PLC控制(zhì)系統現場(chǎng)安裝調試實操經驗
PLC控制(zhì)系統的安裝與調試，涉及到各項工作(zuò)，并且隻能按序進行(xíng)，一環緊扣一環，稍有(yǒu)不慎都将導緻調試失敗，不但(dàn)延誤工期，甚至會(huì)損壞設備。本文介紹了在現場(chǎng)實踐中總結出的PLC控制(zhì)系統的安裝與調試技(jì)術(shù)經驗，并對現場(chǎng)經常出現的安裝、調試相關問題，提出探討(tǎo)意見和(hé)解決方案。
合理(lǐ)安排系統安裝與調試程序，是确保高(gāo)效******地完成安裝與調試任務的關鍵。
系統安裝調試前的技(jì)術(shù)準備工作(zuò)越充分，安裝與調試***會(huì)越順利。前期技(jì)術(shù)準備工作(zuò)包括下列內(nèi)容：
(1)熟悉PC随機技(jì)術(shù)資料、原文資料，深入理(lǐ)解其性能、功能及各種操作(zuò)要求，制(zhì)訂操作(zuò)規程。
(2)深入了解設計(jì)資料、對系統工藝流程，特别是工藝對各生(shēng)産設備的控制(zhì)要求要有(yǒu)全面的了解，在此基礎上(shàng)，按子系統繪制(zhì)工藝流。程聯鎖圖、系統功能圖、系統運行(xíng)邏輯框圖、這将有(yǒu)助于對系統運行(xíng)邏輯的深刻理(lǐ)解，是前期技(jì)術(shù)準備的重要環節。
(3)熟悉各工藝設備的性能、設計(jì)與安裝情況，特别是各設備的控制(zhì)與動力接線圖，并與實物相對照，以及時(shí)發現錯誤并糾正。
(4)在全面了解設計(jì)方案與PC技(jì)術(shù)資料的基礎上(shàng)，列出PC輸入輸出點号表(包括內(nèi)部線圈一覽表，I/O所在位置，對應設備及各I/O點功能)。
(5)研讀設計(jì)提供的程序，對邏輯複雜的部分輸入、輸出點繪制(zhì)時(shí)序圖，一些(xiē)設計(jì)中的邏輯錯誤，在繪制(zhì)時(shí)序圖時(shí)即可(kě)發現。
(6)分子系統編制(zhì)調試方案，然後在集體(tǐ)討(tǎo)論的基礎上(shàng)綜合成為(wèi)全系統調試方案。
商檢應由甲乙雙方共同進行(xíng)，應确認設備及備品、備件、技(jì)術(shù)資料、附件等的型号、數(shù)量、規格，其性能是否完好待實驗室及現場(chǎng)調試時(shí)驗證。商檢結果，雙方應簽署交換清單。
(1)PLC的實驗室安裝與開(kāi)通(tōng)制(zhì)作(zuò)金屬支架，将各工作(zuò)站(zhàn)的輸入、輸出模塊固定其上(shàng)，按安裝提要以同軸電(diàn)纜将各站(zhàn)與主機、編程器(qì)、打印機等相連接，檢查接線正确，供電(diàn)電(diàn)源等級與PLC電(diàn)壓選擇相符合後，按開(kāi)機程序送電(diàn)，裝入系統配置帶，确認系統配置，裝入編程器(qì)裝載帶、編程帶等，按操作(zuò)規程将系統開(kāi)通(tōng)，此時(shí)即可(kě)進行(xíng)各項操作(zuò)試驗。
(3)模拟I/O輸入、輸出，檢查修改程序本步驟的目的在于驗證輸入的工作(zuò)程序的正确性，該程序的邏輯所表達的工藝設備的聯鎖關系是否與設計(jì)的工藝控制(zhì)要求相符，程序是否暢通(tōng)。若不相符或不能運行(xíng)完成全過程，說明(míng)程序有(yǒu)誤，應進行(xíng)修改。在這一過程中，對程序的理(lǐ)解将逐步加深，為(wèi)現場(chǎng)調試作(zuò)好了準備，同時(shí)也可(kě)以發現程序不合理(lǐ)和(hé)不完善的部分，以便進一步優化。
