西门子工业控制的PLC应用与技术分析

管理及其他Management and other

西门子工业控制的PLC应用与技术分析

宋 伟（山钢股份莱芜分公司棒材厂，山东　莱芜　２７１１００）

摘 要：伴随当前电子工业技术发展速度进一步加快，ｐｌｃ设备正在进一步完善，不断扩大其使用范围和应用领域，电气设备的生产巨头西门子公司在设备模拟、网络运算、人工人机接口方面正在进一步完善，在ｐｌｃ领域当中具有不可替代的地位，逐步受到电子装置生产企业的关注，然而在ｐｌｃ具体使用过程中，依然出现了很多问题需要注意进行处理，尤其是干扰问题，对ｐｌｃ设备的进度产生了严重影响。关键词：西门子；工业控制；ＰＬＣ应用；干扰预防措施中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１１－５００４（２０１８）０５－０２３９－２

1 西门子工业设备PLC概述1.1 西门子PLC可编程序控制器的基本组成plc控制器主要由六个部分组成，首先是中央处理器模块，主要是依照用户的程序来进行操作，主要功能是为了让信号采集得以实现，另外还包含了一个存储器和一个微处理器，这都需要不同的程序和数据来进行操作，让目标的动作得以实现，其次是数字和模拟输入模块，主要是利用电位器、按钮、开关、变送器等来输入信号，与此同时，通过接触器、报警装置、变频器、调节阀等来具体操作。第三是电源模块，主要功能是把220伏交流电进行转化变成plc所使用的24伏直流电，为背板、总线等提供电力支持，第四是通信模块，主要是为了和其他设备进行远程通信，主要可以和计算机设备接口之间进行通信，与此同时，plc信息还可以向远程处理系统当中传输，第五是编程设备，主要是，step7软件，能够让编写程序得一实现，人机互动界面通常使用的是wincc软件，这种软件的界面通俗易懂，方便进行操作和修改，第六是接口模块，对可以对plc的存储容量进行扩展，又可以为拓展等提供电源支持[1-3]。1.2 西门子PLC的应用特点西门子plc的特点不单单是在布线和安装方面，在连接和稳定性方面也有突出的特点，第一，在进行布线和安装的过程中，io控制线、电源线等分开进行布置，并且通过隔离plc在变压器上连接，另外需要将输出线和输入线分开，并且把模拟数字量和模拟量分离，另外还需要注意的是，避免交流输电线和直流输电线并行，确保不在两同样一根电缆上，其次，西门子plc不单单具有很强的抗干扰能力，而且稳定性很好，能够方便操作，在维护方面，不需要花费大量的精力，能够确保系统可以安全可靠的运行，方便进行程序的升级，第三，plc的输出元件主要是在电路板上，工作人员需要对电感性负载进行合理的选择，确保输入输出线不处于同一根电缆上，并且对机电原理图和梯形图进行编制，另外，同一个类型的电压主要是从同一个电源输出的[4]。2 西门子工业控制的PLC应用2.1 运用领域西门子可编程控制器在市场中得到了广泛的使用，尤其是在建材、交通、石油、纺织、化工、机械等诸多领域，与plc的运行状态进行结合，可以分成以下几类，主要包含了通信联网、数字处理、工业过程控制、开关量的逻辑控制等[5]。2.2 运用特点西门子plc在使用一些先进的科学技术的同时，也具生产工艺相结合，具有很强的抗干扰能力和可靠性，和传统的plc进行比较，可以发现，使用西门子plc进行生产的时候，可以使用一些新型的质量检测方法，保证生产产品的质量，并且控制功能细节，具有很强的实用性，而且设备配套齐全，其产品生产较为简单，适合初学者进行使用，也受到了项目工程师的普遍欢迎。2.3 轧钢生产线的故障诊断西门子plc的硬件故障自动检测能力非常强大，在生产的时候，如果出现故障，就立刻会出现报警信号，在此过程中，可编程逻辑控制器已经在温度控制，位置控制等工业控制当中得到广泛使用，让控制能力加强的同时通信能力也非常强，并且进一步对人机界面进行完善和发展，通过plc系统的应用可以构成不同种类的控制器，在加工生产设备故障诊断的过程中，可以使用plc设备，为加工的生产线故障诊断提供一定的技术支持。2.4 轧钢机的电气控制在控制轧钢机的电气设备是plc，在开关量模拟控制方面具有非常大的实用性，在传统继电器控制系统进一步完善的条件下，已经符合了顺序控制和逻辑控制的诸多功能，plc能够在直线运动和圆周运动的控制方面进行直接使用，当前制造企业已经逐步开发出了伺服电机、拖动步进电机等单轴控制系统。通常条件下是在大中型的控制系统当中，数据处理具有非常重要的意义，及其对应的存储功能，另外plc和计算机之间设有232接口，可以利用同轴电缆或者双绞线进行连接，让数据交换的目的得以实现。2.5 冷轧带钢生产在控制冷轧机生产线卷取张力以及机架间的张力控制方面，应用效果较好，在冷轧生产线方面使用plc能够进一步的完成数据的通信换算以及张力的自动控制，在进行plc程序控制的过程中可以直接结合反馈值和设定值，并且调节轧辊的下降和上升等操作。

