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西门子6ES7216-2AD23-0XB8厂家质保
一、检查与维护
1.定期检查
plc是一种工业控制设备,尽管在性方面采取了许多措施,但工作环境对plc影响还是很大的。所以,通常每个半年时间应对plc做定期检查。如果plc的工作条件不符合表1规定的标准,就要做一些应急处理,以便使plc工作在滚规定的标准环境。
2.日常维护
plc除了锂电池和输出触点外,基本没有其它易损。由于存放用户程序的随机存储器(ram),计数器和具有保持功能的辅助继电器等均用锂电池保护,锂电池的寿命大约5年,当锂电池的电压逐渐降低达一定程度时,plc基本单元上电池电压跌落指示灯亮。提示用户注意,有锂电池所支持的程序还可保留一周左右,换电池,这是日常维护的主要内容。
调换锂电池步骤:
① 在拆装前,应先让plc通电15s以上(这样可使作为存储器备用的器充电,在锂电池断开后,该电容可队plc做短暂供电,以保护ram中的信息不丢失);
② 断开plc的交流电源
③ 打开基本单元的电池盖板
④ 取下旧电池,装上新电池
⑤ 盖上电池盖板
换电池时间要尽量短,一般不允许过3min。如果时间过长,ram中的程序将消失。
二、故障查找
plc有很强的自诊断能力,当plc自身故障或外围设备故障,都可用plc上具有的诊断指示功能的发光的亮灭来诊断。
可编程控制器的维护和故障诊断是每个从事plc应用的人都要面对的问题,欢迎大家对这一问题发表自己的见解。
下面以一种plc做为描述样板,其余各型plc大同小异,介绍plc的维护、诊断、换的方法。
维护概述
一般各型plc(以一种plc做为描述样板,其余各型plc大同小异)均设计成长期不间断的工作制。但是,偶然有的地方也需要对动作进行修改,找到这个场所并修改它们是很重要的。修改发生在plc以外的 动作需要许多时间。
查找故障的设备
plc的指示灯及机内设备,有益于对plc整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具,他能方便地插到plc上面。在编程器上可以观察整个控制系统的状态,当您去查找plc为的控制系统的故障时,作为一个习惯,您应带一个编程器或笔记本。
基本的查找故障顺序
提出下列问题,并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地换各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过换模块来完成。 除了一把螺丝和一个万用电表外,并不需要特殊的工具,不需要,精密电压表或特殊的测试程序。
1、pwr(电源)灯亮否?如果不亮,在采用交流电源的框架的电压输入端(98-162vac或195-252vac)检查电源电压;对于需要直流电压的框架, 测量+24vdc和0vdc端之间的直流电压,如果不是合适的ac或dc电源,则问题发生在plc之外。如ac或dc电源电压正常,但pwr灯不亮,检查保险丝, 如必要的话,就换cpu框架。
2、pwr(电源)灯亮否?如果亮,检查显示出错的代码,对照出错代码表的代码定义,做相应的修正。
3、run(运行)灯亮否?如果不亮,检查编程器是不是处于prg或load位置,或者是不是程序出错。如run灯不亮,而编程器并没插上,或者编程器处于run方式 且没有显示出错的代码,则需要换cpu模块。
4、batt(电池)灯亮否?如果亮,则需要换锂电池。由于batt灯只是报警信号,即使电池电压过低,程序也可能尚没改变。换电池以后, 检查程序或让plc试运行。如果程序已有错,在完成系统编程初始化后,将录在磁带上的程序重新装入plc。
5、在多框架系统中,如果cpu是工作的,可用run`继电器来检查其它几个电源的工作。如果run继电器未闭合(高阻态),按上面讲的步检查ac或dc电源如ac 或dc电源正常而继电器是断开的,则需要换框架。
一般查找故障步骤
其他步骤于用户的逻辑知识有关。下面的一些步骤,实际上只是较普通的,对于您遇到的特定的应用问题,尚修改或调整。查找故障的工具就是 您的感觉和经验。,插上编程器,并将开关打到run位置,然后按下列步骤进行。
