老師傅帶您了解PLC現(xiàn)場(chǎng)安裝，調(diào)試全過程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)！

PLC控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試涉及到各種工作，只能按順序進(jìn)行，稍有不慎就會(huì)導(dǎo)致調(diào)試失敗，不僅延誤工期，甚至損壞設(shè)備。摘要：介紹了在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中總結(jié)的可編程控制器控制系統(tǒng)安裝調(diào)試的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)的安裝調(diào)試相關(guān)問題提出了討論意見和解決方法。

　　一、系統(tǒng)安裝調(diào)試

　　合理安排系統(tǒng)安裝調(diào)試程序是保證高效、優(yōu)質(zhì)完成安裝調(diào)試任務(wù)的關(guān)鍵。

　　1.前期技術(shù)準(zhǔn)備

　　系統(tǒng)安裝調(diào)試前的技術(shù)準(zhǔn)備越充分，安裝調(diào)試就會(huì)越順利。初步技術(shù)準(zhǔn)備工作包括以下內(nèi)容：

　　(1)熟悉PC隨機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)，深入了解其性能、功能和各種操作要求，制定操作規(guī)程。

　　(2)深入了解設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，全面了解系統(tǒng)工藝流程，尤其是工藝對(duì)各生產(chǎn)設(shè)備的控制要求。在此基礎(chǔ)上，按子系統(tǒng)繪制工藝流程。工藝聯(lián)鎖圖、系統(tǒng)功能圖、系統(tǒng)運(yùn)行邏輯框圖，有助于對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行邏輯的深入理解，是前期技術(shù)準(zhǔn)備的重要環(huán)節(jié)。

　　(3)熟悉各工藝設(shè)備的性能、設(shè)計(jì)和安裝，特別是各設(shè)備的控制和電源接線圖，并與實(shí)物進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)糾正。

　　(4)在全面了解設(shè)計(jì)方案和PC技術(shù)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，列出PC輸入輸出點(diǎn)編號(hào)表(包括內(nèi)部線圈清單、I/O位置、對(duì)應(yīng)設(shè)備和各I/O點(diǎn)的功能)。

　　(5)研究設(shè)計(jì)提供的程序，為一些邏輯復(fù)雜的輸入輸出點(diǎn)繪制時(shí)序圖。在繪制時(shí)序圖時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的一些邏輯錯(cuò)誤。

　　(6)編制分子系統(tǒng)的調(diào)試方案，然后在集體討論的基礎(chǔ)上綜合成整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試方案。

　　2.可編程控制器商品檢驗(yàn)

　　商品檢驗(yàn)由甲乙雙方共同進(jìn)行，設(shè)備及備件的型號(hào)、數(shù)量、規(guī)格、技術(shù)資料、附件等。并在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)驗(yàn)證其性能是否良好。商品檢驗(yàn)結(jié)果，雙方應(yīng)在交換清單上簽字。

　　3.實(shí)驗(yàn)室調(diào)試

(PLC實(shí)驗(yàn)室安裝打開制作金屬支架，每個(gè)工作站的輸入輸出模塊固定在上面。根據(jù)安裝總結(jié)，每個(gè)工作站通過同軸電纜與主機(jī)、編程器和打印機(jī)相連。檢查接線正確，電源電平與PLC電壓選擇一致后，按照啟動(dòng)程序送電，安裝系統(tǒng)配置帶確認(rèn)系統(tǒng)配置，安裝編程器加載帶和編程帶。此時(shí)，可以根據(jù)操作程序打開系統(tǒng)。

　　(2)鍵入工序

　　(3)模擬I/O輸入輸出，檢查修改后的程序。這一步的目的是驗(yàn)證輸入的工作程序的正確性，程序的邏輯所表達(dá)的過程設(shè)備的聯(lián)鎖關(guān)系是否與設(shè)計(jì)的過程控制要求一致，程序是否暢通。如果不一致或者不能運(yùn)行完成整個(gè)過程，說明程序是錯(cuò)誤的，應(yīng)該修改。在這個(gè)過程中，對(duì)程序的理解會(huì)逐漸加深，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試做好準(zhǔn)備，同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)程序不合理、不完善的地方，進(jìn)一步優(yōu)化。有兩種調(diào)試方法：

