PLC在工業控制領域應用的若干管理問題研究

嚴俊杰

摘 要：隨著PLC在工業控制領域中的普遍推廣和應用，相關管理問題也被提上了重要日程。文章分析了PLC應用中的常見問題類型及其應對方法，以及PLC日常維護中的重要內容，最后闡述了工業控制領域PLC應用中應該注意的相關事項，希望能夠為PLC的相關推廣和應用提供必要的幫助和參考。

關鍵詞：工業控制領域；PLC；應用；管理問題；研究

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）32-0068-02

PLC即可編程控制器，近年來在工業生產和工業控制領域得到廣泛的應用，是現代工業生產數字化控制中的重要工具和主流的控制設備之一，在數字運算、網絡設置、人機接口、實務模擬等方面的能力大幅度提高。PLC在工業控制領域方面的應用極大地促進了工業生產效率的提升，同時也對相關操作人員和設備維修人員提出了更高的管理要求，基于此，本文探討了工業控制領域PLC應用的若干管理問題。

1 PLC應用中的常見問題及應對方法

PLC應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電源故障及應對方法

PLC的電源故障類型又可分為主機電源故障、模塊電源故障和擴展機電源故障，當其中的任何一個電源出現異常時都要啟動電源故障檢測程序。在電源指示燈不亮的情況下，可能的故障原因有保險絲斷開、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，根據具體故障原因采取相應的措施。

1.2 PLC異常故障及應對方法

PLC異常故障的類型包括不能啟動、工作不穩定、通信中斷、外部程序不能裝入等，這時就需要進行異常故障檢測。PLC不能啟動的原因有供電電壓過高或過低、內存溢出錯誤、CPU故障或者內存板故障，根據實際檢測情況采取相應措施；PLC工作不穩定的原因可能有供電電壓過高或過低、與主機接口的接觸不牢、CPU或內存板出現松動等，根據實際檢測情況采取具體措施；通信中斷的原因有通信電纜插槽松動、通信電纜故障、內存溢出、通訊接口參數設置錯誤、主機通信故障或者PLC通信接口故障，根據實際檢測結果采取相應措施；外部程序不能置入的原因有內存溢出或者初始化失敗、CPU或內存出現故障，根據檢測結果采取相應的措施。

1.3 通信故障及應對方法

PLC網絡的工作的基礎就是要保持通信暢通，當出現通信故障時就要啟動通信故障檢查。常見的通信故障現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不匹配，根據檢測結果采取相應的方法；主站通信故障的原因有通信線纜故障、調制解調器故障或相關處理器出現故障，根據檢測結果采取相應方法；子站通信故障的原因有通信處理器松動、分支通信線纜故障、通信處理器故障等，根據檢測結果采取相應的處理辦法；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，根據具體檢測結果采取相應方法。

1.4 輸入輸出故障及應對方法

PLC的輸入輸出模塊直接與外部設備相連接，其出現故障的幾率和頻次都比較高，其故障原因相對來說比較容易判明和查找，但必須及時解決，否則會對系統造成較大危害。輸入輸出故障常見的現象有輸入出現不規則的連通或中斷、有輸入動作時指示燈不亮、輸出模塊損壞、輸出模塊接不通、輸出出現不規則的連通或中斷等，這時就需要啟動輸入輸出故障檢測程序，根據檢測結果采取相應的處理辦法。

2 工業控制領域PLC應用的日常維護內容及要點

PLC除了繼電器輸出觸點和電池容易損壞外，基本上沒有容易損壞的元件。用戶的應用程序文件存儲在RAM中，RAM和繼電器、計數器等都要受到電池的支持才能工作，因此當電池的使用壽命接近時要注意留意電壓大小，當其下降到一定幅度時要及時更換電池，這是工業控制領域PLC應用日常維護的重要內容。

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，目的是讓存儲器的備用電源充電，當電池被卸下后可以由其提供短暫的供電，從而保護RAM的信息不會丟失；②切斷PLC電源；③打開電池蓋板，取下舊電池換新；④更換電池的時間不宜超過3 min，否則RAM中存儲的程序可能會丟失。

3 工業控制領域PLC應用中應該注意的相關事項

一般來說，應用于工業控制領域的PLC不需要采取額外的保護措施就可以勝任工業環境，但是如果生產環境過于惡劣，諸如特別強烈的電磁輻射環境中如果PLC安裝不當就會造成PLC不能正常運行。綜合起來工業控制領域PLC應用中應該注意以下相關事項。

3.1 工作環境條件

工作環境條件一般包括溫度、濕度、震動、空氣、電源燈。PLC正常工作的環境溫度介于0～50 ？觷之間，其安裝位置不能太靠近發熱量較大的元器件，通風散熱條件應該較好；空氣的濕度對于PLC的絕緣性有重要影響，一般濕度不應大于85%；PLC應該遠離振動源，特別是震動頻率在0～50 Hz的連續震動會對PLC正常工作帶來較大損害，如果使用環境無法避免震動時，應該采取減震措施；PLC應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腐蝕性氣體，可以PLC安裝在相對封閉的柜盒內；PLC自身對于電磁干擾具有一定的抵制力，但過高的電磁干擾會影響PLC的穩定性，這時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工作現場的電磁干擾經常會影響其穩定性和可靠性，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都會對其產生電磁干擾；高壓電器、高電感負載、混亂布線等都會對PLC產生一定的電磁干擾；接地系統如果混亂也會對PLC產生一定的電磁干擾；PLC內部元器件和電路之間也會相互產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相互影響，相關元器件之間的不匹配使用也會導致它們之間出現較高的電磁輻射，進而影響PLC的工作穩定性和可靠性；電網變頻器產生的諧波和輸出都會產生比較強的電磁輻射，這對PLC的工作會產生一定的影響。

3.2.2 解決方法

針對電磁干擾的主要來源，可以采取下面的方法有針對性的加以解決：

①合理地處置電源，降低供電電網的電磁干擾。可以考慮在引入電網時在變壓器外面安裝電磁屏蔽層，減少設備之間的干擾，也可以在電源輸入端口連接一個LC濾波器；②科學地處理接地系統。良好完善的接地系統可以減少偶爾的電壓沖擊對PLC產生的危害，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路，這樣在磁場變化下屏蔽層內部就會出現感應電流，從而會對PLC工作產生干擾；③柜體連接線和電源線接地端最好設置為安全接地，這樣即使在柜體或電源漏電的情況下，也會通過安全接地直接導入地下，避免對人造成傷害。

4 結 語

隨著PLC在工業控制領域應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、做好日常維護等成為工業生產正常進行的重要保障。PLC作為工業控制自動化網絡的重要組成部分，將來必然會得到更大推廣和應用，發揮更大的價值和作用。

參考文獻：

[1] 張靜華.PLC系統中的抗干擾問題研究[J].機電信息，2010，（6）.

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