1、如果plc停止在某些输出被激励的地方,一般是处于中间状态,则查找引起下一步操作发生的信号(输入,定时器,线川,鼓轮控制器等)。 编程器会显示那个信号的on/off状态。
2、如果输入信号,将编程器显示的状态与输入模块的led指示作比较,结果不一致,则换输入模块。入发现在扩展框架上有多个模块要换, 那么,在您换模块之前,应先检查i/o扩展电缆和它的连接情况。
3、如果输入状态与输入模块的led指示指示一致,就要比较一下发光二管与输入装置(按钮、限位开关等)的状态。入二者不同,测量一下输入 模块,如发现有问题,需要换i/o装置,现场接线或电源;否则,要换输入模块。
5、如信号是线川,没有输出或输出与线川的状态不同,就得用编程器检查输出的驱动逻辑,并检查程序清单。检查应按从有到左进行, 找出个不接通的触点,如没有通的那个是输入,就按二和三步检查该输入点,如是线川,就按四步和五步检查。要确认使主控继电器步影响逻辑操作。
6、如果信号是定时器,而且停在小于999.9的非零值上,则要换cpu模块。
7、如果该信号控制一个计数器,检查控制复位的逻辑,然后是计数器信号。按上述2到5部进行。
组件的换
下面是换系统的步骤
一、换框架
1、切断ac电源 ;如装有编程器,拔掉编程器 。
2、从框架右端的接线端板上,拔下塑料盖板,拆去电源接线。
3、拔掉所有的i/o模块。如果原先在安装时有多个工作回路的话,不要搞乱iu/o的接线,并记下每个模块在框架中的位置,以便重新插上时不至于搞错。
4、如果cpu框架,拔除cpu组件和模块。将它放在的地方,以便以后重新安装。
5、卸去底部的二个固定框架的螺丝,松开上部二个螺丝,但不用拆掉。
6、将框架向上推移一下,然后把框架向下拉出来放在旁边。
7、将新的框架 从部螺丝上套进去,
8、装上底部螺丝,将四个螺丝都拧紧。
9、插入i/o模块,注意位置要与拆下时一致。
如果模块插错位置,将会引起控制系统危险的或错误的操作,但不会损坏模块。
10、插入卸下的cpu和模块。
11、在框架右边的接线端上重新接好电源接线,再盖上电源接线端的塑料盖。
12、检查一下电源接线是否正确,然后再通上电源。仔细地检查整个控制系统的工作,确保所有的i/o模块位置正确,程序没有变化。
二、cpu模块的换
1、切断电源,如插有编程器的话,把编程器拔掉。
2、向中间挤压cpu模块面板的上下紧固扣,使它们脱出卡口。
3、把模快从槽中垂直拔出。
4、如果cpu上装着eprom存储器,把eprom拔下,装在新的cpu上。
5、将印刷线路板对准底部导槽。将新的cpu模块插入底部导槽。
6、轻微的晃动cpu模块,使cpu模块对准部导槽。
7、把cpu模块插进框架,直到二个弹性锁扣扣进卡口。
8、重新插上编程器,并通电。
9、在对系统编程初始化后,把录在磁带上的程序重新装入。检查一下整个系统的操作。
三、i/o模块的换
1、切断框架和i/o系统的电源。
2、卸下i/o模块接线端上塑料盖。拆下有故障模块的现场接线。
3、拆去i/o接线端的现场接线或卸下可拆卸式接线插座,这要视模块的类型而定。给每根线贴上标签或记下安装连线的标记,以便于将来重新连接。
4、向中间挤压i/o模块的上下弹性锁扣,使它们脱出卡口。
5、垂直向上拔出i/o模块。
1.使用前的检查
(l)检查接线(电源off)。电源端子接线错误、直流输入线与电源线短路,或输出线之a短路等均会严重损坏plc。在接通电源前先检查电源及接地的接线,以及输入/输出接线。
(2)程序及检查:电源0n,dvp-plc,stop。使用外围装置将程序写入主机之后,将写入程序读出、并使用程序检查功能(请参考hpp中文操作手册)来检查程序之回路与文法是否正确。
(3)运转与测试:电源on、plc-run。run输入端及com端导通的话,或将run开关拨至0n位置,处于运转模态,运转中可藉由hpp来变定时器(t)、计数器c,缓存器(d)之设定值及暂存值,并可强制输出接点作on/off动作。使用hpp可呼叫出各部之on/off动作及t、c、d之设定值与现在值。
(4)led指示灯检测异常。电源指示上power灯正常时主机通上电源时led亮绿灯,如果主机通上电源时指示灯不亮若拆掉+24v导线,指示灯会亮,表示plc的dc负载过大,这时请另行准备dc24v电源供应器。
(5)电池电压指示(batt、low灯):