　　模擬方法：根據(jù)設(shè)計(jì)制作調(diào)試板，用撥動(dòng)開關(guān)模擬輸入節(jié)點(diǎn)，用小繼電器模擬生產(chǎn)過程設(shè)備的繼電器和接觸器，模擬設(shè)備輔助觸點(diǎn)運(yùn)行時(shí)的返回信號(hào)節(jié)點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是具有仿真的真實(shí)性，可以反映不同切換速度的現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械觸點(diǎn)與PLC中的電子觸點(diǎn)連接時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)邏輯誤操作。其缺點(diǎn)是需要增加調(diào)試成本和部分調(diào)試工作量。

　　強(qiáng)制設(shè)置方式：利用PLC的強(qiáng)制設(shè)置功能，強(qiáng)制程序中涉及現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械觸點(diǎn)(開關(guān))處于“開”和“關(guān)”狀態(tài)，強(qiáng)制程序運(yùn)行。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)試工作量小，簡(jiǎn)單，不增加成本。缺點(diǎn)是邏輯驗(yàn)證不完整，手動(dòng)強(qiáng)制節(jié)點(diǎn)上下車模擬站點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致程序不連續(xù)運(yùn)行，只能分段進(jìn)行。

　　根據(jù)我們的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，有些重要的現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)是模擬的，有些是強(qiáng)制的，取兩者之長(zhǎng)，相得益彰。在邏輯驗(yàn)證階段，應(yīng)強(qiáng)調(diào)每天填寫調(diào)試日志，包括調(diào)試人員、時(shí)間、調(diào)試內(nèi)容、修改記錄、故障及處理、交接驗(yàn)收簽字，建立調(diào)試責(zé)任制，留下調(diào)試第一手資料。設(shè)計(jì)程序的修改部分應(yīng)在設(shè)計(jì)圖紙上注明，并及時(shí)征求設(shè)計(jì)者的意見，以準(zhǔn)確反映設(shè)計(jì)要求。

　　4.可編程控制器的現(xiàn)場(chǎng)安裝和檢查

　　實(shí)驗(yàn)室調(diào)試完成后，待條件成熟后，將設(shè)備移至現(xiàn)場(chǎng)安裝。安裝應(yīng)符合要求，插入牢固，并用螺栓緊固；通信電纜應(yīng)為統(tǒng)一型號(hào)，不得混用。必要時(shí)，應(yīng)使用儀器檢查線路信號(hào)的衰減，衰減值不得超過技術(shù)數(shù)據(jù)中提出的指標(biāo)。測(cè)量主機(jī)、輸入輸出柜和連接電纜對(duì)地的絕緣電阻；測(cè)量系統(tǒng)特殊接地的接地電阻；檢查電源等。并做記錄。所有項(xiàng)目確認(rèn)符合要求后，即可開機(jī)。

　　5.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接線、輸入輸出觸點(diǎn)和信號(hào)的檢查和調(diào)整

