文章

西门子PLC在工厂应用中常见的问题及处理

2019-10-31张志光

270阅
德国西门子公司生产的PLC可编程序控制器在我国各个行业领域应用广泛,它具有小体积、高速率、标准化技术体系等特点,也拥有极强的网络通信能力和高安全可靠性,特别是在我国工业控制领域中已经扮演了不可或缺的重要角色。在本文中,将主要对西门子PLC在工厂中的具体应用类型以及应用常见问题进行分析,并提出其应用常见问题的具体处理对策。

    PLC作为一款集合了微电子、数字化、信息化、智能化、自动化等强大属性的可编程序控制器,它己经从传统的人工按线逻辑发展到智能化、自动化存储逻辑模式,功能内容也日益丰富、多元、灵活化,目前的PLC可满足工厂中不同规模的生产需要,控制能力极强。当然,由于工厂生产工作环境的复杂与苛刻,PLC本身在正常工作过程中还是会受到不同程度干扰的,这会直接影响其电气控制的高精度与安全可靠性,这也是目前许多工厂最为关注的问题。

1、西门子PLC的基本构成与应用特征分析

    (1)西门子PLC的基本构成

    西门子PLC的基本构成涵益以下6个部分:

    首先是CPU模块,它归属于中央处理模块中,主要功能是采集信号,在程序设计过程中根据用户的实际需要展开各项操作。在CPU模块中还配置了微处理器与存储器,可根据程序或数据的不同展开不同的操作,应用相对灵活,这也体现出了CPU模块较强的包容性。

    其次是输入及输出模块,在西门子PLC中输入输出模块主要负责模拟量与数字量控制。针对两个数值量所显示的信号,结合电位器、开关、按钮、发电机以及变送器等等设备进行输入控制,而输出模块则主要结合数字量控制警报装置,同时输出模块还与阀体设备与按触体有关联。

    第三是电源模块,一般情况下,西门子PLC会将正常的220V交流电通过设备转变为24v的直流电,这是为了PLC背板总线部位提供充足的电压直流电。

    第四是通信模块,通信模块是西门子PLC最重要的模块之一,它可通过系统连接远程设备以实现计算机之间的相互远程通信,也能将所有的PLC信息即时传输到信息处理系统中。

    第五是编程设备,在软件支持基础上,编程设备能够帮助西门子PLC完成所需要程序的编写,同时还配置了程序数据的上传、下载等等重要功能。

    最后是接口模块,接口模块能够扩大西门子PLC设备的核心容量,同时也为扩展项提供电源电能支持。

    (2)西门子PLC的应用特征

    西门子PLC在具体应用过程中表现出了3点应用特征:

    ①在安装PLC设备时需要对它的控制线与动力线加以区分,实施配线和双绞线的相互隔离,确保变压器与PLC无法直接关联,也确保输入输出两线分区布设。另外,西门子PLC对模拟量与开关量是区别对待的,结合输出高压线与输出动力线两种类型,也要保证在布线过程中合理区分,避免布线并行情况出现。

    ②西门子PLC的综合性能表现良好,特别是它的稳定性、抗干扰能力等等都表现出了较高水准,这样有利于设备的日常操作与维护。而且,西门子官方会为PLC设备提供定期的升级改造服务,所以它的升级改造简易性相比于普通PLC产品表现更优秀。

    ③西门子PLC采用了硬接线技术,因为它的输出量原件被封装于电路板中,为了保证电感性负载合理选择,必须为其输电线路编制梯形图,在一组线路中采用硬接线技术才能确保输出电压类型相同。

2、西门子PLC在工厂中的具体应用

    西门子PLC本身产品性能优越,功能丰富,在我国工业领域中的应用非常厂泛,是现代工业企业中所不可或缺的重要技术设备之一,总体来讲,西门子PLC还是主要被应用于电气控制领域的,下文简单介绍它在工程生产电气控制环节中的4点应用。

    (1)电气闭环过程控制应用

    在工厂生产中,某些设备电气的闭环控制非常关键,西门子PLC能够辅助电气设备闭环过程进行有效控制,它主要就针对某些电气设备的变化模拟量如温度、流量以及压力元素进行分析与控制,实现这些参数指标从模拟量向数字量的有效转化。在该过程中就采用到了CPU算法程序实施模拟量处理,完成整个闭环控制过程。

    (2)数据处理控制应用
       
西门子PLC可以实现对多种电气控制设备功能的集成处理,操作性较强,比如它可以同步操作数据传输、函数逻辑运算以及查表排序等多项事务,再配合软件分析与控制过程自动化优化,就能有效地提高数据处理质量,该技术功能应用在食品以及治金行业中非常常见。

    (3)开关量逻辑控制应用

    在传统逻辑控制体系中,工厂中电气设备的继电器、电路控制方式部非常复杂,而且控制速度相对缓慢,而在利用西门子PLC以后,它就可实现对开关量的稳定逻辑控制,并可同时做到对电气设备继电器与电路的数字量控制。相比之下,西门子PLC开关量逻辑控制应用下所存在的约束条件更少,因此在工厂生产中会经常应用到这一开关量逻辑控制功能。
        (4)通信联网控制应用