·当电池电压不足时本指示灯亮,同时特殊补助继电器on o当此灯开始亮起,约一个月后程序(当使用ram时)自动消失,而靠电池作停电记忆之记忆区全部归0。
·当此灯亮时请交换新电池(建议五年换一次)。
·当主机盖拿下即可换电池。
·如果特殊补助继电器被驱动的话,即使电池电压已降低batt,vled仍不会点亮,但特殊补助继电器将被设定为on。
·.如果电池电压下降,则用来设定定时器、计数器或其它目的的资料缓存器内的资料将不。
? (6)程序错误指示(prog.e灯闪烁):
·定时器/计数器忘了设定而使用该号接点、程序回路不合理、电池不足、或是因外来之噪声干扰导致程序内容产生变化时,此点闪烁。此时,请检查程序是否正确,是否有较强之噪声干扰源存在,电池电压是否不足。
·当错误发生时可由hpp按[other]键两次,即可显现出侦错号码,另外亦可由d1004来显示值。侦错号码请参考功能说明。
·cpu错误指示:error灯亮。
· 当cpu因外来噪声或异物侵入而失控,或程序执行时间过0.1秒时,cpu,error将点亮。在plc电源0n状况下,插拔内存卡匣也会使cpu-led点亮。
·关掉电源一会儿再打开电源,然后再使plc运转。若此时plc可正常运转,请检查可能发生的噪声源,或plc内部有否异物侵入。
· plc接地线至少2平方 (awg14)尽量使接地线长度缩短,建议采用class接地(接地阻抗100?如果因接地不正确而使plc功能不正常请将接地线自端子拆除,此时需将主机与扩充机之接地端子连接在一起。
·当地线自plc拆除时,若错误指示由cpu-led变成prog.e时,请查看程序之执行周期时间是否过长(过100ms以上)?执行周期时间存放在资料缓存器d1012。
(7)输入信号显示:
·输入信号on/off状态由输入指示灯显示,也可由hpp或计算机联机画面叫出监控。
·当输入开关之on定格电流过大时,输入开关会发生接触不良的情况请注意。
·输入开关并接指示灯作输入显示时,请注意当开关off时,plc仍会因为并皆知指示灯之残余电流的关系,造成plc输入点无法off而形成误动作。
·凡是比程序执行时间短之外部输入点on/off,cpu无法有效的抓取。
·plc主机或i/0扩充机座上之dc24v电源供应端过负载或短路时,内部保护回路会自动的将电压降低而造成plc停机。此种情况下,请将24+之配线全部拿开再检查配线。
·千万不要在输入端外加电压,尤其是ac 110v/220v将造成输入回路烧毁。
·主机与i/o扩充机座之输入端子台是可自由插入/拔除的。
(8)输出信号显示。若输出负载未能依led状态的on/off动作可能原因有:
·输出接点因过载或短路造成接点损坏或不良。
·主机或扩充机端子台是可拆式,有可能接触不良,重新再锁紧。
·外加之电源线路有问题。
2.plc的日常维护检查
(1)锂电池寿命约5年,需换。
(2)输出接点电流较大或o n/off频繁者要注意接点寿命,检查换。
(3)plc使用于振动机械上时要注意端子的松动现象。
(4)注意plc的外围温度( o-55方)湿度(35-85%rh不结露)及粉尘。
(5)锂电池电压太低,面板上batt.low灯会亮,虽然程序尚可保持一月以上。
(6)换电池方法步骤:切电源、取下上盖板、拔下旧电池、30秒内插上新电池、固定新电池并盖好上盖板。
在ras server netbeui configuration对话框中选择需要的客户访问类型,然后返回。再为配置tcp/ip,在ras server tcp/ip configuration对话框中,在allow remote tcp/ip clients to access下,选择希望的方式。选择use static address pool,在begin和end域中输入从网络管理员那里申请的两个连续ip地址。begin地址被分配给服务器的调制解调器,end地址则分配给客户机。选择allow remote clients to request a predetermined ip address。然后点击ok返回。进行了这些配置之后需要重新启动计算机。之后还需要配置自动启动和允许用户从客户机拨号登录功能。
(2) 配置自动启动
