西門子PLC在工廠應(yīng)用中的問題及處置建議分析

孫沁芳

（重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司，重慶 401121）

1 西門子PLC概述及其在工廠方面的應(yīng)用價(jià)值探討

1.1 西門子PLC概述

PLC是可編程控制器的簡稱，應(yīng)用過程中實(shí)現(xiàn)了從接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍、邏輯控制到數(shù)字控制的轉(zhuǎn)變、簡單控制到多種形式控制的進(jìn)步等。實(shí)踐中若能提高西門子PLC的利用效率，可使控制設(shè)備的工作性能更加可靠，滿足模擬量處理、數(shù)字運(yùn)算等方面需求，保持控制設(shè)備良好的應(yīng)用狀況。

1.2 西門子PLC在工廠方面的應(yīng)用價(jià)值探討

在了解西門子PLC功能特性的基礎(chǔ)上，為了使其在工廠方面能夠得到科學(xué)應(yīng)用，則需要了解該控制設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值。具體表現(xiàn)為：（1）若能將西門子PLC應(yīng)用于工廠方面，可實(shí)現(xiàn)對(duì)其生產(chǎn)過程的有效控制，提高數(shù)據(jù)方面的處理效率，增加現(xiàn)代工廠的生產(chǎn)效益；（2）關(guān)注西門子PLC在工廠方面的應(yīng)用，有利于降低其生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，滿足工廠生產(chǎn)計(jì)劃高效實(shí)施要求，并增加其生產(chǎn)過程中的技術(shù)含量；（3）通過對(duì)西門子PLC在工廠應(yīng)用方面的思考，可使其生產(chǎn)作業(yè)開展更加高效，并使其在生產(chǎn)過程中能夠處于可控狀態(tài)，逐步實(shí)現(xiàn)工廠既定的生產(chǎn)目標(biāo)。

1.3 西門子PLC在大豆行業(yè)的應(yīng)用

西門子在大豆行業(yè)上的應(yīng)用非常的廣泛。比如正陽魯花項(xiàng)目，金盛大豆項(xiàng)目，以及俄羅斯大豆。主要分為預(yù)處理工藝、浸出工藝、精煉工藝。PLC系統(tǒng)主要監(jiān)測點(diǎn)為溫度、液位、流量、壓力以及電機(jī)的電流信號(hào)。PLC系統(tǒng)主要連鎖及變頻控制：設(shè)備的液位連鎖，PID控制回路以及順序控制連鎖。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般是以太網(wǎng)通訊、DP通訊，詳情見圖1。

圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

2 西門子PLC在工廠應(yīng)用中的問題分析

在對(duì)西門子PLC在工廠應(yīng)用方面進(jìn)行研究時(shí)，應(yīng)關(guān)注其應(yīng)用中的問題，促使相應(yīng)的研究成果有著良好的應(yīng)用價(jià)值。在此期間，相關(guān)的應(yīng)用問題包括以下方面。

2.1 工作環(huán)境引發(fā)的問題

工廠生產(chǎn)過程中應(yīng)用西門子PLC時(shí)，會(huì)在其工作環(huán)境的影響下，引發(fā)這類控制設(shè)備的應(yīng)用問題，影響其工作性能。具體表現(xiàn)為：（1）溫度的影響。西門子PLC的工作溫度一般介于0～55 ℃之間。當(dāng)設(shè)備的過大發(fā)熱量傳遞到PLC元器件上時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致該控制設(shè)備異常情況的發(fā)生；（2）濕度的影響。西門子PLC在工廠應(yīng)用中的絕緣性是否良好、能否處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，都會(huì)影響該設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值及效果。實(shí)踐中，因某些工廠生產(chǎn)區(qū)域空氣的濕度較大，超過了西門子PLC的正常工作要求，從而加大了其運(yùn)行故障發(fā)生率；（3）工作環(huán)境方面其他因素的影響。工廠生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行過程中，會(huì)產(chǎn)生共振問題。對(duì)于頻率范圍為10～55 Hz的設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生連續(xù)性或間歇性的震動(dòng)，導(dǎo)致西門子PLC的工作性能受到了潛在威脅，可能會(huì)引發(fā)其故障問題，同時(shí)，若工廠生產(chǎn)中存在著腐蝕性氣體、細(xì)小的粉塵顆粒等，會(huì)使西門子PLC運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)加大，引發(fā)腐蝕、電路破壞等方面的問題，無形之中降低了西門子PLC在工廠方面的應(yīng)用水平。

