西门子PLC在工厂应用中常见问题分析

徐辉

摘 要：PLC技术是一种电气控制装置，为专门为控制工业生产环境而设计的，一般可以直接在工业环境中使用，不需要采取特殊措施处理。但是在实际运用过程中，工业生产环境的差异很容易对PLC技术的设备和线路产生影响。西门子PLC由于其灵活性、精确性和成本较低等特点被广泛应用，因此在工业控制领域扮演着十分重要的角色。但是由于PLC技术自身的特点，西门子PLC也会因为工作环境的复杂性而受到各种干扰。因此本文通过对西门子PLC控制器的构成、特点、应用及常见问题这几个方面的研究分析，并且提出有针对性地解决措施，以便能够更好地满足工业电气控制的不同需求。

关键词：西门子PLC；应用；问题；措施

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

0 引言

现如今，PLC已从传统的接线控制逻辑提升到了存储控制逻辑，这一变革使其功能水平得到了极大地提高；而逻辑控制系统向数字控制系统转变的实现则使其功能更加灵活、强大；从单体设备简单控制到可以承担运动控制、过程控制以及集散控制等多种不同任务的跨越，可以更好地适应工业控制不同规模的需要。功能水平的提高也使得PLC的应用领域逐渐扩大。由于西门子PLC控制系统在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的能力在近年来的的大幅提高，显示出了更佳地工作成效，因此成为了工业控制领域的主流控制系统，在各行各业的作用日益增大。

1 西门子PLC的结构及特点

西门子PLC可编程控制器主要CPU模块、模拟量与数字量的输入输出模块、电源模块、通信模块、编程设备以及接口模块六大部分组成。CPU模块主要是通过用户所使用的编制程序来进行信号的收集，并通过其本身的微处理器和存储器来执行不同的程序操作及数据要求；模拟量与数字量的输入输出模块主要由按钮、电位器、发电机、开关和变送器通过对模拟量以及数字信号进行输入，从而使数字输出模块更有效的控制警报设置、阀门以及接触器等；电源模块主要通过对交直流之间的电流转换，为背板总线提供合适的直流电源，一般采用5V的直流电源；通信模块主要是通过对I/O接口以及计算机设备之间的通信控制，为处理系统提供PLC的具体信息。编程设备主要是通过STEP7软件对程序编写进行上、下载；接口模块主要通过对PLC容量的扩展来为其提供可用电源。西门子PLC主要有三大特点，分别是：安装与布线、稳定性好以及I/O接线。西门子PLC的安装与布线特点主要是使用双胶线将变压器进行隔离并与PLC进行连接，其重要注意控制线、动力线以及I/O线进行分开配线，且输入与输出线不能接触，模拟量与开关也应分开设置，不能将输出线原理高压线与动力线产生并行，直流和交流的输出线在不同的电缆内。西门子PLC稳定性能较好，且抗干扰能力也较强，使用也较为方便并且维护较为容易，在升级改造方面也比较简单，因此可靠性较高。

西门子PLC的I/O接线，因有其独特的接线方式，可以使感性负载进行合理的选择，并将输入输出线接在不同的电缆上面，梯形图的设置与继电器的原理也进行相结合，使其在同一个系统中的电压输出值相同。

2 西门子PLC在工廠中的应用、问题及发展措施

目前，随着西门子PLC技术的不断进步与发展，西门子PLC技术逐渐被应用到现代工业的各个领域，其中对于工厂电气的应用与控制则占据了重要位置。西门子PLC的闭环过程控制主要通过数字量以及模拟量二者进行转换并通过CPU中的算法程序对模拟量进行整理，从而对流量、温度、压力及液位等相关变化的模拟量进行闭环控制，通常闭环过程控制的主要方式调节是PID调节法，在闭环控制系统中主要有三种形式，分别是：积分、比例和微分。

西门子PLC的多种功能可以充分实现数据的传递、处理以及函数的运算、矩阵运算、逻辑运算、查表、排序等的控制，主要通过对数据的信息采集和软件的分析与处理 ，对大型工业进行科学的控制，因此逐渐被广泛运用到工业的发展中。由于现代工业的不变发展与进步，逐渐对工业中的系统控制提出来更高的要求，在传统的逻辑控制电路方式中，继电器的应用十分复杂且应用较为缓慢，也很难实现顺序控制以及数字量的控制，并在单台设备及多级联合等方面也有很大的限制，而开关量逻辑控制则刚好可以弥补传统继电器中所出现的不足之处，因此，开关量逻辑的控制逐渐被广泛利用。西门子PLC的主要问题则体现在工作环境较为恶劣以及控制系统中的干扰问题，对此，以下将给出具体的问题及发展措施。西门子PLC在工业生产过程中温度应为0～550c之间，然而通常工业生产过程中环境温度时高时低，无法满足PLC工作所需的正常温度，对此可以进行安装通风设备，以及散热系统，从而使PLC正常运行；西门子PLC在工业生产过程中，空气湿度不能高于85%，但目前在我国工业发展中存在较大的超标问题，因此容易出现故障，在这个问题上，可以充分利用PLC远程控制系统，将PLC放置在空调房间内，从而确保湿度适宜；西门子PLC在工业生产应用中，经常会因空气中的腐蚀性气体以及细小粉尘等而导致设备出现故障，从而降低PLC工作效率，因此，在处理这个问题上，应格外注意将PLC尽量与工作空气减少接触，可放置在密封环境中，从而保护PLC的正常运行；在PLC工作过程中，其中电磁的干扰问题对其影响十分严重，通常会直接导致系统瘫痪，无法进行工作，因此，对于电磁干扰问题要格外重视，可以采取分离措施减少与其他设备的接触，从而抑制电网与电源对PLC运行工程中的干扰现象。

3 结束语

PLC由于其实用性而受到工业领域的青睐，因此对于PLC技术的研究也日益受到相关企业的重视。随着西门子PLC控制系统在我国工业领域地不断扩展，其在工厂的实际应用过程中所存在的问题也日益引起人们的关注，同时这也是西门子提高PLC控制系统性能的关键突破点之一。西门子PLC在未来有着广阔的发展前景，产品种类会随着工业化进程越来越丰富，规格也会随着生活需求的提高越来越齐全，相信日后在该系统在我国工业控制领域能够发挥更为巨大的作用。

参考文献：

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