远程访问服务的startup type在安装时被设为manual。需要将其改为automatic。那么打开control panel,双击services图标,在services对话框中双击remote access server,在它的对话框中选择startup type为automatic,点击ok返回即可。
(3) 给予客户拨入许可
从start菜单选择administrative tools,从中打开remote access admin程序,在该窗口中的users菜单上选择permissions。远程访问许可对话框就打开了。在对话框中确保所以需要作为客户拨入的用户都得到了拨入许可,就可返回。
3.2 客户机的设置(winoows nt)
对于运行winoows nt的客户(cimplicity hmi浏览站),需要安装远程访问服务之后再配置拨号网络。
(1) 安装远程访问服务
同样先打开control panel,双击network图标,在network对话框中选择services属性页。点击add,在select network service对话框中,从服务器列表选择remote access service然后点击ok,计算机就开始安装了。
安装完毕之后,remote access setup对话框会自动打开,选择configure,configure port usage对话框打开,在其中选择希望的调制解调器的端口用法,一般对于客户机而言,port usage的小选项是dial out only。设置好后返回。再选择network对其进行配置,在这里需要确保dial out protocols选择为netbeui和tcp/ip,然后依次返回。
(2) 安装完远程访问服务器后,还需要进一步配置拨号网络选项。先打开my computer,双击dial-up networking图标,为希望连接的远程访问服务器添加一个项,即可。
3.3 客户机的建立(winoows 95)
对于运行winoows 95的客户机(cimplicity hmi浏览站),要保证安装了netbeui和tcp/ip协议。步骤:打开control panel,双击network图标,选择protocols卡片,确保安装了这两个协议。然后配置拨号网络,步骤:打开control panel,双击add/remove programs图标,在add/remove programs properties对话框中选择winoows setup卡片,选择communications,选择details,在communications对话框中,选择dial-up networking,然后点击ok。在add/remove programs properties对话框中点击ok。计算机就开始安装拨号网络选项了。安装完毕后,再配置它的属性。先打开my computer,双击dial-up networking图标,为希望连接的远程访问服务器添加一个项。后配置网络属性,先打开control panel,双击network图标,在打开的network对话框中选择configuration卡片。选择tcp/ip->;dial-up adapter并显示其属性,然后做下列工作:
(1) 禁止dns configuration
(2) 让gateway保持空白
(3) 对于wins configuration,选择dhcp for wins resolution
(4) 选择obtain and ip address automatically
(5) 对于bindings,选择client for microsoft networks
(6) 对于advanced,选择none
再选择identification卡片,为计算机输入一个名字,点击ok关闭network对话框,保存所在的修改。
至此远程访问的客户就建立起来了。
3.4 配置hosts文件
由于ras连接不支持cimplicity hmi工程的广播方式,因此每台计算机(包括服务器和浏览站)的ip地址和结点名都配置到其它计算机的hosts文件中去。例如:在winoows nt环境下,可以在c:winnt35system32 driversetc下找到hosts.sam文件,在winoows95环境下,可以在c:winoows下找到hosts.sam文件,只需要将hosts文件放在和hosts.sam同样的目录下即可。
4 举例说明