　　現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)各工藝設(shè)備的控制電路和主電路接線的正確性，并以手動(dòng)方式進(jìn)行單次試運(yùn)行；檢查所有輸入點(diǎn)(包括轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕、繼電器和接觸器的觸點(diǎn)、限位開關(guān)、儀表的位置調(diào)試開關(guān)等。)進(jìn)入PLC系統(tǒng)及其與PLC輸入模塊的連接，反復(fù)操作確認(rèn)其正確性；檢查接收PLC輸出的所有繼電器、接觸器線圈和其他執(zhí)行部件及其與輸出模塊的連接，以確認(rèn)其正確性；測(cè)量并記錄其回路電阻和對(duì)地絕緣電阻。如有必要，根據(jù)輸出節(jié)點(diǎn)的電源電壓等級(jí)向輸出回路供電，確保輸出回路不短路。否則，當(dāng)輸出點(diǎn)向輸出回路送電時(shí)，模塊會(huì)因短路而燒壞。一般來說，大中型可編程邏輯控制器如果配備模擬輸入輸出模塊，也可以接收和輸出模擬量。在這種情況下，需要檢查向PLC傳輸模擬輸入信號(hào)的主要檢測(cè)或傳輸元件，以及接收PLC模擬輸出的調(diào)節(jié)或執(zhí)行裝置，以確認(rèn)其正確性。必要時(shí)，應(yīng)將模擬輸入送至檢測(cè)傳輸裝置，測(cè)試其安裝的正確性，輸出的模擬量是否正確，是否符合PLC要求的標(biāo)準(zhǔn)；向接收PLC模擬輸出信號(hào)的調(diào)節(jié)或執(zhí)行元件發(fā)送與PLc模擬量相同的模擬信號(hào)，檢查調(diào)節(jié)可執(zhí)行裝置是否能正常工作。配有模擬輸入輸出模塊的PLC可以監(jiān)控生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)(模擬量)，根據(jù)設(shè)計(jì)方案的預(yù)定模型進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的過程控制。

　　這一步很重要，檢查調(diào)整過程復(fù)雜麻煩，必須認(rèn)真對(duì)待。因?yàn)橹灰型獠抗に囋O(shè)備完好，發(fā)送給PLC的所有外部節(jié)點(diǎn)正確可靠穩(wěn)定，所有線路連接無誤，程序邏輯驗(yàn)證無誤，進(jìn)入聯(lián)動(dòng)調(diào)試時(shí)，就會(huì)一舉成功，事半功倍。

　　6.系統(tǒng)模擬聯(lián)動(dòng)空投試驗(yàn)

　　這一步的測(cè)試目的是將實(shí)驗(yàn)室調(diào)試好的PLC機(jī)和邏輯程序放入實(shí)際的工藝流程中，通過現(xiàn)場(chǎng)工藝設(shè)備的輸入輸出節(jié)點(diǎn)和連接線進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行的邏輯驗(yàn)證。

　　測(cè)試時(shí)，斷開PLC控制的過程設(shè)備(主要指電驅(qū)動(dòng)設(shè)備)的主回路，兩相(僅保留一相作為繼電器控制電源)，使其在輸電過程中不旋轉(zhuǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)子系統(tǒng)的不同運(yùn)行方式及其他控制功能逐項(xiàng)進(jìn)行系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)，首先確認(rèn)所有轉(zhuǎn)換開關(guān)、工作方式選擇開關(guān)及其他預(yù)設(shè)開關(guān)的正確位置，然后通過PLC啟動(dòng)系統(tǒng)，按照聯(lián)鎖順序觀察并記錄PLC各輸出節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的繼電器和接觸器的吸合和斷開，以及順序、時(shí)間間隔和信號(hào)指示是否符合設(shè)計(jì)過程邏輯控制要求，觀察并記錄其他設(shè)備的工作情況。模擬聯(lián)動(dòng)空投實(shí)驗(yàn)中不能動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、料位開關(guān)、限位開關(guān)、開關(guān)和儀器的模擬輸入輸出節(jié)點(diǎn)、與其他子系統(tǒng)的聯(lián)鎖等。根據(jù)具體情況，通過手動(dòng)輔助、外部輸入、內(nèi)置強(qiáng)制等方式進(jìn)行模擬，輔助PLC命令整個(gè)系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)的邏輯控制要求運(yùn)行。

　　7.由可編程控制器控制的單次試運(yùn)行

　　這一步測(cè)試的目的是確認(rèn)PLC輸出電路是否能驅(qū)動(dòng)繼電器和接觸器正常開啟，從而使設(shè)備運(yùn)行，并檢查設(shè)備運(yùn)行后的返回信號(hào)是否能正確發(fā)送到PLC輸入電路，限位開關(guān)是否能正常工作。方法是，在PLC的控制下，某個(gè)過程設(shè)備(電機(jī)、執(zhí)行器等)對(duì)應(yīng)的輸出節(jié)點(diǎn)。)強(qiáng)制設(shè)置在機(jī)器中，使其繼電器和接觸器動(dòng)作，設(shè)備運(yùn)行。此時(shí)，觀察并記錄設(shè)備的運(yùn)輸情況，檢查設(shè)備運(yùn)行的返回信號(hào)以及限位開關(guān)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是否正確。

