工控技術(shù)講析系列之PLC現(xiàn)場工程師經(jīng)驗談

　　在設(shè)計交底的過程中要指出的是，對于設(shè)計中的任何變更，你只能提建議，而不是擅自做修改。因為，你的職責(zé)是按照設(shè)計施工，而不是設(shè)計，因此，對于任何你發(fā)現(xiàn)的不合理的東西，你可以提出意見，但必須要等到設(shè)計變更確認(rèn)書下到你手里后，你才能按照變更后的設(shè)計工作，盡管這個變更可能是你的意見。還有，即使最初的設(shè)計也是你做的，你在變更后，也要通知客戶，并取得客戶的書面同意。

三、裝機步驟

　　到了現(xiàn)場后，進行系統(tǒng)安裝前，需要考慮安裝環(huán)境是否滿足PLC的使用環(huán)境要求，這一點可以參考各類產(chǎn)品的使用手冊。但無論什么PLC，不都能裝設(shè)在下列場所：含有腐蝕性氣體之場所，陽光直接照射到的地方，溫度上下值在短時間內(nèi)變化急遽的地方，油、水、化學(xué)物質(zhì)容易侵入的地方，有大量灰塵的地方，振動大且會造成安裝件移位的地方。

　　如果必須要在上面的環(huán)境使用，則要為PLC制作合適的控制箱，采用規(guī)范和必要的防護措施。如果需要在野外極低溫度下使用，可以使用有加熱功能的控制箱。如何做這些防護箱或控制箱，各制造商和和資格的系統(tǒng)集成商將會為客戶提供相應(yīng)的供應(yīng)和設(shè)計。

　　在使用控制箱時，在控制箱內(nèi)OpenPLC安裝的位置要注意如下事項：控制箱內(nèi)空氣流通是否順暢（各裝置間須保持適當(dāng)?shù)木嚯x），變壓器、馬達(dá)控制器、變頻器等是否與PLC保持適當(dāng)距離，動力線與信號控制線是否分離配置，組件裝設(shè)之位置是否利于日后之檢修，是否需預(yù)留空間，供日后系統(tǒng)擴充使用。

　　除了上述注意事項之外，還有其它注意事項要留意。

　　首先比較重要的是靜電的隔離。靜電是無形的殺手，但可能因為不會對人造成生命危險，所以許多人常常忽視它。在中國的北方、干燥的場所，人體身上的靜電都是造成靜電損壞電子組件的因素。雖然你被靜電打到的話，只不過是輕微的酥麻，但這對PLC和其它任何電子器件就足以致命了。

　　要避免靜電的沖擊有下列三種方式：在進行維修或更換組件時，請先碰觸接地的金屬，以去除身上的靜電；不要碰觸電路板上的接頭或是IC接腳；電子組件不使用時，請用有隔離靜電的包裝物，將組件放置在里面。想象PLC里的元器件是一個嬌嫩的嬰兒，而那些靜電會導(dǎo)致這個嬰兒死亡，你就會更容易以正確的態(tài)度對待這個問題了。

　　基座安裝（RACK）時，在決定控制箱內(nèi)各種控制組件及線槽位置后，要依照圖紙所示尺寸，標(biāo)定孔位，鉆孔后將固定螺絲旋緊到基座牢固為止。在裝上電源供應(yīng)模塊前，必須同時注意電源線上的接地端有無與金屬機殼連結(jié)，若無則須接上。接地不好的話，會導(dǎo)致一系列的問題，靜電、浪涌、外干擾，等等。由于不接地，往往PLC也能夠工作，因此，不少經(jīng)驗不足的工程師就誤以為接地不那么重要了。這就像登山的時候，沒有系上保護纜繩一樣，雖然你正常前進的時候，保護纜繩沒有任何作用，但一旦你失足的時候，沒有那根繩子，你的生命就完結(jié)了。PLC的接地，就相當(dāng)于給PLC系上保護纜繩。

　　在I/O模塊安裝時，須注意如下事項：I/O模塊插入機架上的槽位前，要先確認(rèn)模塊是否為自己所預(yù)先設(shè)計的模塊；I/O模塊在插入機架上的導(dǎo)槽時，務(wù)必插到底，以確保各接觸點是緊密結(jié)合的；模塊固定螺絲務(wù)必鎖緊；接線端子排插入后，其上下螺絲必須旋緊。由于現(xiàn)場的變壓器、電機等影響，多少會有振動，如果這些螺絲釘松動了，會導(dǎo)致模塊從機架中松開。

　四、硬件模塊的組態(tài)和確認(rèn)

　　對于各種PLC的現(xiàn)場硬件組態(tài)和軟件調(diào)試，通常有經(jīng)驗的工程師應(yīng)該先花一些時間對自己的現(xiàn)場工作進行一個簡單的規(guī)劃，通常應(yīng)當(dāng)采取如下的步驟：

