论文部分内容阅读
摘要：相比其他的控制系统，西门子PLC充分结合了信息化、微电子、数字化等多项先进技术，实现了接线逻辑向存储逻辑的跨越。它的功能变得更加强大和灵活，广泛应用于工业领域。
关键词：西门子PLC钢厂应用环境控制系统
1 西门子PLC的结构及特点
西門子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在钢厂应用中的常见问题
目前，西门子PLC在钢厂应用中的常见问题，主要是工作环境引发的问题和控制系统中干扰产生的问题。这两方面问题的存在会直接影响其应用的有效性，对整个工作的顺利进行和应有效果的实现极为不利。
2.1PLC工作环境引发的问题
PLC在钢厂应用的效果与其工作的环境有直接关系，而工作环境是由多方面因素组成的，主要包括湿度、温度、震动、电源、空气等，其中几个或者一个因素的改变都会或多或少影响PLC的运行，导致PLC出现故障或者异常。
2.1.1温度
PLC的工作环境温度需要控制在0～55℃。当环境温度过高或者过低时，都会对其产生一定影响。尤其在实际工作中，一般都处在通风不佳、密闭的空间，会导致温度升高、设备的发热量不能及时疏散。这些热量会传递到PLC原器件上，从而影响PLC的正常工作。经过相关调查研究发现，很多钢厂在实际工作中由于种种主客观因素限制，钢厂工作环境要么过高、要么高低，很难满足PLC的标准工作环境温度，较容易产生问题。
2.1.2湿度
PLC的工作湿度需要<85%。只有空气湿度在85%以下，才能保证PLC在绝缘环境下正常工作。但是，调查研究发现，很多钢厂的实际工作环境并不能完全满足PLC的湿度要求。尤其是在石油、化工等工业领域中，常常会出现湿度超标的现象，甚至出现凝露现象。这些现象的存在会直接引发故障，不仅影响PLC发挥的应有价值，而且会埋下安全隐患。
2.1.3震动
事实上，实际进行钢厂作业的过程中，相关机械设备出现一定的震动不可避免。相比其他机械设备，PLC设备较小，更易出现共振现象。一旦出现共振现象，就会严重影响设备的稳定性，从而诱发故障。据调查，当PLC的震动频率处在10～55Hz时，最易出现间接或者连续震动，属于最容易出现故障的震动频率。
2.1.4空气
PLC一般应用于化工等行业。这些行业的实际工作中，会有很多高强度的腐蚀性气体，或者存在很多细小的粉尘颗粒。腐蚀性气体和粉尘颗粒都会不同程度对电路板产生腐蚀和破坏问题，而一旦发生这样的问题，PLC就会失去其应有的工作能力。
2.2控制系统中干扰产生的问题
控制系统干扰产生的问题主要是指电磁干扰，而电子干扰是影响PLC工作稳定性的最直接因素之一。严重时，将直接导致PLC工作紊乱，甚至出现误导操作，而一旦出现误导操作，其给整个钢厂带来的损失和危害将十分严重。电磁干扰引发的问题主要分为共模干扰和差模干扰两类。PLC系统的供电主要由电网提供，但电网受到空间磁场干扰的情况比较普遍，同时线路上感应电压的干扰、大的电感性负载、高压电器、布置的线路比较混乱等问题，都会对PLC产生不同程度的干扰。PLC受到上述干扰后，内部元件和电路间就会出现不匹配问题，从而导致较为严重的磁辐射现象。
3处理西门子PLC在钢厂应用中常见问题的措施
3.1工作环境方面
在钢厂的生产中，其工作环境都是相对复杂的，温度湿度和空气等都会引发相应的问题出现，所以，要想保证西门子PLC的工作状态稳定，就必须要采取一定的措施来改善工作环境。比如，在相对湿度较高的工作环境中工，对西门子PLC进行远程控制，将其安置在湿度和温度相对稳定的房间内，必要时可以采用空调对环境进行控制。在震动上，可以在装置上安装减震胶，弱化由于钢厂生产带来的额震动。在处理电源干扰时，可以安装带有屏蔽功能的变压设备，保证电压的安全。对于空气中的粉尘腐蚀问题，可以将PLC系统放置在密闭性较高的环境中，尽量减少外界接触，保证其安全性。
3.2抗干扰方面
西门子PLC在抗干扰方面主要有这几个措施：1.从多方面抑制电源和电网对系统的干扰，同时减少接地干扰，可以在电源的输出端接入滤波器，利用设备的屏蔽功能将电网的干扰隔离，增加设备的稳定性；
3.2.1对于网线和电源线方面，要将动力线和控制线分离开，进行分别配线；
3.2.3在输入线和输出线中，接入线的长度不能过长，两根线不能处于同一根电缆当中。继电器和原理图要保持一致，选用常开触点的形式进行链接；
3.2.4对接地系统进行完善，接地系统处理不好会对电阻的电位产生影响，使系统出错。
结束语
西门子PLC控制系统在我国的各个行业都得到了广泛使用，但由于工作环境和控制系统干扰因素的存在，其容易出现控制混乱等问题，影响整个工作的顺利开展和高效运行。所以，行业工作人员有责任和义务加强对其的关注、重视和研究，掌握其基本的工作特点和运行原理，并通过工作经验和掌握的理论知识不断提出缓解或解决问题的措施、建议和方向，从而确保PLC系统更快更好地实现价值最大化，推动更多产业实现新发展，取得经济效益和社会效益的双赢。
参考文献：
[1]徐辉.西门子PLC在钢厂应用中常见问题分析[J].山东工业技术，2017，（2）：220.