　　試驗(yàn)時(shí)應(yīng)特別注意，受力設(shè)備應(yīng)懸掛操作危險(xiǎn)標(biāo)志，并應(yīng)有專人值班。只有備用值班員發(fā)出指令，PLC操作員才能強(qiáng)制設(shè)備啟動(dòng)。特別要注意的是，在整個(gè)調(diào)試過程中，如果沒有充分的準(zhǔn)備，絕對(duì)不允許用強(qiáng)制整定的方法啟動(dòng)設(shè)備，以確保安全。

　　8.系統(tǒng)在可編程控制器控制下的空載聯(lián)動(dòng)試車

　　本步驟測(cè)試的目的是確認(rèn)單次空載試運(yùn)行后的工藝設(shè)備是否能按照工藝要求正確運(yùn)行，系統(tǒng)模擬試運(yùn)行后與邏輯正確的PLC連接后信號(hào)系統(tǒng)是否正確，并測(cè)試各外部節(jié)點(diǎn)的可靠性和穩(wěn)定性。試驗(yàn)前，應(yīng)編制系統(tǒng)空載聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)計(jì)劃，經(jīng)討論確認(rèn)后嚴(yán)格執(zhí)行。測(cè)試時(shí)，先將分子系統(tǒng)連接起來，通過人工輔助(節(jié)點(diǎn)短路或強(qiáng)集)將子系統(tǒng)連接起來，然后將整個(gè)系統(tǒng)連接起來。測(cè)試內(nèi)容應(yīng)包括設(shè)計(jì)要求的各種啟停和運(yùn)行方式、事故狀態(tài)和緊急狀態(tài)下的停車、各種信號(hào)等?？傊M可能充分構(gòu)思，使之更符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。事故狀態(tài)可采用強(qiáng)制法模擬，事故點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)工藝要求確定。

　　聯(lián)動(dòng)負(fù)荷試運(yùn)行前，需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，并對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，以確保系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)負(fù)荷試運(yùn)行成功。

　二、信號(hào)衰減的討論

　　(1)從PLC主機(jī)到I/O站的信號(hào)最大衰減值為35dB。因此，電纜敷設(shè)前，仔細(xì)規(guī)劃，畫好電纜敷設(shè)圖，盡可能縮短電纜長(zhǎng)度(每增加1公里長(zhǎng)度，信號(hào)衰減0.8分貝)；使用盡可能少的分支(每個(gè)分支的信號(hào)衰減為14dB)和電纜接頭(每個(gè)電纜接頭的信號(hào)衰減為1dB)。

　　(2)通信電纜應(yīng)采用單母線方式敷設(shè)，即統(tǒng)一通信干線通過支路與I/O站相連，而不是呈星形放射狀敷設(shè)。PLC主機(jī)左右兩側(cè)的I/O站數(shù)量和傳輸距離應(yīng)盡可能一致，以保證更好的網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配。

　　(3)支路應(yīng)盡可能靠近輸入輸出站，以減少干擾。

　　(4)通信電纜的末端應(yīng)與電阻為75的BNC電纜終端連接，終端應(yīng)與每個(gè)輸入輸出機(jī)柜連接。當(dāng)電纜從輸入輸出機(jī)柜中取出時(shí)，電阻為75的終端頭應(yīng)連接到電纜網(wǎng)絡(luò)的一端，以保持良好的匹配。

　　(5)通信電纜與高壓電纜的距離至少應(yīng)為40厘米/千伏；當(dāng)必須與高壓電纜交叉時(shí)，必須垂直交叉。(6)通信電纜應(yīng)與交流電源線平行敷設(shè)，以減少交流電源對(duì)通信的干擾。同樣，通訊電纜也要盡量避開大型電機(jī)、焊機(jī)、大型感應(yīng)器等設(shè)備。