本文采用以下配置作为示例:
服务器:名称为server61,并配有microsoft winoows v4.0,cimplicity hmi服务器软件,调制解调器,以太网ip地址为202.114.1.98,两个连续的ip地址-202.114.1.90和202.114.1.91-用于配置远程访问服务。



1.的硬件设计
plc硬件设计包括:plc及外围线路的设计、线路的设计和抗干扰措施的设计等。
选定plc的机型和分配i/o点后,硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设计,电气控制的选择和控制柜的设计。电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括plc的i/o接线和自动、手动部分的详细连接等。电器元件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、、保护电器、、指示灯、电磁阀等。
2. plc的软件设计
软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助程序的设计,小型开关量控制一般只有主程序。应根据总体要求和控制系统的具体情况,确定程序的基本结构,画出控制流程图或功能流程图,简单的可以用经验法设计,复杂的系统一般用顺序控制设计法设计。
3.软件硬件的调试
调试分模拟调试和联机调试。
软件设计好后一般先作模拟调试。模拟调试可以通过软件来代替plc硬件在计算机上调试程序。如果有plc的硬件,可以用小开关和按钮模拟plc的实际输入信号(如起动、停止信号)或反馈信号(如限位开关的接通或断开),再通过输出模块上各输出位对应的指示灯,观察输出信号是否满足设计的要求。需要模拟量信号i/o时,可用电位器和配合进行。在编程软件中可以用状态图或状态图表监视程序的运行或强制某些编程元件。
硬件部分的模拟调试主要是对控制柜或操作台的接线进行测试。可在操作台的接线端子上模拟plc外部的开关量输入信号,或操作按钮的指令开关,观察对应plc输入点的状态。用编程软件将输出点强制on/off,观察对应的控制柜内plc负载(指示灯、接触器等)的动作是否正常,或对应的接线端子上的输出信号的状态变化是否正确。
联机调试时,把编制好的程序下载到现场的plc中。调试时,主电路一定要断电,只对控制电路进行联机调试。通过现场的联机调试,还会发现新的问题或对某些控制功能的改进。
一、出发前的准备
从事的技术支持的人,如果是要到现场开始进行系统调试,无论是对oem客户,还是对一个过程控制的系统集成,都要在事先做好一些准备工作。就像一个“驴友”出行前,要换自己的服装尤其是鞋子,带好水、食品,还要准备在野外的一些用品,如果是的话,还要有帐篷、手电筒等一样,作为一个职业的plc技术支持工程师,也有不少的东西是要准备的。
要安排自己的行程计划和衣食住行。如果是需要住宿的话,那么如何定酒店(旅馆、),这里就不多说了。如果时间很长(如过一个月),为了省钱,就要考虑在当地租房子了,尤其是出发的是一个小组,而不是一个人的时候。衣食住行,这些问题与普通的旅行是一样的,虽然这些问题对你完成任务的影响力并不亚于你的水平。想象一下,你到了现场,因为食物中毒导致一个星期拉痢疾的情况会对工作造成什么样的影响,就知道该准备那些东西了。通常,有经验的自动化公司的行政部门会为工程师考虑好这些情况,但是,作为工程师自己一定要进行确认,看看是否所有的事情都已经安排好了。
安顿好了衣食住行的后,要准备自己的工具。作为plc的现场调试工程师,并不需要很多的调试工具。但是,一个螺丝、一台,还是的。另外,如果要与现场的仪表进行系统联调的时候,还要有一台信号发生器来模拟现场仪表的信号,以确定当发生问题时,现场的信号是完好的。还有,一台结实的手提,是你编程和调试的必需的工具。虽然这些工具你可以要求用户准备好,但是,作为一个职业的plc工程师,如果连这几样工具都没有,会被用户怀疑你的职业水平的。其它的一些,如果需要的话,你可以向公司或者客户提出来,让他们提前准备,比如,、稳压等等。毕竟这些不那么通用的仪器,通常是不可能随身携带或备用的。