2.2 控制系統(tǒng)方面的干擾問題

西門子PLC在工廠應(yīng)用中會(huì)因控制系統(tǒng)方面的干擾影響，引發(fā)其運(yùn)行問題。具體表現(xiàn)為：（1）基于工廠方面PLC的應(yīng)用，會(huì)因電磁干擾的影響，而使該控制設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)工作紊亂現(xiàn)象，引發(fā)其誤操作問題，致使西門子PLC應(yīng)用水平有所下降，且在共模干擾與差模干擾的影響下，導(dǎo)致西門子PLC運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性受到了較大威脅，影響著其在工廠生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用效果；（2）由于西門子PLC系統(tǒng)的供電來源于電網(wǎng)，但電網(wǎng)受到空間電磁干擾的情況普遍，線路上的感應(yīng)電壓、較大的電感性負(fù)載、高壓電器、布線混亂等都會(huì)對(duì)PLC產(chǎn)生干擾，影響著其運(yùn)行效率，給西門子PLC在工廠方面的應(yīng)用水平提升帶來了制約作用。

2.3 在實(shí)際執(zhí)行的項(xiàng)目中出現(xiàn)干擾的例子

在2016年執(zhí)行的圣蓮島項(xiàng)目：該項(xiàng)目采用的西門子200PLC系統(tǒng)。模擬量模塊6ES72310HC220XA0為4通道模塊。在采集現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)時(shí)，出現(xiàn)采集到PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)有很大的誤差。經(jīng)過一系列的排查，確認(rèn)為是現(xiàn)場干擾造成。為了解決此現(xiàn)象，消除一定的干擾，把模塊的信號(hào)負(fù)端全部串級(jí)到一起然后接到電源24-上。最后PLC采集的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場儀表實(shí)際數(shù)據(jù)基本一致。同樣的情況在2019年執(zhí)行的金盛大豆項(xiàng)目再次出現(xiàn)，此項(xiàng)目采用的是300PLC系統(tǒng)。其中模擬量模塊為6ES73311KF024AB1為8通道的模塊。出現(xiàn)此現(xiàn)象同樣有另外一種方法且更加準(zhǔn)確，即在模擬量的信號(hào)回路上添加隔離器。

3 控制系統(tǒng)抗干擾方面的措施

基于工廠方面西門子PLC的應(yīng)用，為了確保該控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況良好性，全面提升其應(yīng)用價(jià)值，則需要考慮有效的抗干擾措施運(yùn)用。具體表現(xiàn)為：（1）將LC濾波器串接到電源輸入端，且在屏蔽設(shè)備的支持下，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)干擾的隔離處理，從而提高工廠生產(chǎn)過程中西門子PLC的運(yùn)行效率；（2）西門子PLC柜原理動(dòng)力線、接觸器的線圈和大功率的繼電器要并聯(lián)RC消弧電路，促使PLC支持下的控制系統(tǒng)在工廠應(yīng)用中的作用效果更加顯著，逐漸提升其應(yīng)用水平；（3）工廠生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用西門子PLC控制系統(tǒng)時(shí)，需要控制好其接地系統(tǒng)的設(shè)置過程，確保其接地電阻值設(shè)置有效性，從而達(dá)到西門子PLC在工廠方面應(yīng)用水平提升的目的。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)控制系統(tǒng)抗干擾方面的措施這些的高效利用，可降低西門子PLC在工廠中的應(yīng)用問題發(fā)生率，保持其良好的應(yīng)用狀況，全面提高現(xiàn)代工廠的生產(chǎn)效率，增加其生產(chǎn)效益。因此，未來在進(jìn)行西門子PLC在工廠中應(yīng)用方面的研究工作時(shí)，應(yīng)充分考慮其應(yīng)用中的常見問題，并根據(jù)實(shí)際情況及形勢變化，運(yùn)用切實(shí)有效的處置建議進(jìn)行及時(shí)處理，優(yōu)化這類可編程控制器的使用功能。