PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用的若干管理問題研究

嚴(yán)俊杰

摘 要：隨著PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域中的普遍推廣和應(yīng)用，相關(guān)管理問題也被提上了重要日程。文章分析了PLC應(yīng)用中的常見問題類型及其應(yīng)對(duì)方法，以及PLC日常維護(hù)中的重要內(nèi)容，最后闡述了工業(yè)控制領(lǐng)域PLC應(yīng)用中應(yīng)該注意的相關(guān)事項(xiàng)，希望能夠?yàn)镻LC的相關(guān)推廣和應(yīng)用提供必要的幫助和參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)控制領(lǐng)域；PLC；應(yīng)用；管理問題；研究

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）32-0068-02

PLC即可編程控制器，近年來在工業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化控制中的重要工具和主流的控制設(shè)備之一，在數(shù)字運(yùn)算、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、人機(jī)接口、實(shí)務(wù)模擬等方面的能力大幅度提高。PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域方面的應(yīng)用極大地促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)效率的提升，同時(shí)也對(duì)相關(guān)操作人員和設(shè)備維修人員提出了更高的管理要求，基于此，本文探討了工業(yè)控制領(lǐng)域PLC應(yīng)用的若干管理問題。

1 PLC應(yīng)用中的常見問題及應(yīng)對(duì)方法

PLC應(yīng)用中常見的問題類型有電源故障、異常故障、通信故障及輸入輸出故障等。

1.1 PLC電源故障及應(yīng)對(duì)方法

PLC的電源故障類型又可分為主機(jī)電源故障、模塊電源故障和擴(kuò)展機(jī)電源故障，當(dāng)其中的任何一個(gè)電源出現(xiàn)異常時(shí)都要啟動(dòng)電源故障檢測(cè)程序。在電源指示燈不亮的情況下，可能的故障原因有保險(xiǎn)絲斷開、供電電壓不存在、供電電壓過高、電源本身損壞或者指示燈自身損壞，根據(jù)具體故障原因采取相應(yīng)的措施。

1.2 PLC異常故障及應(yīng)對(duì)方法

PLC異常故障的類型包括不能啟動(dòng)、工作不穩(wěn)定、通信中斷、外部程序不能裝入等，這時(shí)就需要進(jìn)行異常故障檢測(cè)。PLC不能啟動(dòng)的原因有供電電壓過高或過低、內(nèi)存溢出錯(cuò)誤、CPU故障或者內(nèi)存板故障，根據(jù)實(shí)際檢測(cè)情況采取相應(yīng)措施；PLC工作不穩(wěn)定的原因可能有供電電壓過高或過低、與主機(jī)接口的接觸不牢、CPU或內(nèi)存板出現(xiàn)松動(dòng)等，根據(jù)實(shí)際檢測(cè)情況采取具體措施；通信中斷的原因有通信電纜插槽松動(dòng)、通信電纜故障、內(nèi)存溢出、通訊接口參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤、主機(jī)通信故障或者PLC通信接口故障，根據(jù)實(shí)際檢測(cè)結(jié)果采取相應(yīng)措施；外部程序不能置入的原因有內(nèi)存溢出或者初始化失敗、CPU或內(nèi)存出現(xiàn)故障，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果采取相應(yīng)的措施。

1.3 通信故障及應(yīng)對(duì)方法

PLC網(wǎng)絡(luò)的工作的基礎(chǔ)就是要保持通信暢通，當(dāng)出現(xiàn)通信故障時(shí)就要啟動(dòng)通信故障檢查。常見的通信故障現(xiàn)象有單模塊通信故障、主站通信故障、子站通信故障、通信故障指示燈開啟但通信仍然保持正常。單模塊通信故障的原因有接觸嵌插不良、模塊自身故障或者組態(tài)不匹配，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果采取相應(yīng)的方法；主站通信故障的原因有通信線纜故障、調(diào)制解調(diào)器故障或相關(guān)處理器出現(xiàn)故障，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果采取相應(yīng)方法；子站通信故障的原因有通信處理器松動(dòng)、分支通信線纜故障、通信處理器故障等，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果采取相應(yīng)的處理辦法；通信故障指示燈開啟但通信仍然正常的原因是接觸不良或者模塊插入問題，根據(jù)具體檢測(cè)結(jié)果采取相應(yīng)方法。

1.4 輸入輸出故障及應(yīng)對(duì)方法

PLC的輸入輸出模塊直接與外部設(shè)備相連接，其出現(xiàn)故障的幾率和頻次都比較高，其故障原因相對(duì)來說比較容易判明和查找，但必須及時(shí)解決，否則會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成較大危害。輸入輸出故障常見的現(xiàn)象有輸入出現(xiàn)不規(guī)則的連通或中斷、有輸入動(dòng)作時(shí)指示燈不亮、輸出模塊損壞、輸出模塊接不通、輸出出現(xiàn)不規(guī)則的連通或中斷等，這時(shí)就需要啟動(dòng)輸入輸出故障檢測(cè)程序，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果采取相應(yīng)的處理辦法。

2 工業(yè)控制領(lǐng)域PLC應(yīng)用的日常維護(hù)內(nèi)容及要點(diǎn)