有一些常被忽视的小东西,你准备了之后一定有用的。如,胶带、热缩套管、打火机(你吸烟的话自然会有,没有别人也会有),束线带、还有,如果现场接线已经完成了,要准备好一些与信号线相同的电缆,和一些固定基座的螺丝。你可能怀疑要这些做什么用,相信我,带上这些,虽然有些只值几分钱,但到了现场后,可能会节约你甚至几天的时间,尤其是你去的地方是在一个偏远的山区的时候。虽然在发货的时候厂家都有螺丝钉,但是到了现场什么都有可能发生,如果螺丝钉不够(而这是每次都必然发生的),会引起许多问题。
除了以上的东西,就是这次调试所要带的备品备件了。虽然现场的货物清单可能会已经考虑了备品备件的问题,但为了应付万一的情况,有些备件你还是自己要随身携带。是plc的基板(有的成为机架)、电源、cpu模块,因为这些是一台plc能够工作的基础,如果现场只有一套系统,那么这些模块就只有一个,如没有备分的话,一旦出现故障,你的所有的工作都停下来。因此带上一套。
其它的i/o模块和通讯模块,如果现场只有一个的,你都要考虑在多带一个。对于那些现场已经有两块以上的模块,你就不用考虑自己带了。
二、设计交底工作
如果系统设计不是你自己做的,那么在出发前,就要与系统的设计人员进行充分的沟通,对于不清楚和不明白的地方,一定要弄清楚,确保自己清晰地理解了要完成的工作目标,和设计者的意图。不要轻易否定设计者的方案,也不要轻易地说别人那里设计得不行。
但是,因为你是从事现场的工程师,因此,也不于设计者。你可以提出自己的建议。比如,plc的机架和cpu模块和i/o模块的搭配原则,可能有时候,*****不知道你所用的plc的机架有4槽、6槽和8槽,甚至12槽的,因此,也许全部都选了8槽的,而导致了几个槽的空缺,你可以建议它修改为4槽或6槽的。
方案设计中,容易出问题的地方是通讯,现场调试麻烦的地方也是通讯,所以对于通讯的部分,你清晰了解系统的框架结构,并且对需要进行通讯的东西在出发前就要全部进行一遍调试,而且要确认其中的所有需要通讯的模块是可以通讯的。比如,操作台电脑、、plc、、其它的plc、一些智能仪表和仪器,如果这些东西需要通讯的话,你要确认它们相互之间是可以通讯的,如果你不确认的话,就要与厂家联络,并亲自再试一次。如果plc的节点数较多,要考虑距离和厂家cpu的限制。
如果系统较大,远程单元、本地机架数量、每个机架的模块数量的限制,并非出于系统功能和技术上的限制,而是由于使用规范性的限制。在系统硬件组态时,要考虑这些模块的搭配作用。
对于电源模块的配置,一个的工程师应该能够做出比较合理的搭配。例如,电源模块通常有5a和10a的分别,如果模块较少,可以选用功率小的电源模块,如果模块较多,则应该选用大功率的电源模块。而一般,如果现场仪表需要plc也供应24v直流电源而不是采用外部电源供电(如rtu)的情景,通常cpu所在的机架上选用大功率的电源比较合理。
此外,在i/o模块的安装时,根据不同的系统,通常同型号的模块放置在一起。但是,如果对于输出模块与输入模块形成回路的,则可以将一个回路的参量所涉及的模块放置在一个机架上(或一个cpu所控制的机架上)比较合理。有的*****在设计的时候不会考虑这一点,你可以调整过来。
在选型的时候,因为各种plc都有大型、中型、小型的分别,这些分别主要是由cpu模块的性能不同造成的。在实际上,并非一定大型的功能就是合适的。除了价格方面的考量之外,主要是,如果控制点数不多,小型的cpu模块可以胜任,则小型的cpu反而比大型的cpu模块工作还要一些。因为,小型的cpu所涉及的资源少,而大型cpu的资源多,在程序执行中,为处理那些程序不需用到的资源时,也要分配时间去处理,这样不仅造成资源的浪费,可能在程序处理上不及小型cpu可以单纯和稳定地工作。
在设计交底的过程中要指出的是,对于设计中的任何变,你只能提建议,而不是擅自做修改。因为,你的职责是按照设计施工,而不是设计,因此,对于任何你发现的不合理的东西,你可以提出意见,但要等到设计变确认书下到你手里后,你才能按照变后的设计工作,尽管这个变可能是你的意见。还有,即使初的设计也是你做的,你在变后,也要通知客户,并客户的书面同意。
三、装机步骤
到了现场后,进行系统安装前,需要考虑安装环境是否满足plc的使用环境要求,这一点可以参考各类产品的使用手册。但无论什么plc,不都能装设在下列场所:含有腐蚀性气体之场所,阳光直接照射到的地方,温度上下值在短时间内变化急遽的地方,油、水、化学物质容易侵入的地方,有大量灰尘的地方,振动大且会造成安装件移位的地方。