    在信息化时代,工业生产方式也越来越偏重于系统化、智能化操作,全新的信息化设备与远程控制手段成为工业生产最为关注的焦点。还以西门子PLC为例,它就能实现对工厂中多个电气设备的远程联动,用通信联网方式实现数据远程传输,有效地控制工厂日常生产过程。

3、西门子PLC在工厂应用中的常见问题及处理措施

    西门子PLC在工厂生产中应用作用根大,而且应用功能也颇为丰富,这说明它相比于其他电气控制手段在通用性上表现更好,还能实施一些特殊处理程序,不过考虑到工厂中一般生产环境较差,外界干扰因素较多,这就为西门子PLC能否正常运作带来了巨大的考验。一般来说,由工作环境和控制系统所引发的PLC故障问跑还是比较多见的,下文就结合这两点展开分析。

    3.1 由工作环境所引发的西门子PLC故障问题及处理措施

    (1)故障问题

    工厂的生产工作环境楼为复杂,其中就集成了多种影响因素,例如温度、湿度,震动、空气、电源等等因素都能导致西门子PLC在运行过程中出现异常甚至是报错故障。首先看温度,工业生产所需环境复杂,有些项目需要低温而有些则需要高温,这就无法保证PLC能够始终处于正常环境下工作,就以西门子PLC为例,它的适配工作   温度为0~55℃之间,如果设备发热量过大超出55℃范围时,PLC元件就会出现异常,特别是某些工厂中某些生产项目要求在密闭空间内完成,这就根容易导致PLC出现故障问题:其次是湿度,西门子PLC需要在绝对绝缘性环境中工作,且要求空气湿度在85%以内,但同理,工厂生产工作环境也难以保证这一点,特别是像化工企业、石油炼制企业中其生产工作中湿度往往超标,甚至还会出现凝露现象,这种极端状态下的西门子PLC设备是必然会出现故障的;最后震动,西门子PLC设备表盘较小,容易受到生产中的共振影响,这会在一定程度上影响到设备工作的稳定性,特别是在频率10~70Hz的间欲性震动影响下,PLC极易出现故障:再一点就是空气影响,以化工企业为例,其生产过程中容易产生各种高腐蚀性气体或细小粉尘颗粒,这些物质对西门子PLC的电路板腐蚀作用大,容易破坏电路,最终导致其失效。

    (2)处理措施

    为了最大限度地降低工厂工业生产中异常温湿度对西门子PLC的不利影响,应该考虑利用它的远程控制功能,将其放置在工厂车间的空调房中,合理地控制温湿度,同时加强通风,避免PLC安装位置存在发散传热严重现象,而在针对震动方面的处理则应该为西门子PLC再配备一套减震胶。如果希望降低电源干扰,则需要安装具有屏依层的隔离变压器,最大限度地减少电磁电源干扰。在处理空气腐蚀问题时则需要将西门子PLC放置于密封性能良好的控制柜中,减少它与外界空气接触,特别是要隔离掉某些具有腐蚀性的工业有毒气体。

    3.2 由控制系统干扰听引发的西门子PLC故障问题及处理措施

    (1)故障问题

    控制系统干扰一效是指电磁干扰,它会直接影响到西门子PLC的稳定性,也是最直接影响因素。

    通常情况下控制系统干扰中就存在共模干扰与差模干扰两种,以共模干抗为例,当变频器启动并运行时谐波传导干扰加强,它会引发电压时变,同时产生强电磁干扰,这会严重影响到西门子PLC的运行能力。

    (2)处理措施

    针对西门子系统控制系统干扰故障的处理措施有两点:第一,要合理地抑制电网与电源之间干扰,尽量减少设备与大地之间干扰,可在电源输入端位置串按一套LC滤波器,再利用屏蔽设备将电网干扰完全隔离,这样可有效减少控制系统干扰对西门子PLC影响;第二,可采用电源线、动力线与控制线进行分别配线,保证做到线槽分开但一一对应,并联继电器形成RC销弧电路,也可有效地减少系统干扰。

4、结语

    综上所述,本文专门针对西门子PLC在工厂中的应用常见问题展开分析,主要围绕工作环境与控制系统干扰两方面提出问题,并给出相应处理措施,目的在于希望提高西门子PLC在工厂工业生产中的稳定性与安全可靠性,提升企业的控制能力。

责任编辑:杨培
本文来源于互联网,e-works本着传播知识、有益学习和研究的目的进行的转载,为网友免费提供,并以尽力标明作者与出处,如有著作权人或出版方提出异议,本站将立即删除。如果您对文章转载有任何疑问请告之我们,以便我们及时纠正。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
读者评论 (0)
请您登录/注册后再评论