　　(7)通信電纜應(yīng)遠(yuǎn)離高溫和易化學(xué)腐蝕的區(qū)域。

　　(8)敷設(shè)電纜時(shí)，留有0.05%/的余地，以滿足熱脹冷縮的要求。

　　(9)所有電纜接頭和分支應(yīng)緊密連接，并用螺釘緊固。

　　(10)使用電纜護(hù)套時(shí)，避免損壞屏蔽層。切斷金屬鉑和絕緣體時(shí)，使用剝線鉗，避免劃傷和損壞中心導(dǎo)體。

三.淺談系統(tǒng)接地

　　(1)主機(jī)和各分站以上部分的接地應(yīng)通過10mm2編織銅線連接在一起，并通過單獨(dú)的引下線連接到獨(dú)立的接地網(wǎng)，引下線必須與低壓接地網(wǎng)分開，以避免干擾。系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)小于4。PLC主機(jī)與各屏、柜、基礎(chǔ)底座之間應(yīng)放置3毫米厚的橡膠絕緣，螺栓應(yīng)絕緣。

　　(2)輸入輸出站設(shè)備本體的接地應(yīng)通過單獨(dú)的引下線引至公共接地網(wǎng)。

　　(3)通信電纜的屏蔽層應(yīng)在可編程控制器主機(jī)側(cè)的輸入輸出處理模塊處收集并連接到系統(tǒng)的專用接地網(wǎng)絡(luò)，不得在輸入輸出站側(cè)接地。電纜接頭的接地也應(yīng)通過電纜屏蔽層連接到專用接地網(wǎng)。需要特別提醒的是，電纜屏蔽層絕對(duì)不能兩點(diǎn)接地形成閉合回路，否則容易造成干擾。

　　(4)電源應(yīng)隔離，即電源零線應(yīng)懸空。當(dāng)出現(xiàn)不平衡電流時(shí)，會(huì)通過電源的零線直接進(jìn)入系統(tǒng)的中性點(diǎn)，而不是通過保護(hù)接地形成回路，對(duì)PLC運(yùn)行造成干擾，產(chǎn)生干擾。

　　(5)輸入/輸出模塊的接地連接到電源的中性線。

　　四、調(diào)試中應(yīng)注意的問題

　　(1)系統(tǒng)上線前要進(jìn)行配置，即系統(tǒng)管理的I/O點(diǎn)數(shù)量、輸入寄存器和保持寄存器數(shù)量、通信端口數(shù)量及其參數(shù)、I/O站的匹配和調(diào)度方式、用戶占用邏輯區(qū)域大小等。一旦配置被確認(rèn)，系統(tǒng)就根據(jù)某些約束規(guī)則運(yùn)行。重新配置時(shí)，根據(jù)原配置生成的程序不會(huì)在新配置下運(yùn)行，否則會(huì)造成系統(tǒng)混亂。所以第一次配置時(shí)一定要慎重，給I/O站、I/O點(diǎn)、寄存器、通道端口、用戶存儲(chǔ)空間等留有余地。而且必須考慮最近的發(fā)展。但是I/O站、I/O點(diǎn)、寄存器、端口等的設(shè)置。都占用了一定的內(nèi)存，同時(shí)延長(zhǎng)了掃描時(shí)間，降低了運(yùn)行速度。所以津貼不能留太多。應(yīng)特別注意運(yùn)行系統(tǒng)不得重新配置。

　　(2)對(duì)于大中型PLC機(jī)器，由于CPU分段掃描程序，每掃描一段就更新一次I/O點(diǎn)的狀態(tài)，大大提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。但如果程序分割不當(dāng)，也可能造成實(shí)時(shí)性下降或運(yùn)行速度變慢的問題。不同的段會(huì)顯著影響程序的運(yùn)行時(shí)間，特別是對(duì)于個(gè)別段的特殊功能。一般來說，理想的節(jié)目分段是每個(gè)節(jié)目長(zhǎng)度大致相同。