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西门子模块6GK7243-1EX01-0XE0诚信交易
PLC以其显著的优点而广泛用于工业控制，其实际应用涉及的问题很多，本文只是就其现场安装和维护问题提出了一些注意事项，供从事PLC设计及应用人员参考。
1、PLC的安装
PLC适用于大多数工业现场，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境，可以有效地提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时，要避开下列场所：
（1）环境温度过0 ~ 50℃的范围；
（2）相对湿度过85%或者存在露水凝聚（由温度突变或其他因素所引起的）；
（3）太阳光直接照射；
（4）有腐蚀和易燃的气体，例如、等；
（5）有打量铁屑及灰尘；
（6）频繁或连续的振动，振动频率为10 ~ 55Hz、幅度为0.5mm（峰-峰）；
（7）过10g（重力加速度）的冲击。
小型可编程控制器外壳的4个角上，均有安装孔。有两种安装方法，一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN（德国共和标准）轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板，左右各一对。在轨道上，先装好左右夹板，装上PLC，然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作性，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，安装机器应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境过55C，要安装电风扇，强迫通风。
为了避免其他外围设备的电干扰，可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备，可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。
当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至损坏。
2、电源接线
PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。
FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。
如果电源发生故障，中断时间少于10ms，PLC工作不受影响。若电源中断过10ms或电源下降过允许值，则PLC停止工作，所有的输出点均同时断开。当电源恢复时，若RUN输入接通，则操作自动进行。
对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够的抵制能力。如果电源干扰特别严重，可以安装一个变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。
3、接地
良好的接地是保证PLC可*工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接，基本单元接地。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给可编程控制器接上地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开。若达不到这种要求，也做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能接近PLC。
4、直流24V接线端
使用无源触点的输入器件时，PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。
PLC上的24V接线端子，还可以向外部传感器（如接近开关或光电开关）提供电流。24V端子作传感器电源时，COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员，则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外，任何外部电源不能接到这个端子。
如果发生过载现象，电压将自动跌落，该点输入对可编程控制器不起作用。
每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点，它不耗电，因此在这种情况下，24V电源端子向外供电流的能力可以增加。
FX系列PLC的空位端子，在任何情况下都不能使用。