　?。?）系統(tǒng)的規(guī)劃

　　首先，必須深入了解系統(tǒng)所需求的功能，并調(diào)查可能的控制方法，同時與用戶或設(shè)計院共同探討最佳之操作程序，根據(jù)所歸納之結(jié)論來擬定系統(tǒng)規(guī)劃，決定所采行的PLC系統(tǒng)架構(gòu)、所需之I/O點數(shù)與I/O模塊型式。

　?。?）I/O模塊選擇與地址設(shè)定

　　當(dāng)I/O模塊選妥后，依據(jù)所規(guī)劃之I/O點使用情形，由PLC的CPU系統(tǒng)自動設(shè)定I/O地址，或由使用者自定I/O模塊的地址。

　?。?）梯形圖程序的編寫與系統(tǒng)配線

　　在確定好實際的I/O地址之后，依據(jù)系統(tǒng)需求的功能，開始著手梯形圖程序的編寫。同時，I/O之地址已設(shè)定妥當(dāng)，故系統(tǒng)之配線亦可著手進行。

　　（4）梯形圖程序的仿真與修改

　　在梯形圖程序撰寫完成后，將程序?qū)懭隤LC，便可先行在PC與OpenPLC系統(tǒng)做在線連接，以執(zhí)行在線仿真作業(yè)。倘若程序執(zhí)行功能有誤，則必須進行除錯，并修改梯形圖程序。

　　（5）系統(tǒng)試車與實際運轉(zhuǎn)

　　在線上程序仿真作業(yè)下，若梯形圖程序執(zhí)行功能正確無誤，且系統(tǒng)配線亦完成后，便可使系統(tǒng)納入實際運轉(zhuǎn)，項目計劃亦告完成。

　　（6）程序注釋和歸檔

　　為確保日后維修的便利，要將試車無誤可供實際運轉(zhuǎn)的梯形圖程序做批注，并加以整理歸檔，方能縮短日后維修與查閱程序之時間。這是職業(yè)工程師的良好習(xí)慣，無論對今后自己進行維護，或者移交用戶，這都會帶來極大的便利，而且是你的職業(yè)水準(zhǔn)的一個體現(xiàn)。

　　以上工作中，復(fù)雜的系統(tǒng)規(guī)劃可能需要幾天甚至更長的時間，但一個簡單的系統(tǒng)規(guī)劃在一個具有良好的職業(yè)習(xí)慣的編程工程師手中，可能只需要幾個小時。

　　這里要強調(diào)一個問題，是十分簡單但卻幾乎每個項目都會發(fā)生的，那就是對PLC的接線。這往往是經(jīng)驗不足的工程師常常忽略的一個問題。其實，現(xiàn)場調(diào)試大部分的問題和工作量都是在接線方面。有經(jīng)驗的工程師首先應(yīng)當(dāng)檢查現(xiàn)場的接線。通常，如果現(xiàn)場接線是由用戶或者其它的施工人員完成的，則通過看其接線圖和接線的外觀，就可以對接線的質(zhì)量有個大致的判斷。然后要對所有的接線進行一次完整而認(rèn)真的檢查。現(xiàn)場由于接線錯誤而導(dǎo)致PLC被燒壞的情況屢次發(fā)生，在進行真正的調(diào)試之前，一定要認(rèn)真地檢查。即便接線不是你的工作，檢查接線也是你的義務(wù)和責(zé)任，而且，可以省去你后面大量的時間。

　五、通訊的設(shè)置

　　現(xiàn)在的PLC大多數(shù)需要與人機界面進行連接，而下面也常常有變頻器需要進行通訊，而在需要多個CPU模塊的系統(tǒng)中，可能不同的CPU所接的I/O模塊的參量有需要協(xié)同處理的地方，或者，即使不需要協(xié)同控制，可能也要送到某一個中央控制室進行集中顯示或保存數(shù)據(jù)。即便只有一個CPU模塊，如果有遠(yuǎn)程單元的話，就牽涉到本地CPU模塊與遠(yuǎn)程單元模塊的通訊。此外，即使只有本地單元，CPU模塊也需要通過通訊口與編程器進行通訊。因此，PLC的通訊是十分重要的。而且，由于涉及到不同廠家的產(chǎn)品，通訊往往是令人頭痛的問題。

　　PLC的通訊有RS232、RS485、以太網(wǎng)等幾種方式。通訊協(xié)議有MODBUS、PROFIBUS、LONWORKS、DEVICENET等等，通常以MODBUS協(xié)議使用得最為廣泛，而其它的協(xié)議則與產(chǎn)品的品牌有關(guān)。今后，應(yīng)該是工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議會越來越普遍。

　　PLC與編程器或手提電腦的通訊大部分采用RS232協(xié)議的串口通訊。用戶在進行程序下載和診斷時都是這種方式，但是，這種通訊的方式絕不僅限于此。在大量的機械設(shè)備控制系統(tǒng)中，PLC都是采用這種方式與人機界面進行通訊的。人機界面通常也是采用串口，協(xié)議則以MODBUS為主，或者是專門的通訊協(xié)議。而界面方面則由HMI的廠家提供軟件來進行設(shè)計。