工控技術講析系列之PLC現場工程師經驗談

　　在設計交底的過程中要指出的是，對于設計中的任何變更，你只能提建議，而不是擅自做修改。因為，你的職責是按照設計施工，而不是設計，因此，對于任何你發現的不合理的東西，你可以提出意見，但必須要等到設計變更確認書下到你手里后，你才能按照變更后的設計工作，盡管這個變更可能是你的意見。還有，即使最初的設計也是你做的，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

　　到了現場后，進行系統安裝前，需要考慮安裝環境是否滿足PLC的使用環境要求，這一點可以參考各類產品的使用手冊。但無論什么PLC，不都能裝設在下列場所：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變化急遽的地方，油、水、化學物質容易侵入的地方，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境使用，則要為PLC制作合適的控制箱，采用規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集成商將會為客戶提供相應的供應和設計。

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

　　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，而那些靜電會導致這個嬰兒死亡，你就會更容易以正確的態度對待這個問題了。

　　基座安裝（RACK）時，在決定控制箱內各種控制組件及線槽位置后，要依照圖紙所示尺寸，標定孔位，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，若無則須接上。接地不好的話，會導致一系列的問題，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，你的生命就完結了。PLC的接地，就相當于給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，要先確認模塊是否為自己所預先設計的模塊；I/O模塊在插入機架上的導槽時，務必插到底，以確保各接觸點是緊密結合的；模塊固定螺絲務必鎖緊；接線端子排插入后，其上下螺絲必須旋緊。由于現場的變壓器、電機等影響，多少會有振動，如果這些螺絲釘松動了，會導致模塊從機架中松開。

　四、硬件模塊的組態和確認

　　對于各種PLC的現場硬件組態和軟件調試，通常有經驗的工程師應該先花一些時間對自己的現場工作進行一個簡單的規劃，通常應當采取如下的步驟：

　　（1）系統的規劃

　　首先，必須深入了解系統所需求的功能，并調查可能的控制方法，同時與用戶或設計院共同探討最佳之操作程序，根據所歸納之結論來擬定系統規劃，決定所采行的PLC系統架構、所需之I/O點數與I/O模塊型式。

　　（2）I/O模塊選擇與地址設定

　　當I/O模塊選妥后，依據所規劃之I/O點使用情形，由PLC的CPU系統自動設定I/O地址，或由使用者自定I/O模塊的地址。

　　（3）梯形圖程序的編寫與系統配線

　　在確定好實際的I/O地址之后，依據系統需求的功能，開始著手梯形圖程序的編寫。同時，I/O之地址已設定妥當，故系統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，將程序寫入PLC，便可先行在PC與OpenPLC系統做在線連接，以執行在線仿真作業。倘若程序執行功能有誤，則必須進行除錯，并修改梯形圖程序。

　　（5）系統試車與實際運轉

　　在線上程序仿真作業下，若梯形圖程序執行功能正確無誤，且系統配線亦完成后，便可使系統納入實際運轉，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。這是職業工程師的良好習慣，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，而且是你的職業水準的一個體現。

　　以上工作中，復雜的系統規劃可能需要幾天甚至更長的時間，但一個簡單的系統規劃在一個具有良好的職業習慣的編程工程師手中，可能只需要幾個小時。

　　這里要強調一個問題，是十分簡單但卻幾乎每個項目都會發生的，那就是對PLC的接線。這往往是經驗不足的工程師常常忽略的一個問題。其實，現場調試大部分的問題和工作量都是在接線方面。有經驗的工程師首先應當檢查現場的接線。通常，如果現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真的檢查。現場由于接線錯誤而導致PLC被燒壞的情況屢次發生，在進行真正的調試之前，一定要認真地檢查。即便接線不是你的工作，檢查接線也是你的義務和責任，而且，可以省去你后面大量的時間。

　五、通訊的設置

　　現在的PLC大多數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模塊的系統中，可能不同的CPU所接的I/O模塊的參量有需要協同處理的地方，或者，即使不需要協同控制，可能也要送到某一個中央控制室進行集中顯示或保存數據。即便只有一個CPU模塊，如果有遠程單元的話，就牽涉到本地CPU模塊與遠程單元模塊的通訊。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品，通訊往往是令人頭痛的問題。

　　PLC的通訊有RS232、RS485、以太網等幾種方式。通訊協議有MODBUS、PROFIBUS、LONWORKS、DEVICENET等等，通常以MODBUS協議使用得最為廣泛，而其它的協議則與產品的品牌有關。今后，應該是工業以太網協議會越來越普遍。

　　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。在大量的機械設備控制系統中，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，協議則以MODBUS為主，或者是專門的通訊協議。而界面方面則由HMI的廠家提供軟件來進行設計。