5、输入接线
PLC一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线，一般指外部传感器与输入端口的接线。
输入器件可以是任何无源的触点或集电开路的NPN管。输入器件接通时，输入端接通，输入线路闭合，同时输入指示的发光二管亮。
输入端的一次电路与二次电路之间，采用光电耦合隔离。二次电路带RC滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起PLC误动作。
若在输入触点电路串联二管，在串联二管上的电压应小于4V。若使用带发光二管的舌簧开关，串联二管的数目不能过两只。
另外，输入接线还应特别注意以下几点：
（1）输入接线一般不要过30m。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。
（2）输入、输出线不能用同一根电缆，输入、输出线要分开。
（3）可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度，应大于扫描周期的时间。
6、输出接线
（1）可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式。
（2）输出端接线分为立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时，同一号码的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
（3）由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。
（4）采用继电器输出时，承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，因此继电器工作寿命要求长。
（5）PLC的输出负载可能产生噪声干扰，因此要采取措施加以控制。
此外，对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得可编程控制器发生故障时，能将引起伤害的负载电源切断。交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。
可编程控制器作为工业控制的计算机，由于其结构简单、性能优良，抗干扰性能好，性高，编程简单，调试方便，在机械、化工、橡胶、电力、石油气等行业工业控制现场已日趋广泛地得到应用，成为工控现场进行实时控制的主要的控制装置。同时利用PLC所具有的串行通信和计算机的远程通信功能，可实现计算机对多台PLC控制装置的远程集中监控。
在石油、气远程输送管线上，大口径油气管道阀门是重要的基础设备之一，具有截止、开启、配送和调压等多种功能，一旦出现故障轻则影响管线的输送功能，重则导致管线的严重破坏甚至造成人生，因此对油气管道及阀门的全程状态监控显得尤为重要。远程油气管道监控系统就是为提高油气远程输送的性而提出来的，该系统允许系统操作员通过位于监控的计算机终端，进行对一定区域的阀门站进行远程，具有较高的性和运行效率。
监控系统的组成结构
远程油气管线监控系统硬件组成示意图如图1所示。该系统是以PLC作为远程控制终端，以工控PC机作为上位机的主从式一点对多点的远程无线监控网络，采用串行异步通讯协议。下位机PLC安装在各阀门站，根据上位机的指令或自身的控制程序控制阀门的开启或关闭，并配置各种传感器等辅助设备，组成数据采集和控制系统。上位机安装于油气调度控制，以半双工轮询方式同各阀门站PLC通讯，以此形成SA（数据采集与监控）系统。无线数传电台采用透明方式工作，只起作用，整个网络数据收发采用同一频率，通讯时，站点的识别是通过PLC的不同地址编号来实现的。
各阀门站采用PLC作为系统的基本RTU单元，完成各种测量和控制任务，主要由PLC本体、AD转换模块、传感器组与智能驱动装置四部分组成。
阀门电机主回路
为阀门电机主回路及PLC外部端子回路示意图。三相交流电动机M分别由交流接触器KMO和KMC的通断来驱动阀芯顺、逆时针转动实现阀门的开启或关闭。
PLC外部端子回路
系统选用三菱电机公司生产的FX2N-32MR作为RTU单元。智能驱动装置是引进美国Limitorque技术的SMC多回转型阀门电动装置，它可以单台控制，也可集中控制，可现场操作，也可远程控制，除能驱动阀门动作外同时还能将自身的状态以标准信号的方式送出供PLC进行状态检测。考虑阀门站兼有就地和远程两种控制方式，PLC共管理12路输入信号和8路输出信号。其输入输出信号及端子分配如表1所示。
A/D转换模块