如果要在上面的环境使用,则要为plc制作合适的控制箱,采用规范和必要的防护措施。如果需要在野外低温度下使用,可以使用有加热功能的控制箱。如何做这些防护箱或控制箱,各制造商和和资格的系统集成商将会为客户提供相应的供应和设计。
在使用控制箱时,在控制箱内openplc安装的位置要注意如下事项:控制箱内空气流通是否顺畅(各装置间须保持适当的距离),变压器、马达控制器、变频器等是否与plc保持适当距离,动力线与信号控制线是否分离配置,组件装设之位置是否利于日后之检修,是否需预留空间,供日后系统扩充使用。
除了上述注意事项之外,还有其它注意事项要留意。
比较重要的是静电的隔离。静电是无形的,但可能因为不会对人造成生命危险,所以许多人常常忽视它。在中国的北方、干燥的场所,人体身上的静电都是造成静电损坏组件的因素。虽然你被静电打到的话,只不过是轻微的酥麻,但这对plc和其它任何电子器件就足以致命了。
要避免静电的冲击有下列三种方式:在进行维修或换组件时,请先碰触接地的金属,以去除身上的静电;不要碰触电路板上的接头或是ic接脚;电子组件不使用时,请用有隔离静电的包装物,将组件放置在里面。想象plc里的是一个娇嫩的婴儿,而那些静电会导致这个婴儿死亡,你就会容易以正确的态度对待这个问题了。
基座安装(rack)时,在决定控制箱内各种控制组件及线槽位置后,要依照图纸所示尺寸,标定孔位,钻孔后将固定螺丝旋紧到基座牢固为止。在装上电源供应模块前,同时注意电源线上的接地端有无与金属机壳连结,若无则须接上。接地不好的话,会导致一系列的问题,静电、浪涌、外干扰,等等。由于不接地,往往plc也能够工作,因此,不少经验不足的工程师就误以为接地不那么重要了。这就像登山的时候,没有系上保护缆绳一样,虽然你正常前进的时候,保护缆绳没有任何作用,但一旦你失足的时候,没有那根绳子,你的生命就完结了。plc的接地,就相当于给plc系上保护缆绳。
在i/o模块安装时,须注意如下事项:i/o模块插入机架上的槽位前,要先确认模块是否为自己所预先设计的模块;i/o模块在插入机架上的导槽时,务必插到底,以确保各接触点是紧密结合的;模块固定螺丝务必锁紧;接线端子排插入后,其上下螺丝旋紧。由于现场的变压器、电机等影响,多少会有振动,如果这些螺丝钉松动了,会导致模块从机架中松开。
四、硬件模块的组态和确认
对于各种plc的现场硬件组态和软件调试,通常有经验的工程师应该先花一些时间对自己的现场工作进行一个简单的规划,通常应当采取如下的步骤:
(1)系统的规划
,深入了解系统所需求的功能,并调查可能的控制方法,同时与用户或设计院共同探讨之操作程序,根据所归纳之结论来拟定系统规划,决定所采行的plc系统架构、所需之i/o点数与i/o模块型式。
(2)i/o模块选择与地址设定
当i/o模块选妥后,依据所规划之i/o点使用情形,由plc的cpu系统自动设定i/o地址,或由使用者自定i/o模块的地址。
(3)梯形图程序的编写与系统配线
在确定好实际的i/o地址之后,依据系统需求的功能,开始着手梯形图程序的编写。同时,i/o之地址已设定妥当,故系统之配线亦可着手进行。
(4)梯形图程序的与修改
在梯形图程序撰写完成后,将程序写入plc,便可在pc与openplc系统做在线连接,以执行在线作业。倘若程序执行功能有误,则进行除错,并修改梯形图程序。
(5)系统试车与实际运转
在线上程序作业下,若梯形图程序执行功能正确无误,且系统配线亦完成后,便可使系统纳入实际运转,项目计划亦告完成。
(6)程序注释和归档
为确保日后维修的便利,要将试车无误可供实际运转的梯形图程序做批注,并加以整理归档,方能缩短日后维修与查阅程序之时间。这是职业工程师的良好习惯,无论对今后自己进行维护,或者移交用户,这都会带来大的便利,而且是你的职业水准的一个体现。
以上工作中,复杂的系统规划可能需要几天甚至长的时间,但一个简单的系统规划在一个具有良好的职业习惯的编程工程师手中,可能只需要几个小时。
这里要强调一个问题,是十分简单但却几乎每个项目都会发生的,那就是对plc的接线。这往往是经验不足的工程师常常忽略的一个问题。其实,现场调试大部分的问题和工作量都是在接线方面。有经验的工程师应当检查现场的接线。通常,如果现场接线是由用户或者其它的施工人员完成的,则通过看其接线图和接线的外观,就可以对接线的质量有个大致的判断。然后要对所有的接线进行一次完整而认真的检查。现场由于接线错误而导致plc被烧坏的情况屡次发生,在进行真正的调试之前,一定要认真地检查。即便接线不是你的工作,检查接线也是你的义务和责任,而且,可以省去你后面大量的时间。
