摘要：PLC技术实际上是一种电气控制装置，为控制工业生产环境而设置的，能够直接在工业环境中使用。但是在实际的过程中，PLC技术的设备和线路容易受到工业生产环境的影响。本文探讨了西门子PLC在工厂应用中存在问题及相关的对策。
关键词：西门子PLC；工厂应用；常见问题
PLC技术结合了微电子技术、数字化技术、信息化技术等多种高新技术，功能越来越灵活强大，能够适应各种规模的工业生产，而且经过多年发展，PLC技术的稳定性和精确度得到了很大程度的提升，也提高了工业控制的水平。西门子PLC控制系统有强大的能力完成模拟量处理、数字运算、人机接口和网络方面的工作，工作成果比较显著，已经成为了工业控制领域的主流控制系统，广泛地应用于各行各业。但是由于工作环境等因素的影响，西门子PLC控制系统在工厂应用中也存在一些问题，影响了系统的可靠性和使用性能，所以，对西门子PLC在工厂应用中常见的问题进行分析解决具有十分重要的意义。
1西门子PLC概述
1.1西门子PLC的基本构成
西门子PLC的基本构成主要有六个部分，分别是CPU模块、模拟量与数字量输入输出模块、电源模块、通信模块、编程设备、接口模块。他们的功能分别是：CPU模块主要是接受并存储用户程序和现场数据，并根据输入状态来执行用户程序，然后根据程序执行结果更新有关输出寄存器的内容；模拟量和数字量的输入输出模块有按钮、电位器、开关、发电机、变送器等组成部分，可以通过这些组成部分进行模拟量和数字信号的输入，从而能够使报警设置、阀门和接触器等设备能够更好的被数字输出模块控制；电源模块主要进行交流电和直流电之间的转换，将合适的直流电源提供给背板总线，一般使用的直流电源是5V和24V的；通信模块主要是控制I/O接口和计算机设备之间的通信，通过设备之间的信息交互来为处理系统提供PLC的具体信息；编程设备主要是上载和下载编写程序，具体实现是使用STEP7软件；接口模块主要是为PLC提供可用电源，具体方法是扩展PLC的容量。
1.2西门子PLC的特点
①可靠性高，抗干扰能力强。设备配套齐全，功能比较丰富，有较强的适用性。系统学习比较简单，容易上手，使用操作起来比较方便，减少了工程技术人员的操作复杂性和工作量。西门子PLC控制系统的设计减少了工作人员的工作量，而且系统维护起来比较简单，而且容易改造，有较大的可扩展性。②安装与布线方面。控制线、动力线、西门子PLC的电源线、I/O线应该分别进行配线，西门子PLC和I/O与隔离变压器之间的连接应该使用屏蔽线。西门子PLC应该尽可能离电焊机等大功率机器和大型功力设备远一点，这些都是强干扰源，其也不能和高压电器安装在同一个开关柜内。西门子PLC的输入输出走线最好分开，开关量和模拟量的敷设也应该分开，直流输出线和交流输出线不能使用同一根电缆，输出线应该尽量避免和高压线、动力线等并行。③I/O端接线。输入接线不能过长，输入接线和输出接线不能使用同一根电缆，一定要分开。连接到输入端时尽可能使用常开触点形式，继电器原理图和编制的梯形图要一致，方便设备的安装和接线的连接。输出端接线有独立输出和公共输出两种形式，在不同的组中可以使用不同类型和电压等级的输出电压，但是在同一组中使用的电源只能是类型和电压等级相同的。连接输出元件的负载不能被短路，否则会烧毁电路板。应该合理选择电感性负载，还要采取措施控制输出负载带来的干扰。
1.3西门子PLC在工厂中的实际应用
西门子PLC几乎覆盖了现代工业生产中的所有领域，包括化工、电力、制造等行业，其在工厂中的应用主要有以下几个方面：①闭环过程控制。西门子PLC闭环过程控制的主要对象是持续性变化的模拟量，包括流量、温度等。经过数模转换以及模拟量的处理后进行闭环控制，一般使用的调节方法是PID，主要有PI Pd和PID三大形式的闭环控制。②数据处理。西门子PLC集成了多项功能，能够进行数据传递、处理、运算、查表和排序等工作，通过输入模块进行数据信息的采集，并通过软件进行分析处理，能够进行大规模的工业生产控制，在多个领域都有应用。③开关量逻辑控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆传统PLC的继电器比较复杂，反应比较慢，但是通过开关量逻辑控制能够实现顺序控制和数字量控制，在单台设备和多机联合等方面都有应用。④通信联网。西门子PLC的通信模块能够实现联网对接、和多台设备进行联网等，能够方便的进行远程监控和维护，还能够通过通信网进行数据的远程传输，极大地促进了PLC的自动化。