A/D转换模块选用与PLC本体配套的FX2N-4AD，其有四路立的差分输入通道。每个通道可选择为电流型（±20mA）或电压型（±10VDC）信号输入。在每个阀门站管线或阀门的适当位置装上温度、压力和流量传感器，以采集油气管线的工作状态。参数信号经传感器变送后分别与FX2N-4AD各立通道相连，经AD转换后放到相应的数据寄存器中，供PLC程序定时读取。
数传电台选型与设置
计算机与PLC之间采用无线数传电台方式进行通讯，采用交错编码、收后重发技术，提高无线通讯的抗干扰能力，确保阀门站无线远程控制的运行。模块选用美国的MDS2710数字传输电台，它可为两点之间的提供全透明的半双工通讯连接。它一端与嵌入在PLC内的通讯FX2n-485-BD通过RS485接口方式相连，另一端则通过标准的RS232接口与监控服务器的串口连接，组成准双向的数据发送与接收无线通讯网络，网络的大节点数可达32个。
电台数据帧格式设置为7位数据位、1位停止位、偶校验的方式，传输速率为9600bit/s。电台发射功率为25W，采用收、发同频方式（235MHz），主站架设全向天线，阀门站架设定向八木式天线后，距离可达15Km以上，在地势平坦地区，通讯距离可达20Km。与之相适应PLC通讯格式特殊数据寄存器D8120设置为-8058，D8121寄存器用来设置各阀门站ID号。为了，除在天线安装了避雷针外，天线到电台之间的馈线也加装了避雷器
双色凹印机是用于对单张纸的凹印印刷，整个系统包括飞达、一色组、二色组、收纸等部分四个部分，其中主要包含:主传动、送纸、印刷、收纸、纸张检测、气路、油路、风机等控制线路组成。
主传动由一台35KW的变频器控制，提供整个机组印刷过程中的传动动力，其包括了飞达部分的送纸传动、印刷滚筒的转动、收纸机构。 送纸部分，主要有主副台板的控制，以及纸张的早到、晚到、跑偏、双张等检测功能。同时在部分还包括了纸张计数、生产产量的生产信息的监视功能。
印刷部分，主要包括了印版的上版、换版功能，以及有关的调版功能。同时还有其他的辅助功能，如墨量控制、匀墨控制、印刷控制等功能。 收纸部分，主要包括了收纸机构的自动速度跟踪控制，收纸主副台板的控制等功能。
在系统配置图中该系统使用了三菱的QPLC、四个CC-bbbb远程站、触摸屏、变频器等自动化产品。所有现场的信号，都通过CC-bbbb现场总线的方式输入主站中。
系统由于采用了CC-bbbb现场总线的方式，在布线时，所有的I/O点采用就近接入远程模块中，差错发生较少，也很容易进行查找。
在调试中碰到的大问题是触摸屏的级连问题，本系统中，在送纸、一色组、二色组都有F930触摸屏充当人机界面系统。在实际调试过程中，开始经常会碰到通讯通不上，经过仔细分析后，硬件上，除了全部采用屏蔽电缆外，RS232通讯时，尽量缩短电缆的长度，并且走线时，避开动力电缆；RS422通讯时，采用屏蔽双绞线的方式，并且并上匹配电阻。软件上，在触摸屏的设置上，让触摸屏按照通讯的先后顺序进行初始化。经过这两方面的处理后，问题得到了解决。
1.引言
PLC（Programmable Controller,可编程控制器）是专门为工业自动控制而设计的一种控制装置，在工业自动化领域中得到了广泛的运用，其特点是抗干扰能力强、性高、体积小、设计、使用和维护方便等.随着计算机技术、网络技术、通信技术的发展，自动化控制也逐步向智能化、网络化、远程化方向发展.为了适应市场的需要，PLC厂商都相继推出了具有网络通信能力的PLC及其相关产品。
SIEMENS s7—200系列PLC在各个行业中的运用均很普遍，而消防火灾报警及其处理系统对于发生火灾时人员生命和财产的具有十分重要的意义。但是目前国内利用PLC来实现消防报警及处理系统的控制还不十分广泛。本文结合实际，讨论了使用PLC来实现消防报警及处理系统的设计与应用。
主要组成部件有：1上水箱、2下水箱、3上水箱水位传感器、4下水箱水位传感器、5上水箱供水泵A、6上水箱供水泵B、7 下水箱供水阀、8声光报警器、9排烟风机、10烟感和温感传感器、11 喷淋泵、12 喷淋头。
本实例选用西门子公司的SIEMENS s7—200系列PLC，此系列的PLC具有结构紧凑、模块化、可扩展性强、指令集丰富等特点。所选用的CPU型号为CPU 224 可扩展7个模块，大达94DI/74DO,16AI/16AO（模拟量输入/模拟量输出）并且提供14个数字量输入和10个数字量输出。输入/输出接口电路均采用了光耦合电路，对外界接口具有很强的适应性。由于使用了电动调节阀，所以还扩展了一个EM 232模拟量输出模块。该模块具有2路模拟量输出，电流输出量程为0～20mA，电流全量程分辨率为11位，25°C时的精度为±0.25% ，稳定时间为2ms。可满足比较复杂的控制系统的要求。
2.系统所要实现的功能描述如下：
当系统上电后，烟感报警器或者温感报警器发出信号后，系统进入运行状态。