①模拟方法：按設計(jì)做(zuò)一塊調試闆，以鈕子開(kāi)關模拟輸入節點，以小(xiǎo)型繼電(diàn)器(qì)模拟生(shēng)産工藝設備的繼電(diàn)器(qì)與接觸器(qì)，其輔助接點模拟設備運行(xíng)時(shí)的返回信号節點。其優點是具有(yǒu)模拟的真實性，可(kě)以反映出開(kāi)關速度差異很(hěn)大(dà)的現場(chǎng)機械觸點和(hé)PLC內(nèi)的電(diàn)子觸點相互連接時(shí)，是否會(huì)發生(shēng)邏輯誤動作(zuò)。其缺點是需要增加調試費用和(hé)部分調試工作(zuò)量。
②強置方法：利用PLC強置功能，對程序中涉及現場(chǎng)的機械觸點(開(kāi)關)，以強置的方法使其“通(tōng)”、“斷”，迫使程序運行(xíng)。其優點是調試工作(zuò)量小(xiǎo)，簡便，不需另外增加費用。缺點是邏輯驗證不全面，人(rén)工強置模拟現場(chǎng)節點“通(tōng)”、“斷”，會(huì)造成程序運行(xíng)不能連續，隻能分段進行(xíng)。
根據我們現場(chǎng)調試的經驗，對部分重要的現場(chǎng)節點采取模拟方式，其餘的采用強置方式，取二者之長互補。邏輯驗證階段要強調逐日填寫調試工作(zuò)日志(zhì)，內(nèi)容包括調試人(rén)員、時(shí)間(jiān)、調試內(nèi)容、修改記錄、故障及處理(lǐ)、交接驗收簽字，以建立調試工作(zuò)責任制(zhì)，留下調試的******手資料。對于設計(jì)程序的修改部分，應在設計(jì)圖上(shàng)注明(míng)，及時(shí)征求設計(jì)者的意見，力求******體(tǐ)現設計(jì)要求。
實驗室調試完成後，待條件成熟，将設備移至現場(chǎng)安裝。安裝時(shí)應符合要求，插件插入牢靠，并用螺栓緊固；通(tōng)信電(diàn)纜要統一型号，不能混用，必要時(shí)要用儀器(qì)檢查線路信号衰減量，其衰減值不超過技(jì)術(shù)資料提出的指标；測量主機、I/O櫃、連接電(diàn)纜等的對地絕緣電(diàn)阻；測量系統專用接地的接地電(diàn)阻；檢查供電(diàn)電(diàn)源等等，并做(zuò)好記錄，待确認所有(yǒu)各項均符合要求後，才可(kě)通(tōng)電(diàn)開(kāi)機。
5、現場(chǎng)設備接線、I/O接點及信号檢查調整
對現場(chǎng)各工藝設備的控制(zhì)回路、主回路接線的正确性進行(xíng)檢查并确認，在手動方式下進行(xíng)單體(tǐ)試車(chē)；對進入PLC系統的全部輸入點(包括轉換開(kāi)關、按鈕、繼電(diàn)器(qì)與接觸器(qì)觸點，限位開(kāi)關、儀表的位式調試開(kāi)關等)及其與PLC輸入模塊的連線進行(xíng)檢查并反複操作(zuò)，确認其正确性；
對接收PLC輸出的全部繼電(diàn)器(qì)、接觸器(qì)線圈及其他執行(xíng)元件及他們與輸出模塊的連線進行(xíng)檢查，确認其正确性；測量并記錄其回路電(diàn)阻，對地絕緣電(diàn)阻，必要時(shí)應按輸出節點的電(diàn)源電(diàn)壓等級，向輸出回路供電(diàn)，以确保輸出回路未短(duǎn)路，否則，當輸出點向輸出回路送電(diàn)時(shí)，會(huì)因短(duǎn)路而燒壞模塊。
