淺談西門子PLC在污水處理應(yīng)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(gòu)成、應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)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(yīng)用的可靠性，滿足工業(yè)控制的各種要求。

關(guān)鍵詞：西門子；PLC；應(yīng)用問題

1、引言

PLC 在近些年得到較快的發(fā)展，其中使用較多的就是西門子PLC。西門子PLC 在其成本及準(zhǔn)確度上都有較大的優(yōu)勢，所以其在工業(yè)控制方面得到越來越多的青睞。但是工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜性，又導(dǎo)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(yīng)用，促進生產(chǎn)。

2、西門子PLC概述

2.1西門子PLC的基本構(gòu)成

PLC，其中文全稱為可編程邏輯控制器，是根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的特點而設(shè)計用來控制電氣的一種裝置。PLC 的發(fā)展迅速，在工業(yè)生產(chǎn)中得到越來越廣泛的使用，使用起來沒有復(fù)雜的程序，不需要對其作其他的處理就能直接運用到工業(yè)生產(chǎn)環(huán)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(shè)備及接口模塊六個部分構(gòu)成。其中，CPU 模塊負責(zé)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(shù)字量的輸入與輸出；電源模塊就負責(zé)電壓的轉(zhuǎn)變和電能得供應(yīng)；通信模塊主要用來實現(xiàn)遠程I/O 接口與計算機的信息共享；編程設(shè)備即負責(zé)編寫程序；接口模塊通過與必要的設(shè)備進行連接，以解決PLC 容量小的問題。

2.2 西門子PLC的應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用特點

西門子PLC 是電力控制應(yīng)用中最被看好的應(yīng)用之一。不管是在國內(nèi)還是國外，其在人們生活的各個領(lǐng)域中都有被使用。例如電力領(lǐng)域、制造業(yè)領(lǐng)域、交通運輸領(lǐng)域、文化娛樂領(lǐng)域、互聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域等等；西門子PLC 應(yīng)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(yīng)該使用常開觸點的形式進行連接，然而輸出接線應(yīng)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(yīng)用中常見的問題

西門子PLC 給工業(yè)生產(chǎn)帶來很大的便利，很大程度上促進了工業(yè)的自動化生產(chǎn)。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(yè)生產(chǎn)環(huán)境的惡劣等因素都會影響西門子PLC 的使用，不利于生產(chǎn)的進行，甚至發(fā)生安全事故。西門子PLC 在工程應(yīng)用中常見的問題歸結(jié)起來，大致可分為工作環(huán)境引起的問題、和控制系統(tǒng)中的干擾引發(fā)的問題。

3.1 工作環(huán)境引起的問題

大多數(shù)污水處理的工作環(huán)境都比較復(fù)雜，其中影響西門子PLC 的應(yīng)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(yīng)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(chǎn)過程中，一些設(shè)備會不斷的散熱，導(dǎo)致工作環(huán)境的溫度升高，超出了西門子PLC 工作的最佳溫度區(qū)間。

濕度：西門子PLC 的工作環(huán)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(huán)境的濕度達到相應(yīng)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(yīng)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(xiàn)10至55赫茲的震動頻率和連續(xù)的震動?；蛘卟扇∫恍p震措施，降低工作環(huán)境中某些設(shè)備的震動頻率。

空氣：工作環(huán)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(tǒng)中的干擾引發(fā)的問題

在影響西門子PLC 正常工作的干擾中，控制系統(tǒng)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(chǎn)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(wǎng)的干擾，從而對以電網(wǎng)為供電來源的西門子PLC 系統(tǒng)產(chǎn)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(chǎn)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(tǒng)混亂、操作不正常，嚴重影響到西門子PLC 穩(wěn)定使用。

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

4、相應(yīng)的處理措施

4.1 改善工作環(huán)境

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

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

使用一些相關(guān)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(yīng)該采取相應(yīng)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(tǒng)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(tǒng)造成損害。

4.2 采取必要的抗干擾措施

減少電網(wǎng)與電源對西門子PLC 的干擾。盡可能的減少地和一些設(shè)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(wǎng)的干擾，應(yīng)該購置必要的屏蔽設(shè)備以屏蔽電網(wǎng)對西門子PLC 的干擾。

對于變頻器對西門子PLC 產(chǎn)生的干擾，應(yīng)該使用相應(yīng)的濾波器來過濾對西門子PLC 的干擾，把干擾更多的轉(zhuǎn)移至電源，然后在電源處利用隔離變壓器將干擾隔離轉(zhuǎn)化。

西門子PLC 系統(tǒng)內(nèi)部的元件不匹配也會對其產(chǎn)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(tǒng)內(nèi)部電路間產(chǎn)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(yīng)用 電子工業(yè)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(qū)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(shù)專業(yè)。

（作者單位：大慶煉化公司電儀運行中心儀表一車間）