（1） plc控制打开喷淋泵，并计时10s。如果10s计时结束后，喷淋管道内没有水生（水流传感器的水流信号）。关闭喷淋泵，并打开喷淋泵的工作故障灯，等待工作人员检修。
（2） plc控制打开排烟风机，当高温传感器发出高温信号时，说明此时火灾建筑物内不可能存在人员幸存，如果保持排风机开启只能增加火力，因此需要关闭排烟风机。
（3）当上水箱处于低水位时说明需要进行，因此开启喷淋泵。喷淋泵的开启规则为：A，B泵交替开启。当上水箱达到高水位时关闭喷淋泵。其间打开A，B任何泵时都进行10s的计时，如果计时时间到，管仍没有水生（水流传感器的水流信号）时，说明水泵故障，此时打开A泵（或B泵）故障指示灯，并切换到B泵（A泵），同时进行计时，如果10s后无水流感应，再次打开本水泵的故障指示灯,切换到另外一个泵,如此循环。
（4）当下水箱水位为低时开启下水箱阀，同时计时10s。如果计时时间到，且下水箱水流指示无信号时开启下水箱阀故障指示。当下水箱水位为高时停止。
以上四步为并行。当上水箱和下水箱的水位均为满时按下复位按钮，系统回到初始状态。
3.PLC程序设计
程序采用梯形图的形式，它沿用了继电器的触点和线圈等符号，图形表示易于理解。控制过程如下：
I0.6开→Q0.6，Q0.7,Q1.0亮（10秒后）→Q1.0灭→Q1.1亮→Q0.6，Q0.7亮 若I0.4开→Q0.6亮→Q0.7亮→Q1.1亮。若I0.6,I0.1开→Q0.6亮→Q0.7亮→Q0.0亮（10秒后）→Q0.0灭→Q0.1亮→Q0.2亮（10秒后）→Q0.1灭→Q0.2灭→Q0.1亮→Q0.3亮（10秒后）→Q0.1灭→Q0.3灭（如此循环）。若I0.6,I0.3亮→Q0.6亮→Q0.7亮→Q0.4亮（10秒后）→Q0.6亮→Q0.7灭→Q0.5亮→Q0.4灭。若I0.6开→Q0.6亮→Q0.7亮→Q1.0亮，若I0.7开→Q0.7灭。
因为消防报警及处理系统关系着公司人员生命和财产的，所以该PLC控制系统采取了一系列的硬件和软件抗干扰措施。如：电源的抗干扰设计采用使用隔离变压器对于抑制电网中的干扰信号具有较好的效果。软件抗干扰方面采用数字滤波和软件容错技术等经济有效的方法，进一步提高了本系统的性。
4.结束语
本文作者点在于将PLC应用到消防报警及处理的控制系统中。本系统在某区级**公司进行了应用，了良好的实际效果，产生经济效益约80余万元，且性能良好。实践证明， 以PLC为构造消防报警及处理控制系统，是一种简单有效、廉的解决方案，具有较高的性、灵活性和经济适用性。
PLC已经被广泛用在工业控制生产过程中，大大的提高了工作效率和节省了资源，水泥生产是一个高质量的要求的企业，为了准确、、有效地监控生产过程，一般在窑尾、分解炉出口、预热器出口以及煤磨的电收尘出口和煤粉仓中安装在线气体分析仪系统。在分解炉出口和预热器出口采用了以小型可编程序控制器为基础的双探头自动取样分析系统。另一方面，在煤磨系统中小型可编程序控制器的应用还十分方便地实现了用一台分析仪对多个测量点CO浓度的交替监视。在此仅对小型可编程序控制器在线气体分析系统中的应用作一简要介绍，希望能对我国水泥行业在线气体分析仪的应用有所促进。
1. 双探头自动取样分析系统
双探头自动取样分析系如图1所示，两个取样探头由焊接在法兰上的不锈钢制成，末端装有粉末冶金的钢过滤器。探头和预处理单元(PCU)连接，PCU内有两个隔膜泵和常规冷凝器，并采用压缩空气来吹洗取样探头的钢过滤器。气体监测单元(GMU)进一步将样气冷却到环境温度以下5℃，排出冷凝液。送分析之前样气还要通过湿度监测。气路上有串接的三台(CO、O2、NO)或两台(CO、O2)分析仪，在分析仪之后设置有气流监测器。整个取样分析系统由可编程序控制器(PLC)控制自动进行。
图1 双探头自动取样分析系统模拟图
B1——冷凝液监测器(带滤纸过滤器)；B2——转子流量计；B3——压力测量开关；Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y12、Y13、Y14——电磁阀；Y10、Y11——隔膜泵；Y15——针阀；Y16——阀；E1、E3——气体冷却器；E2、E4——冷凝液收集装置
1.1 利用PLC控制在线分析系统的工作过程
图2展示了取样分析系统的工作过程。它主要是通过PLC使双探头系统按一定周期自动轮换工作，必要时，也可在某一时期内择探头1或探头2工作。这样既能实现自动连续取样分析，又能方便地对系统预处理单元进行维护保养和修理，而不影响生产操作。
图2 系统工作过程流程图