一般來(lái)說，大(dà)中型PLC如果裝上(shàng)模拟輸入輸出模塊，還(hái)可(kě)以接收和(hé)輸出模拟量。在這種情況下，要對向PLC輸送模拟輸入信号的一次檢測或變送元件，以及接收PLC模拟輸出的調節或執行(xíng)裝置進行(xíng)檢查，确認其正确性。必要時(shí)，還(hái)應向檢測與變送裝置送入模拟輸入量，以檢驗其安裝的正确性及輸出的模拟量是否正确并是否符合PLC所要求的标準；向接收PLc模拟輸出信号調節或執行(xíng)元件，送人(rén)與PLC模拟量相同的模拟信号，檢查調節可(kě)執行(xíng)裝置能否正常工作(zuò)。裝上(shàng)模拟輸入與輸出模塊的PLC，可(kě)以對生(shēng)産過程中的工藝參數(shù)(模拟量)進行(xíng)監測，按設計(jì)方案預定的模型進行(xíng)運算(suàn)與調節，實行(xíng)生(shēng)産工藝流程的過程控制(zhì)。
本步驟至關重要，檢查與調整過程複雜且麻煩，必須認真對待。因為(wèi)隻要所有(yǒu)外部工藝設備完好，所有(yǒu)送入PLC的外部節點正确、******、穩定，所有(yǒu)線路連接無誤，加上(shàng)程序邏輯驗證無誤，則進入聯動調試時(shí)，***能一舉成功，收到事半功倍的效果。
本步驟的試驗目的是将經過實驗室調試的PLC機及邏輯程序，放到實際工藝流程中，通(tōng)過現場(chǎng)工藝設備的輸入、輸出節點及連接線路進行(xíng)系統運行(xíng)的邏輯驗證。
試驗時(shí)，将PLC控制(zhì)的工藝設備(主要指電(diàn)力拖動設備)主回路斷開(kāi)二相(僅保留作(zuò)為(wèi)繼電(diàn)控制(zhì)電(diàn)源的一相)，使其在送電(diàn)時(shí)不會(huì)轉動。按設計(jì)要求對子系統的不同運轉方式及其他控制(zhì)功能，逐項進行(xíng)系統模拟實驗，先确認各轉換開(kāi)關、工作(zuò)方式選擇開(kāi)關，其他預置開(kāi)關的正确位置，然後通(tōng)過PLC起動系統，按聯鎖順序觀察并記錄PLC各輸出節點所對應的繼電(diàn)器(qì)、接觸器(qì)的吸合與斷開(kāi)情況，以及其順序、時(shí)間(jiān)間(jiān)隔、信号指示等是否與設計(jì)的工藝流程邏輯控制(zhì)要求相符，觀察并記錄其他裝置的工作(zuò)情況。
對模拟聯動空(kōng)投實驗中不能動作(zuò)的執行(xíng)機構，料位開(kāi)關、限位開(kāi)關、儀表的開(kāi)關量與模拟量輸入、輸出節點，與其他子系統的聯鎖等，視(shì)具體(tǐ)情況采用手動輔助、外部輸入、機內(nèi)強置等手段加以模拟，以協助PLC指揮整個(gè)系統按設計(jì)的邏輯控制(zhì)要求運行(xíng)。
7、PLC控制(zhì)的單體(tǐ)試車(chē)
本步驟試驗的目的是确認PLC輸出回路能否驅動繼電(diàn)器(qì)、接觸器(qì)的正常接通(tōng)，而使設備運轉，并檢查運轉後的設備，其返回信号是否能正确送人(rén)PLC輸入回路，限位開(kāi)關能否正常動作(zuò)。
其方法是，在PLC控制(zhì)下，機內(nèi)強置對應某一工藝設備(電(diàn)動機、執行(xíng)機構等)的輸出節點，使其繼電(diàn)器(qì)、接觸器(qì)動作(zuò)，設備運轉。這時(shí)應觀察并記錄設備運輸情況，檢查設備運轉返回信号及限位開(kāi)關、執行(xíng)機構的動作(zuò)是否正确無誤。