2西门子PLC在工厂应用中常见的问题
由于西门子PLC具有良好的通用性，所以在工厂的应用中一般不需要经过特殊的处理，但是由于工厂的工作环境恶劣多变，西门子PLC容易受到各种因素的干扰，从而影响PLC的稳定性和可靠性，在安装和使用中出现的不合理操作都会导致程序运算出现错误，会影响生产线进度，严重的还会引发安全事故。常见问题主要有以下几个方面：
2.1工作环境引发的问题
主要有温度、湿度、空气等方面的因素，这些因素的不正常都会导致PLC运行不稳定。西门子PLC对温度的要求范围是零摄氏度到55℃，而工业生产环境温度时高时低，可能不满足PLC正常工作对温度的要求，再加上设备运行本身还要产生热量，大量的热能传递到西门子PLC的元件上时，会导致设备运行异常或出现故障，如果在通风不好、散热效果不佳的空间中，更加容易出现问题。西门子PLC工作状态需要保持绝缘性，对湿度的要求是小于85%，但是在石油化工等领域经常会出现湿度超标的情况，甚至严重的会有凝露现象，影响了PLC的正常运行。在工业领域中，机械振动是不可避免的，西门子PLC设备的比较小，容易产生共振从而影响运行的稳定性，尤其是10～55Hz之间的震动容易引发PLC系统出现故障。空气也是影响西门子PLC运行稳定性的因素，在一些存在高强度腐蚀气体以及粉尘颗粒等的工作环境，设备的电路板等容易被腐蚀，导致系统工作能力的丧失。
2.2西门子PLC系统中的干扰
最直接的因素就是电磁干扰，会导致工作紊乱、操作失误，而且西门子PLC的供电来自于电网，电磁干扰也会对电网产生影响，布线混乱、高压电器等都会形成干扰，影响设备的运行稳定性，这些问题都是需要我们解决的。
3西门子PLC在工厂应用中常见问题的应对策略
3.1改善工作环境
针对温度、湿度、空气等因素要采取相应的措施进行改进。可以安装通风设备来减小温度对系统的影响，可以将西门子PLC装置放在空调房内减少湿度对系统的影响，可以给系统加上减震装置来弱化设备传递的振动，可以安装屏蔽层的隔离变压器来减少电源干扰，可以将西门子PLC系统安装在密封性比较好的控制柜内来减少空气对装置的腐蚀。
3.2抗干扰措施
①要抑制电网和电源的干扰，将电网的干扰隔离起来，减小对设备的影响；②电源线、动力线等要分开配线；③I/O线的输入接线不能过长，输入输出接线不能放在同一根电缆中，输出接线要注意电压类型的一致性；④要完善接地系统，选择正确的接地点，减少不同接地点的点位混乱情况；⑤要抑制变频器的干扰，使用滤波器将设备的干扰传导给电源，将干扰阻挡在隔离变压器之前，减少电磁辐射。
结语
西门子PLC由于具有实用性在工业生产中得到了广泛的使用，随着西门子PLC系统在我国工业控制中的不断发展，其在实际的使用中存在的问题也受到了人们的广泛关注，也是西门子PLC系统的突破点。随着工业化进程的发展，西门子PLC在未来的应用前景十分广阔，系统的性能也会得到进一步的提升，能够发挥更大的作用。
参考文献：
[1]廖洪权.西门子PLC在工厂应用中常见的问题及处理[J].企业技术开发，2014（12）.
[2]王卓为.西门子PLC在打磨线上的应用[J].农业装备技术，2013（04）.
论文作者:单小飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/27
标签：设备论文; 干扰论文; 工厂论文; 系统论文; 工业生产论文; 工作论文; 接线论文; 《电力设备》2017年第19期论文;