徐輝

摘 要：PLC技術(shù)是一種電氣控制裝置，為專門為控制工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的，一般可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用，不需要采取特殊措施處理。但是在實(shí)際運(yùn)用過程中，工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的差異很容易對(duì)PLC技術(shù)的設(shè)備和線路產(chǎn)生影響。西門子PLC由于其靈活性、精確性和成本較低等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，因此在工業(yè)控制領(lǐng)域扮演著十分重要的角色。但是由于PLC技術(shù)自身的特點(diǎn)，西門子PLC也會(huì)因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境的復(fù)雜性而受到各種干擾。因此本文通過對(duì)西門子PLC控制器的構(gòu)成、特點(diǎn)、應(yīng)用及常見問題這幾個(gè)方面的研究分析，并且提出有針對(duì)性地解決措施，以便能夠更好地滿足工業(yè)電氣控制的不同需求。

關(guān)鍵詞：西門子PLC；應(yīng)用；問題；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.196

0 引言

現(xiàn)如今，PLC已從傳統(tǒng)的接線控制邏輯提升到了存儲(chǔ)控制邏輯，這一變革使其功能水平得到了極大地提高；而邏輯控制系統(tǒng)向數(shù)字控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的實(shí)現(xiàn)則使其功能更加靈活、強(qiáng)大；從單體設(shè)備簡(jiǎn)單控制到可以承擔(dān)運(yùn)動(dòng)控制、過程控制以及集散控制等多種不同任務(wù)的跨越，可以更好地適應(yīng)工業(yè)控制不同規(guī)模的需要。功能水平的提高也使得PLC的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大。由于西門子PLC控制系統(tǒng)在處理模擬量、數(shù)字運(yùn)算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)的能力在近年來的的大幅提高，顯示出了更佳地工作成效，因此成為了工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制系統(tǒng)，在各行各業(yè)的作用日益增大。

1 西門子PLC的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

西門子PLC可編程控制器主要CPU模塊、模擬量與數(shù)字量的輸入輸出模塊、電源模塊、通信模塊、編程設(shè)備以及接口模塊六大部分組成。CPU模塊主要是通過用戶所使用的編制程序來進(jìn)行信號(hào)的收集，并通過其本身的微處理器和存儲(chǔ)器來執(zhí)行不同的程序操作及數(shù)據(jù)要求；模擬量與數(shù)字量的輸入輸出模塊主要由按鈕、電位器、發(fā)電機(jī)、開關(guān)和變送器通過對(duì)模擬量以及數(shù)字信號(hào)進(jìn)行輸入，從而使數(shù)字輸出模塊更有效的控制警報(bào)設(shè)置、閥門以及接觸器等；電源模塊主要通過對(duì)交直流之間的電流轉(zhuǎn)換，為背板總線提供合適的直流電源，一般采用5V的直流電源；通信模塊主要是通過對(duì)I/O接口以及計(jì)算機(jī)設(shè)備之間的通信控制，為處理系統(tǒng)提供PLC的具體信息。編程設(shè)備主要是通過STEP7軟件對(duì)程序編寫進(jìn)行上、下載；接口模塊主要通過對(duì)PLC容量的擴(kuò)展來為其提供可用電源。西門子PLC主要有三大特點(diǎn)，分別是：安裝與布線、穩(wěn)定性好以及I/O接線。西門子PLC的安裝與布線特點(diǎn)主要是使用雙膠線將變壓器進(jìn)行隔離并與PLC進(jìn)行連接，其重要注意控制線、動(dòng)力線以及I/O線進(jìn)行分開配線，且輸入與輸出線不能接觸，模擬量與開關(guān)也應(yīng)分開設(shè)置，不能將輸出線原理高壓線與動(dòng)力線產(chǎn)生并行，直流和交流的輸出線在不同的電纜內(nèi)。西門子PLC穩(wěn)定性能較好，且抗干擾能力也較強(qiáng)，使用也較為方便并且維護(hù)較為容易，在升級(jí)改造方面也比較簡(jiǎn)單，因此可靠性較高。

西門子PLC的I/O接線，因有其獨(dú)特的接線方式，可以使感性負(fù)載進(jìn)行合理的選擇，并將輸入輸出線接在不同的電纜上面，梯形圖的設(shè)置與繼電器的原理也進(jìn)行相結(jié)合，使其在同一個(gè)系統(tǒng)中的電壓輸出值相同。