試驗時(shí)應特别注意，被強置的設備應懸挂運轉危險指示牌，設專人(rén)值守。待機旁值守人(rén)員發出指令後，PLC操作(zuò)人(rén)員才能強置設備起動。應當特别重視(shì)的是，在整個(gè)調試過程中，沒有(yǒu)充分的準備，絕不允許采用強置方法起動設備，以确保安全。
本步驟的試驗目的是确認經過單體(tǐ)無負荷試運的工藝設備與經過系統模拟試運證明(míng)邏輯無誤的PLC聯接後，能否按工藝要求正确運行(xíng)，信号系統是否正确，檢驗各外部節點的******性、穩定性。試驗前，要編制(zhì)系統無負荷聯動試車(chē)方案，討(tǎo)論确認後嚴格按方案執行(xíng)。試驗時(shí)，先分子系統聯動，子系統的連鎖用人(rén)工輔助(節點短(duǎn)接或強置)，然後進行(xíng)全系統聯動，試驗內(nèi)容應包括設計(jì)要求的各種起停和(hé)運轉方式、事故狀态與非常狀态下的停車(chē)、各種信号等。總之，應盡可(kě)能地充分設想，使之更符合現場(chǎng)實際情況。事故狀态可(kě)用強置方法模拟，事故點的設置要根據工藝要求确定。
在聯動負荷試車(chē)前，一定要再對全系統進行(xíng)一次全面檢查，并對操作(zuò)人(rén)員進行(xíng)培訓，确保系統聯動負荷試車(chē)一次成功。
(1)從PLC主機至I/O站(zhàn)的信号******衰減值為(wèi)35dB。因此，電(diàn)纜敷設前應仔細規劃，畫(huà)出電(diàn)纜敷設圖，盡量縮短(duǎn)電(diàn)纜長度(長度每增加1km，信号衰減0.8dB)；盡量少(shǎo)用分支器(qì)(每個(gè)分支器(qì)信号衰減14dB)和(hé)電(diàn)纜接頭(每個(gè)電(diàn)纜接頭信号衰減1dB)。
(2)通(tōng)信電(diàn)纜******采用單總線方式敷設，即由統一的通(tōng)信幹線通(tōng)過分支器(qì)接I/O站(zhàn)，而不是呈星狀放射狀敷設。PLC主機左右兩邊的I/O站(zhàn)數(shù)及傳輸距離應盡可(kě)能一緻，這樣能******一個(gè)較好的網絡阻抗匹配。
(3)分支器(qì)應盡可(kě)能靠近I/O站(zhàn)，以減少(shǎo)幹擾。
(4)通(tōng)信電(diàn)纜末端應接75Ω電(diàn)阻的BNC電(diàn)纜終端器(qì)，與各I/O櫃相連接，将電(diàn)纜由I/O櫃拆下時(shí)，帶75Ω電(diàn)阻的終端頭應連在電(diàn)纜網絡的一頭，以保持良好的匹配。
(5)通(tōng)信電(diàn)纜與高(gāo)壓電(diàn)纜間(jiān)距至少(shǎo)應******40cm/kV；必須與高(gāo)壓電(diàn)纜交叉時(shí)，必須垂直交叉。
(6)通(tōng)信電(diàn)纜應避免與交流電(diàn)源線平行(xíng)敷設，以減少(shǎo)交流電(diàn)源對通(tōng)信的幹擾。同理(lǐ)，通(tōng)信電(diàn)纜應盡量避開(kāi)大(dà)電(diàn)機、電(diàn)焊機、大(dà)電(diàn)感器(qì)等設備。
(7)通(tōng)信電(diàn)纜敷設要避開(kāi)高(gāo)溫及易受化學腐蝕的地區(qū)。
(8)電(diàn)纜敷設時(shí)要按0.05%/℃留有(yǒu)餘地，以滿足熱脹冷縮的要求。
(9)所有(yǒu)電(diàn)纜接頭，分支器(qì)等均應連接緊密，用螺釘緊固。