3 PLC干扰以及预防措施3.1 选取合适的工作环境在工作的过程中，plc对环境有一定的要求，一定要合理选择地点，在选择地点过程中，一定要进行严格的考虑和分析，避免对plc稳定运行产生影响，在接地的时候一定要全面考虑工作地点，并且确保plc能够稳定的运行，预防plc出现故障，造成plc工作效率下降，在选择地点的过程中，考虑以下两个方面，一个是温度，plc不能处于高温运行的状态，工作温度需要控制在0℃到55℃之间，一个是湿度，为了对保持plc的绝缘性，所以其工作湿度不能超过85%。

收稿日期：２０１８－０５

作者简介：宋伟，男，生于１９８３年，汉族，山东泰安人，本科，工程师，研究方向：钢厂电气设备使用与维护。管理及其他Management and other

3.2 预防振动需要的振动频率进行严格控制，尤其是在plc和震源之间需要保持一定的距离，在plc系统当中，地线在一定要避免靠近振动源，防止频繁震动或者连续震动出现。3.3 防止接触易燃和易腐蚀气体为了防止易燃气体、易腐蚀气体影响plc的系统基础，而造成plc的损坏，一定要加强管理和控制，比如说氯化氢气体在plc系统安装的过程中，需要具有一定的封闭性，可以安装在封闭的室内或者封闭的柜子中。3.4 做好西门子PLC接地在进行西门子plc系统接地防护的过程中，一定要仔细考虑保护接地、屏蔽接地等，一定要在做好plc接地系统防护的过程中，让plc运行所受的电磁干扰降低，plc系统需要做单独接地，不能和其它电气系统共用接地，避免电器干扰倒串接地线当中，影响plc系统的接地。和防雷接地网、电气接地网具有十米以上的距离，在接地极当中需要使用厚度超过10毫米、面积超过0.75平方米的铜板，另外接地导线需要超过16MM2，导线截面积需要在长度增加的时候相应的增加，在接地极方面需要深埋，接地电阻不得超过2万欧姆，另外在西门子plc电缆屏蔽接地的过程中，需要通过一端连接的方式而不是让线端屏蔽层两端分别进行接地，通过一端接地，主要是为了防止两端接地的时候产生电位差，如果先来两个屏蔽接地端，出现地电位差，就会造成屏蔽层当中出现电流，另外两端如果处于异常状态就会出现屏蔽层当中的接地电流影响传输数据的问题，会对线缆中传输的信号产生较大影响，甚至会导致信号丢失而造成plc出现死机故障。在一些场所当中干扰较大，可以使用双屏蔽电缆，进一步防护电磁干扰，plc机架和背板之间需要进行绝缘。3.5 其他方面在plc和电源干扰源之间，需要保持一定的安全距离，另外不能把一些大功率设备以及大型动力设备放置在同一个开关柜当中需要，分别对动力线、控制线、plc电源线进行配线，在电缆敷设的过程中需要保证信号线、控制线、动力线不在同一电缆桥架当中。

