西門子PLC在工廠應用中常見問題及對策

谷興坡

摘 要：西門子PLC在我國工廠中的應用已經十分普及廣泛，在冶金、化工等領域都取得了十分豐碩的應用成果，因此對于西門子PLC的研究一直以來都是業內廣泛關注的重點問題，在諸多業內研究和社會關注的西門子PLC問題當中，針對其在應用中存在的常見問題給出解決對策，是最為核心關鍵地部分。本文通過對西門子PLC進行概述，分析西門子PLC在工廠中的具體應用方式及存在的常見問題，闡述針對這些問題的解決對策，希望推動西門子PLC在我國工廠中的應用水平更上一層樓，取得更加豐碩的應用成果，為我國廣大企業在選擇應用西門子PLC時提供一些良好建議。

關鍵詞：西門子PLC;工廠應用;常見問題;對策

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）09-0090-02

0 引言

西門子PLC之所以被我國的工廠廣泛應用，是因為西門子PLC具有功能性強、可靠性高、適應性廣、操作簡單等特點。然而，隨著西門子PLC應用的不斷深入，其在應用中所暴露出的常見問題成為了業內痛點，針對于此，也誕生了相應的研究課題，在一定程度上對解決西門子PLC常見問題起到了一定的作用，對于優化西門子PLC應用的整體效果有很大的幫助。

1 西門子PLC概述

PLC，即可編程序控制器，誕生于20世紀50年代末期，由德國西門子公司研發生產，發展至今，先后歷經C3、S3、S5、S7等產品系列，技術水平由最早的二進制控制器，到微處理器，再到今天的全集成自動化系統，PLC技術已經實現了在全自動化領域的融合發展與實踐應用，技術水平上升到了新的高度。

對于西門子PLC的分類，根據其控制規模可分為大型機、中型機、小型機，根據其控制性能可分為高檔機、中檔機、低檔機，由高到低，其運算速度、運算能力、控制功能、通訊功能等都呈現出不同的等級水平，適用于不同的工廠生產線，以滿足工廠自動檢測控制的功能需要。根據其結構形式可分為整體式、組合式、疊裝式，三者各具特點，整體式結構緊湊、成本較低，組合式模塊獨立、調試拓展方便，而疊裝式則配置靈活、體積小巧。總體看來，西門子PLC具有可靠性高、功能性強、適應性強、集約化程度高、精密性程度高的特點[1]。

西門子PLC的工作原理，簡單來說可以分為輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段，這三個階段依次進行，算是一個完整的掃描周期，在每一個周期內，西門子PLC主要應用于工廠生產線的閉環過程控制、數據信息處理、開關量邏輯控制、聯網通訊等各個應用環節，其工作狀態在運行與停止之間循環轉換。

2 西門子PLC在工廠應用中的常見問題

西門子PLC在工廠應用中的常見問題主要包括環境因素引發的問題，電磁干擾引發的問題等，一旦發生問題，勢必會影響到工廠的生產效率，嚴重者可能發生安全事故，為此出現問題要及時妥善解決，解決問題要建立在明白問題發生的原因基礎之上[2]。具體分析如下：

2.1 環境因素引發的西門子PLC應用的常見問題

西門子PLC的穩定運行對于環境的要求較高，震動、溫度、濕度、空氣混合物等環境因素的不達標，都可能引發西門子PLC在應用過程中發生問題。分別分析如下[3，4]：

（1）震動因素不達標。在工廠當中設備眾多，由此在設備運轉過程中帶來的震動是無可避免的問題，西門子PLC設備由于體積小，模塊集約化程度高，受到震動的影響極易在內部產生共振，從而影響到西門子PLC設備的正常運行和穩定工作，尤其是10-55Hz頻率下的連續震動，有很大可能會導致西門子PLC發生故障，從而影響其功能的實現。

（2）溫度因素不達標。一般情況下，西門子PLC的工作溫度在0-55℃之間，超過或低于這個溫度都可能影響到西門子PLC的正常工作。然而，工廠生產的溫度環境由產品而定，高低不一，特別是在一些密封空間當中，溫度可能走向限值，過低或過高的環境溫度都會最終作用到西門子PLC設備的元器件上，從而引起設備的異常情況，影響正常使用。

（3）濕度因素不達標。模塊集約化的設備都對濕度因素有極高的要求，保持防潮絕緣是設備正常運行工作的基礎條件之一，西門子PLC設備也不例外。但是在石油、化工等生產領域當中，工廠的條件很難保持濕度被控制在85%以內，濕度高者甚至可以發生凝露現象，這就可能造成西門子PLC設備受潮短路，從而引發故障，影響設備運行。

（4）空氣混合物因素不達標。在化工生產當中，工廠的空氣內可能會存在硫化氫、氯化氫等具有腐蝕性的氣體，如果長時間將西門子PLC設備置于這樣的空氣環境當中，會對西門子PLC設備產生影響，影響使用功能的實現和使用壽命。

2.2 電磁干擾引發的西門子PLC應用的常見問題

電磁干擾是造成西門子PLC應用過程中發生問題的常見因素，一般情況下，電磁干擾可分為共模干擾和差模干擾兩種類別。再具體一些的電磁干擾分析如下[5，6]：

（1）強電干擾。西門子PLC由電網供電，不僅電網本身普遍存在著電磁干擾的情況，而且高壓電器、布線混亂、感性負載等柜內干擾也會對西門子PLC產生強電干擾，在線路上感應電壓，這種干擾作用于模擬電路和邏輯電路時，會在西門子PLC內部元器件及電路之間產生嚴重的電磁輻射，影響格外明顯。