(10)剝削電(diàn)纜外皮時(shí)，切忌損壞屏蔽層，切斷金屬鉑與絕緣體(tǐ)時(shí)，一定要用剝線鉗，切忌刻傷損壞中心導線。
(1)主機及各分支站(zhàn)以上(shàng)的部分，其接地應用10mm2的編織銅線彙接在一起經單獨引下線接至獨立的接地網，一定要與低(dī)壓接地網分開(kāi)，以避免幹擾。系統接地電(diàn)阻應小(xiǎo)于4Ω。PLC主機及各屏、櫃與基礎底座間(jiān)要墊3mm厚橡膠使之絕緣、螺栓也要經過絕緣處理(lǐ)。
(2)I/O站(zhàn)設備本體(tǐ)的接地應用單獨的引下線引至共用接地網。
(3)通(tōng)信電(diàn)纜屏蔽層應在PLC主機側I/O處理(lǐ)模塊處一起彙集接到系統的專用接地網，在I/O站(zhàn)一側則不應接地。電(diàn)纜接頭的接地也應通(tōng)過電(diàn)纜屏蔽層接至專用接地網。要特别提醒的是決不允許電(diàn)纜屏蔽層有(yǒu)二點接地形成閉合回路，否則易引起幹擾。
(4)電(diàn)源應采用隔離方式，即電(diàn)源中性線浮地，當不平衡電(diàn)流出現時(shí)将經電(diàn)源中性線直接進入系統中性點，而不會(huì)經保護接地形成回路，造成對PLC運行(xíng)和(hé)幹擾。
(5)I/O模塊的接地接至電(diàn)源中性線上(shàng)。
(1)系統聯機前要進行(xíng)組态，即确定系統管理(lǐ)的I/O點數(shù)，輸入寄存器(qì)、保持寄存器(qì)數(shù)、通(tōng)信端口數(shù)及其參數(shù)、I/O站(zhàn)的匹配及其調度方法、用戶占用的邏輯區(qū)大(dà)小(xiǎo)，等等。組态一經确認，系統便按照一定的約束規則運行(xíng)。重新組态時(shí)，按原組态的約定生(shēng)成的程序将不能在新的組态下運行(xíng)，否則會(huì)引起系統錯亂。因此，******次組态時(shí)一定要慎重，I/O站(zhàn)、I/O點數(shù)，寄存器(qì)數(shù)、通(tōng)道(dào)端口數(shù)、用戶存儲空(kōng)間(jiān)等均要留有(yǒu)餘地，必須考慮到近期的發展。但(dàn)是，I/O站(zhàn)、I/O點數(shù)、寄存器(qì)數(shù)、端口數(shù)等的設置，都要占用一定的內(nèi)存，同時(shí)延長掃描時(shí)間(jiān)，降低(dī)運行(xíng)速度。因此，餘量又不能留得(de)太多(duō)。特别要引起注意的是運行(xíng)中的系統一定不能重新組态。
(2)對于大(dà)中型PLC機來(lái)說，由于CPU對程序的掃描是分段進行(xíng)的，每段程序分段掃描完畢，即更新一次I/O點的狀态，因而大(dà)大(dà)提高(gāo)了系統的實時(shí)性。但(dàn)是，若程序分段不當，也可(kě)能引起實時(shí)性降低(dī)或運行(xíng)速度減慢的問題。分段不同将顯著影(yǐng)響程序運行(xíng)的時(shí)間(jiān)，特别是對于個(gè)别程序段特長的情況尤其如此。一般地說，理(lǐ)想的程序分段是各段程序有(yǒu)大(dà)緻相當的長度。
PLC控制(zhì)系統的安裝調試，是一個(gè)步調有(yǒu)序的系統工程，步步到位才能使調試成功，本文僅是作(zuò)者經現場(chǎng)檢驗的經驗總結，文中所述的PLC安裝調試流程程序，應用于一系列企業內(nèi)的技(jì)術(shù)改造中，既縮短(duǎn)了工期，又使調試試車(chē)一次成功，取得(de)了令人(rén)滿意的結果。
