問題

1、引言

PLC 在近些年得到較快的發展，其中使用較多的就是西門子PLC。西門子PLC 在其成本及準確度上都有較大的優勢，所以其在工業控制方面得到越來越多的青睞。但是工業生產環境的復雜性，又導致西門子PLC 在使用過程中面臨不少問題，只有有效的解決這些問題，才能讓西門子PLC 在污水處理中得到有效的應用，促進生產。

2、西門子PLC概述

2.1西門子PLC的基本構成

PLC，其中文全稱為可編程邏輯控制器，是根據工業生產環境的特點而設計用來控制電氣的一種裝置。PLC 的發展迅速，在工業生產中得到越來越廣泛的使用，使用起來沒有復雜的程序，不需要對其作其他的處理就能直接運用到工業生產環境中。

西門子PLC 就是PLC 中較為出名的一種可編程邏輯控制器。它主要是由CPU 模塊、輸入輸出模塊、電源模塊、通信模塊、變成設備及接口模塊六個部分構成。其中，CPU 模塊負責的主要是采集有用的信號；輸入輸出模塊分別對模擬量和數字量的輸入與輸出；電源模塊就負責電壓的轉變和電能得供應；通信模塊主要用來實現遠程I/O 接口與計算機的信息共享；編程設備即負責編寫程序；接口模塊通過與必要的設備進行連接，以解決PLC 容量小的問題。

2.2 西門子PLC的應用領域及應用特點

西門子PLC 是電力控制應用中最被看好的應用之一。不管是在國內還是國外，其在人們生活的各個領域中都有被使用。例如電力領域、制造業領域、交通運輸領域、文化娛樂領域、互聯網通信領域等等；西門子PLC 應用有幾個特點：

一是具有較強的抗干擾能力，使用簡便，容易上手。

二是在安裝和布線方面，采用了對動力線、控制線、I/O 線以及電源線分開配線的方式，并且使用雙膠線將隔離變壓器與PLC、I/O 的分別連接。

三是I/O 的接線方面對輸入接線和輸出接線上都有特定的要求，即輸入接線的長度要適宜，接線方式應該使用常開觸點的形式進行連接，然而輸出接線應該把獨立輸出和公共輸出分開，同時輸入線與輸出線要分開，不可使用同一根電纜。

3、西門子PLC在污水處理應用中常見的問題

西門子PLC 給工業生產帶來很大的便利，很大程度上促進了工業的自動化生產。但是在西門子PLC 的使用過程中，其安裝的不合理、使用方式的不正確、工業生產環境的惡劣等因素都會影響西門子PLC 的使用，不利于生產的進行，甚至發生安全事故。西門子PLC 在工程應用中常見的問題歸結起來，大致可分為工作環境引起的問題、和控制系統中的干擾引發的問題。

3.1 工作環境引起的問題

大多數污水處理的工作環境都比較復雜，其中影響西門子PLC 的應用的因素主要有溫度、濕度、震動、空氣以及電源。

溫度：對西門子PLC 的運行最佳的溫度，應該不低于0攝氏度且不高于55攝氏度。然而，有許多污水處理在生產過程中，一些設備會不斷的散熱，導致工作環境的溫度升高，超出了西門子PLC 工作的最佳溫度區間。

濕度：西門子PLC 的工作環境濕度最好不大于85%，且空氣中最好不能有凝露。只有工作環境的濕度達到相應這個要求，才能讓西門子PLC 保持其絕緣性，保證正常工作。

震動：較高頻率的震動對西門子PLC 的使用非常不利，通常應該讓西門子PLC 離震動頻率高的震動源盡可能的遠，盡量控制震動源不出現10至55赫茲的震動頻率和連續的震動?；蛘卟扇∫恍p震措施，降低工作環境中某些設備的震動頻率。

空氣：工作環境中的空氣中不能有過多的粉末和灰塵、易燃氣體和腐蝕性強的氣體，避免對西門子PLC 造成損害。

電源：電源會對西門子PLC 的使用會造成一定的干擾。

3.2 控制系統中的干擾引發的問題

在影響西門子PLC 正常工作的干擾中，控制系統中的電磁干擾最為主要和直接。在電磁干擾中，對西門子PLC 產生影響的主要是共模干擾和差模干擾。電磁一般是通過對電網的干擾，從而對以電網為供電來源的西門子PLC 系統產生干擾，這種干擾比較難避免。而且，引起電磁干擾的源頭有很多。例如由于變頻器在開啟及運行的過程中產生的諧波，造成的電壓變形，從而電磁干擾。但是電磁干擾在某種情況下，會造成西門子PLC 工作系統混亂、操作不正常，嚴重影響到西門子PLC 穩定使用。

除了電磁干擾，西門子PLC 系統自身也存在一些干擾項。這些干擾項主要是由于系統內部的一些元件之間的不匹配產生，以及系統內部的電路間會產生一些電磁輻射也會對西門PLC 造成干擾。

4、相應的處理措施

4.1 改善工作環境

保證西門子PLC 的工作環境達到相應要求，能在很大程度上降低西門子PLC 出現工作故障的概率。改善西門子PLC 的工作環境，可以從以下幾個方面著手：

保持工作環境溫度在0至55攝氏度的區間內，將讓西門子PLC 安裝在遠離那些散熱嚴重的設備的地方。

使用一些相關措施，保證空氣中的相對濕度在85%以下。

將西門子PLC 安裝在震動強度不高的地方，對于一些不可避免的震動，應該采取相應的減震措施，減少西門PLC 受到的震動。

必要時可將西門子PLC 安裝在封閉性良好的地方，盡可能的避免西門子PLC 系統接觸過多的粉塵。尤其是在一些化工污水處理中，特別要注意空氣中可能會存在一些可燃、腐蝕氣體，對西門子PLC 系統造成損害。

4.2 采取必要的抗干擾措施

減少電網與電源對西門子PLC 的干擾。盡可能的減少地和一些設備的干擾，可以使用一些干擾過濾器過濾掉一部分電源的干擾。例如將LC 濾波器使用串接的方式與電源端口連接。對于電網的干擾，應該購置必要的屏蔽設備以屏蔽電網對西門子PLC 的干擾。

對于變頻器對西門子PLC 產生的干擾，應該使用相應的濾波器來過濾對西門子PLC 的干擾，把干擾更多的轉移至電源，然后在電源處利用隔離變壓器將干擾隔離轉化。

西門子PLC 系統內部的元件不匹配也會對其產生干擾，所以在西門子PLC 的組裝過程中，要尤其注意其元件的匹配性，同時采用一點隔離裝置將系統內部電路間產生的電子輻射進行隔離。

參考文獻

[1]電氣控制與PLC原理及應用 電子工業出版社 2004年

[2]S7-300 可編程序控制器手冊 西門子（中國）有限公司自動化與驅動集團2007年

作者簡介：呂佳鑫（1983-），男（漢族），黑龍江省大慶市人。儀表工程師，2007年從事儀表維護工作，計算機信息技術專業。

（作者單位：大慶煉化公司電儀運行中心儀表一車間）