2 西門子PLC在工廠中的應(yīng)用、問題及發(fā)展措施

目前，隨著西門子PLC技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，西門子PLC技術(shù)逐漸被應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，其中對(duì)于工廠電氣的應(yīng)用與控制則占據(jù)了重要位置。西門子PLC的閉環(huán)過程控制主要通過數(shù)字量以及模擬量二者進(jìn)行轉(zhuǎn)換并通過CPU中的算法程序?qū)δM量進(jìn)行整理，從而對(duì)流量、溫度、壓力及液位等相關(guān)變化的模擬量進(jìn)行閉環(huán)控制，通常閉環(huán)過程控制的主要方式調(diào)節(jié)是PID調(diào)節(jié)法，在閉環(huán)控制系統(tǒng)中主要有三種形式，分別是：積分、比例和微分。

西門子PLC的多種功能可以充分實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞、處理以及函數(shù)的運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、查表、排序等的控制，主要通過對(duì)數(shù)據(jù)的信息采集和軟件的分析與處理 ，對(duì)大型工業(yè)進(jìn)行科學(xué)的控制，因此逐漸被廣泛運(yùn)用到工業(yè)的發(fā)展中。由于現(xiàn)代工業(yè)的不變發(fā)展與進(jìn)步，逐漸對(duì)工業(yè)中的系統(tǒng)控制提出來更高的要求，在傳統(tǒng)的邏輯控制電路方式中，繼電器的應(yīng)用十分復(fù)雜且應(yīng)用較為緩慢，也很難實(shí)現(xiàn)順序控制以及數(shù)字量的控制，并在單臺(tái)設(shè)備及多級(jí)聯(lián)合等方面也有很大的限制，而開關(guān)量邏輯控制則剛好可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)繼電器中所出現(xiàn)的不足之處，因此，開關(guān)量邏輯的控制逐漸被廣泛利用。西門子PLC的主要問題則體現(xiàn)在工作環(huán)境較為惡劣以及控制系統(tǒng)中的干擾問題，對(duì)此，以下將給出具體的問題及發(fā)展措施。西門子PLC在工業(yè)生產(chǎn)過程中溫度應(yīng)為0～550c之間，然而通常工業(yè)生產(chǎn)過程中環(huán)境溫度時(shí)高時(shí)低，無法滿足PLC工作所需的正常溫度，對(duì)此可以進(jìn)行安裝通風(fēng)設(shè)備，以及散熱系統(tǒng)，從而使PLC正常運(yùn)行；西門子PLC在工業(yè)生產(chǎn)過程中，空氣濕度不能高于85%，但目前在我國(guó)工業(yè)發(fā)展中存在較大的超標(biāo)問題，因此容易出現(xiàn)故障，在這個(gè)問題上，可以充分利用PLC遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，將PLC放置在空調(diào)房間內(nèi)，從而確保濕度適宜；西門子PLC在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)因空氣中的腐蝕性氣體以及細(xì)小粉塵等而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障，從而降低PLC工作效率，因此，在處理這個(gè)問題上，應(yīng)格外注意將PLC盡量與工作空氣減少接觸，可放置在密封環(huán)境中，從而保護(hù)PLC的正常運(yùn)行；在PLC工作過程中，其中電磁的干擾問題對(duì)其影響十分嚴(yán)重，通常會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，無法進(jìn)行工作，因此，對(duì)于電磁干擾問題要格外重視，可以采取分離措施減少與其他設(shè)備的接觸，從而抑制電網(wǎng)與電源對(duì)PLC運(yùn)行工程中的干擾現(xiàn)象。

3 結(jié)束語

PLC由于其實(shí)用性而受到工業(yè)領(lǐng)域的青睞，因此對(duì)于PLC技術(shù)的研究也日益受到相關(guān)企業(yè)的重視。隨著西門子PLC控制系統(tǒng)在我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域地不斷擴(kuò)展，其在工廠的實(shí)際應(yīng)用過程中所存在的問題也日益引起人們的關(guān)注，同時(shí)這也是西門子提高PLC控制系統(tǒng)性能的關(guān)鍵突破點(diǎn)之一。西門子PLC在未來有著廣闊的發(fā)展前景，產(chǎn)品種類會(huì)隨著工業(yè)化進(jìn)程越來越豐富，規(guī)格也會(huì)隨著生活需求的提高越來越齊全，相信日后在該系統(tǒng)在我國(guó)工業(yè)控制領(lǐng)域能夠發(fā)揮更為巨大的作用。

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