PLC除了繼電器輸出觸點(diǎn)和電池容易損壞外，基本上沒有容易損壞的元件。用戶的應(yīng)用程序文件存儲(chǔ)在RAM中，RAM和繼電器、計(jì)數(shù)器等都要受到電池的支持才能工作，因此當(dāng)電池的使用壽命接近時(shí)要注意留意電壓大小，當(dāng)其下降到一定幅度時(shí)要及時(shí)更換電池，這是工業(yè)控制領(lǐng)域PLC應(yīng)用日常維護(hù)的重要內(nèi)容。

更換電池要遵循下面的步驟：

①拆卸前先讓PLC通電半分鐘左右，目的是讓存儲(chǔ)器的備用電源充電，當(dāng)電池被卸下后可以由其提供短暫的供電，從而保護(hù)RAM的信息不會(huì)丟失；②切斷PLC電源；③打開電池蓋板，取下舊電池?fù)Q新；④更換電池的時(shí)間不宜超過3 min，否則RAM中存儲(chǔ)的程序可能會(huì)丟失。

3 工業(yè)控制領(lǐng)域PLC應(yīng)用中應(yīng)該注意的相關(guān)事項(xiàng)

一般來說，應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的PLC不需要采取額外的保護(hù)措施就可以勝任工業(yè)環(huán)境，但是如果生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，諸如特別強(qiáng)烈的電磁輻射環(huán)境中如果PLC安裝不當(dāng)就會(huì)造成PLC不能正常運(yùn)行。綜合起來工業(yè)控制領(lǐng)域PLC應(yīng)用中應(yīng)該注意以下相關(guān)事項(xiàng)。

3.1 工作環(huán)境條件

工作環(huán)境條件一般包括溫度、濕度、震動(dòng)、空氣、電源燈。PLC正常工作的環(huán)境溫度介于0～50 ？觷之間，其安裝位置不能太靠近發(fā)熱量較大的元器件，通風(fēng)散熱條件應(yīng)該較好；空氣的濕度對(duì)于PLC的絕緣性有重要影響，一般濕度不應(yīng)大于85%；PLC應(yīng)該遠(yuǎn)離振動(dòng)源，特別是震動(dòng)頻率在0～50 Hz的連續(xù)震動(dòng)會(huì)對(duì)PLC正常工作帶來較大損害，如果使用環(huán)境無法避免震動(dòng)時(shí)，應(yīng)該采取減震措施；PLC應(yīng)該避免接觸易燃或具有腐蝕性的氣體，如果空氣中含有量粉塵或者強(qiáng)腐蝕性氣體，可以PLC安裝在相對(duì)封閉的柜盒內(nèi)；PLC自身對(duì)于電磁干擾具有一定的抵制力，但過高的電磁干擾會(huì)影響PLC的穩(wěn)定性，這時(shí)可以考慮使用電磁干擾屏蔽層來減少干擾。

3.2 PLC電磁干擾源及解決方法

PLC工作現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾經(jīng)常會(huì)影響其穩(wěn)定性和可靠性，電磁干擾的類型通常有兩種，一種是共模干擾，一種是差模干擾。

3.2.1 電磁干擾的來源

電源干擾，PLC的供電電源及供電電網(wǎng)都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生電磁干擾；高壓電器、高電感負(fù)載、混亂布線等都會(huì)對(duì)PLC產(chǎn)生一定的電磁干擾；接地系統(tǒng)如果混亂也會(huì)對(duì)PLC產(chǎn)生一定的電磁干擾；PLC內(nèi)部元器件和電路之間也會(huì)相互產(chǎn)生電磁輻射和電磁干擾，邏輯電路和模擬電路之間由于電磁輻射會(huì)相互影響，相關(guān)元器件之間的不匹配使用也會(huì)導(dǎo)致它們之間出現(xiàn)較高的電磁輻射，進(jìn)而影響PLC的工作穩(wěn)定性和可靠性；電網(wǎng)變頻器產(chǎn)生的諧波和輸出都會(huì)產(chǎn)生比較強(qiáng)的電磁輻射，這對(duì)PLC的工作會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

3.2.2 解決方法

針對(duì)電磁干擾的主要來源，可以采取下面的方法有針對(duì)性的加以解決：

①合理地處置電源，降低供電電網(wǎng)的電磁干擾。可以考慮在引入電網(wǎng)時(shí)在變壓器外面安裝電磁屏蔽層，減少設(shè)備之間的干擾，也可以在電源輸入端口連接一個(gè)LC濾波器；②科學(xué)地處理接地系統(tǒng)。良好完善的接地系統(tǒng)可以減少偶爾的電壓沖擊對(duì)PLC產(chǎn)生的危害，值得一體的是，接地線、大地、屏蔽層在特殊條件下有可能形成閉合環(huán)路，這樣在磁場(chǎng)變化下屏蔽層內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，從而會(huì)對(duì)PLC工作產(chǎn)生干擾；③柜體連接線和電源線接地端最好設(shè)置為安全接地，這樣即使在柜體或電源漏電的情況下，也會(huì)通過安全接地直接導(dǎo)入地下，避免對(duì)人造成傷害。

4 結(jié) 語

隨著PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用的不斷深入和推廣，如何有效地使用PLC、妥善地處置各種故障、做好日常維護(hù)等成為工業(yè)生產(chǎn)正常進(jìn)行的重要保障。PLC作為工業(yè)控制自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將來必然會(huì)得到更大推廣和應(yīng)用，發(fā)揮更大的價(jià)值和作用。

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