[2]杨天永.西门子PLC在钢厂应用中的问题及处置建议分析[J].电子世界，2017，（5）：115-116.
关键词：西门子PLC钢厂应用环境控制系统
1 西门子PLC的结构及特点
西門子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在钢厂应用中的常见问题
目前，西门子PLC在钢厂应用中的常见问题，主要是工作环境引发的问题和控制系统中干扰产生的问题。这两方面问题的存在会直接影响其应用的有效性，对整个工作的顺利进行和应有效果的实现极为不利。
2.1PLC工作环境引发的问题
PLC在钢厂应用的效果与其工作的环境有直接关系，而工作环境是由多方面因素组成的，主要包括湿度、温度、震动、电源、空气等，其中几个或者一个因素的改变都会或多或少影响PLC的运行，导致PLC出现故障或者异常。
2.1.1温度
PLC的工作环境温度需要控制在0～55℃。当环境温度过高或者过低时，都会对其产生一定影响。尤其在实际工作中，一般都处在通风不佳、密闭的空间，会导致温度升高、设备的发热量不能及时疏散。这些热量会传递到PLC原器件上，从而影响PLC的正常工作。经过相关调查研究发现，很多钢厂在实际工作中由于种种主客观因素限制，钢厂工作环境要么过高、要么高低，很难满足PLC的标准工作环境温度，较容易产生问题。
2.1.2湿度
PLC的工作湿度需要<85%。只有空气湿度在85%以下，才能保证PLC在绝缘环境下正常工作。但是，调查研究发现，很多钢厂的实际工作环境并不能完全满足PLC的湿度要求。尤其是在石油、化工等工业领域中，常常会出现湿度超标的现象，甚至出现凝露现象。这些现象的存在会直接引发故障，不仅影响PLC发挥的应有价值，而且会埋下安全隐患。
2.1.3震动
事实上，实际进行钢厂作业的过程中，相关机械设备出现一定的震动不可避免。相比其他机械设备，PLC设备较小，更易出现共振现象。一旦出现共振现象，就会严重影响设备的稳定性，从而诱发故障。据调查，当PLC的震动频率处在10～55Hz时，最易出现间接或者连续震动，属于最容易出现故障的震动频率。
2.1.4空气
PLC一般应用于化工等行业。这些行业的实际工作中，会有很多高强度的腐蚀性气体，或者存在很多细小的粉尘颗粒。腐蚀性气体和粉尘颗粒都会不同程度对电路板产生腐蚀和破坏问题，而一旦发生这样的问题，PLC就会失去其应有的工作能力。
2.2控制系统中干扰产生的问题
控制系统干扰产生的问题主要是指电磁干扰，而电子干扰是影响PLC工作稳定性的最直接因素之一。严重时，将直接导致PLC工作紊乱，甚至出现误导操作，而一旦出现误导操作，其给整个钢厂带来的损失和危害将十分严重。电磁干扰引发的问题主要分为共模干扰和差模干扰两类。PLC系统的供电主要由电网提供，但电网受到空间磁场干扰的情况比较普遍，同时线路上感应电压的干扰、大的电感性负载、高压电器、布置的线路比较混乱等问题，都会对PLC产生不同程度的干扰。PLC受到上述干扰后，内部元件和电路间就会出现不匹配问题，从而导致较为严重的磁辐射现象。
3处理西门子PLC在钢厂应用中常见问题的措施
3.1工作环境方面
在钢厂的生产中，其工作环境都是相对复杂的，温度湿度和空气等都会引发相应的问题出现，所以，要想保证西门子PLC的工作状态稳定，就必须要采取一定的措施来改善工作环境。比如，在相对湿度较高的工作环境中工，对西门子PLC进行远程控制，将其安置在湿度和温度相对稳定的房间内，必要时可以采用空调对环境进行控制。在震动上，可以在装置上安装减震胶，弱化由于钢厂生产带来的额震动。在处理电源干扰时，可以安装带有屏蔽功能的变压设备，保证电压的安全。对于空气中的粉尘腐蚀问题，可以将PLC系统放置在密闭性较高的环境中，尽量减少外界接触，保证其安全性。
3.2抗干扰方面
西门子PLC在抗干扰方面主要有这几个措施：1.从多方面抑制电源和电网对系统的干扰，同时减少接地干扰，可以在电源的输出端接入滤波器，利用设备的屏蔽功能将电网的干扰隔离，增加设备的稳定性；
3.2.1对于网线和电源线方面，要将动力线和控制线分离开，进行分别配线；
3.2.3在输入线和输出线中，接入线的长度不能过长，两根线不能处于同一根电缆当中。继电器和原理图要保持一致，选用常开触点的形式进行链接；
3.2.4对接地系统进行完善，接地系统处理不好会对电阻的电位产生影响，使系统出错。
结束语
西门子PLC控制系统在我国的各个行业都得到了广泛使用，但由于工作环境和控制系统干扰因素的存在，其容易出现控制混乱等问题，影响整个工作的顺利开展和高效运行。所以，行业工作人员有责任和义务加强对其的关注、重视和研究，掌握其基本的工作特点和运行原理，并通过工作经验和掌握的理论知识不断提出缓解或解决问题的措施、建议和方向，从而确保PLC系统更快更好地实现价值最大化，推动更多产业实现新发展，取得经济效益和社会效益的双赢。
参考文献：
[1]徐辉.西门子PLC在钢厂应用中常见问题分析[J].山东工业技术，2017，（2）：220.
[2]杨天永.西门子PLC在钢厂应用中的问题及处置建议分析[J].电子世界，2017，（5）：115-116.