（2）變頻器干擾。變頻器干擾主要表現在兩個方面，一是變頻器在輸出過程中會產生較強的電磁輻射，其所帶來的干擾會影響到設備的正常運行，二是變頻器在啟動過程中會產生諧波，引發電壓畸變，從而影響供電，波及西門子PLC的電源使用。

（3）接地系統混亂的干擾。接地系統本身是提高設備電磁兼容性的重要措施，規范接地，有利于降低電磁對設備的干擾，然而在接地過程中，往往會存在不規范操作的現象，導致接地系統混亂，不僅不能提高設備的抗干擾能力，還可能使設備自身產生電磁干擾。

3 西門子PLC在工廠應用中常見問題的解決對策

針對上述西門子PLC在工廠應用中的常見問題，將具體的針對性解決對策分析如下[7，8]：

3.1 針對環境因素引發的常見問題的解決對策

鑒于西門子PLC對環境的要求比較高，企業在應用西門子PLC之前，要先對工廠環境進行系統的評估，具體內容包括生產設備震動情況，溫度、濕度、空氣成分等多個方面，對于不達標的環境指標要通過安裝機械設備或是加強制度管理等方式方法予以解決。一般情況下，如果是生產設備震動情況不達標，則可以通過技術手段對西門子PLC設備進行處理，比如加裝減震膠條、墊塊等，以此減輕生產設備震動對西門子PLC設備工作的影響;如果是溫度、濕度不達標，則可以通過安裝空調、排風等設備加強散熱通風，調節溫度和濕度，或是重新規劃西門子PLC裝備的安裝位置，避開熱源，單獨放置;如果是空氣成分不達標，則要考慮將西門子PLC設備放置于密封環境當中，如控制柜，以此減少西門子PLC設備與腐蝕性空氣的接觸。

3.2 針對電磁干擾引發的常見問題的解決對策

解決電磁干擾引發的常見問題，根本性的解決對策是提高西門子PLC的抗干擾能力，一方面是通過提高西門子PLC設備的科技水平，提高自身的抗干擾能力，另一方面則是要通過改變外部環境，來解決電磁干擾的問題[9]。具體方法包括在西門子PLC電源輸入端口串接LC濾波器，以加裝屏蔽設備，屏蔽電網干擾;合理選擇接地地點，完善接地系統，規范接地施工，使接地線與屏蔽層形成閉環，以此避免電壓對西門子PLC的沖擊傷害。

3.3 其他常見問題的解決對策

現階段，由于我國工廠的環境條件有限，很難完全滿足西門子PLC對環境的要求，使其的操作控制系統難免受到環境因素的影響，從而無法穩定進行工作。為此，提升西門子PLC操作控制系統的穩定性對于解決一些應用中的常見問題具有關鍵作用。一般情況下，西門子PLC的操作控制系統分為外部與內部兩個部分，在工廠的應用過程中，操作人員會在內部用銅線將中央與設備進行連接，并在此基礎上與外部操作控制系統進行結合，這樣做的好處一方面可以規范操作人員的使用，降低因誤操作帶來的事故發生概率，另一方面則可以避免西門子PLC自身噪音的產生。如此這般，不僅確保西門子PLC操作控制系統可以順利運轉，而且還能實現西門子PLC對工廠生產環境及各要素的監測控制[10]。

4 結語

綜上所述，西門子PLC在我國工廠的應用已經十分普遍，而且隨著其技術水平的不斷提高，可以預見地是，西門子PLC在我國工廠中的應用水平勢必也會逐步提高，應用領域勢必會有所增加，為此，切實應用有針對性、科學合理的解決方法，處理好西門子PLC在工廠應用中的常見問題，具有十分重要的意義。未來，業界要加大對西門子PLC的研發投入，提升研究水平，積極拓展功能，與最先進最前沿的科學技術成果相結合，保證西門子PLC向高端智能化的方向發展，使其在控制工廠生產環境等方面的巨大作用得到充分發揮，從而推動我國經濟社會快速發展。

參考文獻

[1] 康玉彪.西門子PLC在電氣控制中的應用研究[J].科學與信息化，2019（2）：17+21.

[2] 何德籌.西門子PLC在工廠應用中常見問題及處理淺談[J].科學與財富，2018（28）：209.

[3] 劉建紅.西門子PLC在工廠應用中常見問題分析[J].中國科技縱橫，2018（10）：77-78.

[4] 劉淑余.西門子PLC在工廠應用中常見問題及處理淺談[J].商情，2018（34）：207.

[5] 王永慶.西門子PLC在工廠應用中常見問題探究分析[J].建筑工程技術與設計，2018（28）：3742.

[6] 劉躍志.基于西門子PLC技術的冶金企業自動化控制技術研究[J].世界有色金屬，2018（22）：25-26.

[7] 付延斌.西門子PLC在電氣控制中的應用[J].中國科技投資，2018（8）：324.

[8] 張宇.西門子PLC300的技術特點和應用探索[J].科技風，2018（14）：136.

[9] 張旭.西門子PLC在工廠應用中存在的問題及對策探討[J].中國石油和化工標準與質量，2018（11）：110-111.

[10] 閆聯.西門子PLC在工廠應用中的常見問題及處理措施[J].現代制造技術與裝備，2017（11）：158+160.