4 结语当前plc的特点在于实际稳定性较强，适用范围较广，通讯功能较好，在使用的过程中，安装方便，当前我国科学技术快速发展，这类设备在使用的过程中优势非常明显的，在电子生产业当中，可以加快各行业的快速发展，西门子工业制造的plc，当前在市场竞争当中发展优势非常明显，plc由于外部因素的影响，在实际操作过程中依然出现了一些问题，所以相关人员一定要注意加强实际使用，并且通过一定的预防手段，让plc利用效率大幅度提升。

参考文献[1]󰀡田甲由.从电气自动化安全角度探究西门子工业控制PLC应用的价值[J].时代农机,2017,44(5):30＋32.[2]󰀡杨帆,许业大.西门子PLC控制系统干扰源分析及硬件应对措施[J].科技创新与应用,2015,(29):121-121.[3]󰀡林智春.关于西门子PLC系统的故障探讨[J].中国科技纵横,2015(15):69-69＋71.[4]󰀡徐辉.西门子PLC在工厂应用中常见问题分析[J].山东工业技术,2017(2):220.[5]󰀡王慧.西门子工业控制的PLC应用及干扰探讨及预防思路构架[J].电子测试,2016,(Z1):71-72.

（上接238页）根据以上力学试验参数的统计分析可知，随着时间的推移，各组试验土体的内摩擦角大体都有上升的趋势；各组试验土体的粘聚力变化不明显。通过图2可知，①层土的地基承载力最低，其余砂性土层的地基承载力相对较高，表明土体中增加砂性含量对提高地基承载力很有帮助；B1搅拌组的④层土、B2分层组的②层土、B2搅拌组的⑥层土、C1搅拌组的⑧层土和C2搅拌组的⑩层土地基承载力相对较高，故而可知，搅拌组的地基承载力普遍高于非搅拌组；由于晾晒期间降雨较多，晾晒的效果较差，但从地基承载力特征值变化曲线的趋势可知，随着晾晒时间的增长，地基承载力有增加的趋势。4.3 变形试验参数测试根据物理力学性质指标统计表绘制出四次试验各层土的压缩系数，如图2所示。通过现场实测各试验坑沉降量及室内试验得出的压缩模量，计算出各试验坑的最终沉降量，详见表2。

压缩系数变化曲线

00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5

1234试验次数

a1-2①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩

图2压缩系数变化曲线根据以上变形试验参数的统计分析可知，随着时间的推移，各组试验的压缩系数大体都有下降的趋势，压缩模量有上升的趋势，其中C1搅拌组的⑧层土和C2搅拌组的⑩层土的抗变形性质最好。如表2所示。

根据表2每米回填沉降量的统计分析可知，单独用土吹填沉降量大，土、砂分层回填沉降量次之，土、砂搅拌层沉降量最小。因此，土体中增加砂土含量且进行搅拌对减少吹填地基沉降很有帮助。表2 各试验组最终沉降量计算表

实验组数层号试验坑深m3个月沉降量mm理论计算沉降量mm总沉降量mm每米回填沉降量mm第十组①1.52804.2284.2189.5B2分层组②1.21301.54131.54109.6B1分层组③1.21601.73161.73134.78B1搅拌组④1.21201.37121.37101.1B2分层组⑤1.21301.92131.92109.9B2搅拌组⑥1.21301.55131.55109.6C1分层组⑦2.82507.93257.9392.1C1搅拌组⑧2.83006.7306.7109.5C2分层组⑨2.83009.77309.77110.6C2搅拌组⑩2.82007.56207.5674.1