当选择双探头按一定周期自动轮换取样工作方式时，如果启动时系统无报警或预报警，程序将选择探头1所在的取样和预处理系统。通过电磁阀Y1、Y2吹洗探头1，反复数次。在Y2通电，电磁阀Y4断电的同时，电磁阀Y6也接通一段时间(约30秒)，以防止由于Y4泄漏导入的吹洗压缩空气的高压损坏分析系统的元器件，并排除冷凝液。随后，Y2、Y6断电，隔膜泵Y10和电磁阀Y4通电，并延时数秒，以通过三通电磁阀Y8排除由于吹洗探头1时引入的压缩空气，保证分析工作开始后，分析仪能及早真正反映气体特性的真实样气。延时结束后，程序再次判别系统有无故障或状态报警，如果没有，则电磁阀Y8通电，电磁阀Y9和隔膜泵Y11断电。从而探头1所在的取样和预处理系统投入工作，一个周期的分析过程开始。此周期结束，程序自动选择探头2所在的取样和预处理系统。从而探头2所在的取样和预处理系统投入工作，探头1所在的取样和预处理系统停止工作，新的一个周期的分析过程开始。如此周而复始，依次循环。
择单一探头的定周期分析过程，系统的投入步骤同上述，的区别仅在于此周期结束，则系统停止取样并进行报警，只有重新启动，系统才能再次投入工作。
如果在上述分析过程中，系统出现故障，PLC能随时报警，以便维护人员及时处理。
1.2 PLC简化了分析仪的性能测试
从系统性能测试流程框图(图3)可知，如果在分析过程中要测试分析仪的性能，即校验气体，其操作过程很简单，并且由于三台(CO、O2、NO)或两台(CO、O2)分析仪在气路上串接，可同时对其零位进行校正。校验开始时，依测试需要分别给电磁阀Y13或Y14通电，并且电磁阀Y12通电。此时，取样分析过程终止。只需按要求送入测试气体，启动测试过程，则一个周期的测试工作开始，此周期后，电磁阀Y12和Y13(或Y14)断电，测试结束。测试周期可依需要变，并且在测试周期中可随时停止测试转入分析过程。如果一个测试周期结束，测试尚未完成，只需重新启动测试，则测试工作可继续进行。
1.3 PLC提高了系统的状态监测功能
我们知道，系统中吹洗探头用压缩空气压力，样气湿度，样气流量以及分析环境温度等是关系到系统、设备能否工作，分析结果是否准确和关系到分析仪工作寿命的重要因素。因此，通过PLC实现了对系统的上述状态、参量和分析设备故障以及分析设备测试进行的自动报警和预报警(见图4)。所有报警和预报警均采用非电位式常闭触点输出。报警和预报警信号既通过现场模拟图上指示灯显示，又送入控制室主计算机系统，可通过CRT显示荧屏和警笛告知操作人员和维护人员。
1.4 系统的日常维护和使用效果
如上所述，由于采用了PLC控制；实现了取样系统双探头按一定周期自动轮换工作，同时也简化了分析仪的性能测试，提高了系统的状态监测功能，从而使系统的维护变得十分方便。为了保证取样分析系统的长期稳定运行，必要的日常维护工作主要有：
(1)每天一次检查取样气体流量。
(2)每周一次或根据需要校正分析仪。
(3)每月进行一次泄漏试验。
(4)停窑检修时，拆下取样探头，检查是否有污垢。如有必要，进行清洗。
由于采用压缩空气对取样探头轮换吹洗，有效地避免了探头过滤器的阻塞。自投产以来，没有因取样系统取样探头阻塞而影响分析系统的正常工作。在使用过程中出现的故障主要是由于泄漏而引起的样气流量不足。如图1所示，样气被冷却生成的冷凝水易造成电磁阀Y4、Y5以及Y6、Y7和Y8、Y9的锈蚀而引起气路阻塞或样气泄漏。上述故障终导致样气流量下降，当样气流量下降到分析仪正常分析所要求的小流量时(如30升/时)，带有电接点的转子流量计B2即发出警报，并中断分析操作。防止这一故障的有效方法是当发现某一通道样气流量明显下降时，及时清洗该通道的有关电磁阀。由于系统有两个取样通道，所以任一通道的维修都不影响系统的正常工作。
2 使用一台分析仪实现多测点监视
对煤磨电收尘出口和两个煤粉仓CO浓度的监视是由一台红外线气体分析仪来完成的，其取样系统流程如图5所示。来自三个测量点的气体经过相应的电磁阀(Y7、Y8或Y9)进入公共的样气处理系统，气泵M1是公用的。气体冷却器E1将样气降到环境温度以下5℃，冷凝水可通过冷凝水泵M2自动排放。为减少由于测量点的转换或分析仪的启动给系统带来的时滞，分析仪设置有旁路阀Y1。气泵M1后面安装有薄膜过滤器B1，以防止可能损坏分析仪的湿气或煤尘进入。采用阀Y5来调节和控制通过分析仪的样气流量。Y6是阀，当来自测量点的压力大于6860帕时，Y6就自动打开以保护分析仪不受损坏。
图5 一台分折仪实现多点监测的分析系统模拟图
B1.冷却液监测器(带滤纸过滤器)；B2.转子流量计；E1.冷却器；M1.抽气泵；M2.排水泵；Y1、Y2、Y3、Y4、Y7、Y8、Y9.电磁阀；Y5.针阀；Y6.阀
如上所述，系统中只有一台分析仪，测量点的监视是交替的。不受监视的测量点信号暂时中止，CO限报警不工作，但显示原有报警状态。系统的全部工作过程同样也是由FA—1系列可编程序控制器来控制的。由于本系统中样气的温度较低，粉尘浓度相对较小，因此自投产以来，还没有出现过因为取样系统的阻塞或样气的泄漏而影响气体分析仪正常工作的故障。
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