五、通讯的设置
现在的plc大多数需要与进行连接,而下面也常常有变频器需要进行通讯,而在需要多个cpu模块的系统中,可能不同的cpu所接的i/o模块的参量有需要协同处理的地方,或者,即使不需要协同控制,可能也要送到某一个控制室进行集中显示或保存数据。即便只有一个cpu模块,如果有远程单元的话,就牵涉到本地cpu模块与远程单元模块的通讯。此外,即使只有本地单元,cpu模块也需要通过通讯口与编程器进行通讯。因此,plc的通讯是十分重要的。而且,由于涉及到不同厂家的产品,通讯往往是令人的问题。
plc的通讯有rs232、rs485、以太网等几种方式。通讯协议有modbus、profibus、lonworks、devicenet等等,通常以modbus协议使用得为广泛,而其它的协议则与产品的有关。今后,应该是协议会越来越普遍。
plc与编程器或手提电脑的通讯大部分采用rs232协议的串口通讯。用户在进行程序下载和诊断时都是这种方式,但是,这种通讯的方式绝不于此。在大量的机械设备控制系统中,plc都是采用这种方式与人机界面进行通讯的。人机界面通常也是采用串口,协议则以modbus为主,或者是专门的通讯协议。而界面方面则由的厂家提供软件来进行设计。
现在的panelpc也有采用这种方式来进行通讯的,在panelpc上运行一些组态软件,通过串口来存取openplc的数据,由于panelpc的逐渐轻型化和价格的下降,这种方式也越来越多地被使用。
在需要对多台plc进行联网的时候,如果plc的数量不是很多(15个节点以内)、量不大的系统,常采用的方式是通过rs485所组成的一个简单串行通讯口连接的通讯网络。由于这种通讯方式编程简单,程序运行,结构也比较合理,因此很受离散制造行业的工厂工程师的欢迎。在总的i/o点数不过上10000个,开关量i/o点占80%以上的系统,都可以采用这种通讯方式能够稳定而地运行。
如果对通讯速度要求较高的场合,可以采用点到点的以太网通讯方式。使用控制器的点到点通讯指令,通过标准的以太网口,用户可以在控制器之间或者扩展控制器的存储器之间进行数据交换。这plc较为广泛使用的一种多cpu模块的通讯方式,与串口的rs485所构成的点对点网络相比,由于以太网的速度大大加快,加上同样具有连接简单,编程方便的优势,方便的是,与上位机可以直接通过以太网进行通讯,因此很受用户的欢迎。甚至,在一些单台plc和一台panelpc构成的人机界面的系统中,由于panelpc中通常有内置的以太网口,也有用户采用这种通讯方式。目前,openplc对一些scada系统和连续流程行业的远程监控系统和控制系统,基本上采用这样的方式。
还有一种分布式网络在大型plc系统中是为广泛考虑的结构。通过使用人机界面(hmi)和dde器均可获得对象控制器的数据,同时可以通过internet远程获得该控制器的数据。各个cpu立运行,通过以太网结构采用c/s方式进行数据的存取。数据的采集和控制功能的实现都在openplc的cpu模块中实现,而数据的保存则在上位机的*****器中完成。数据的显示和打印等则通过hmi界面和组态软件来实现。
六、软件调试
plc的内部固化了一套系统软件,使得你开始能够进行初始化工作和对硬件的组态。plc的启动设置、、中断设置、通讯设置、i/o模块地址识别都是在plc的系统软件中进行的。
每种plc都有各自的编程软件作为应用程序的编程工具,常用的编程语言是梯形图语言,也有st、il和其它的语言。如何使用编程语言进行编程,这里就不细述了。
但是,用一种编程语言编出十分优化的程序,则是工程师编程水平的体现。每一种plc的编程语言都有自己的特色,指令的设计与编排思路都不一样。如果对一种plc的指令十分熟悉,就可以编出十分简洁、优美、流畅的程序。例如,对于同样的一款plc的同样一个程序的设计,如果编程工程师对指令不熟悉,编程技巧也差的话,需要1000条语句;但一个编程技巧高的工程师,可能只需要200条语句就可以实现同样的功能。程序的简洁不仅可以节约内存,出错的概率也会小很多,程序的执行速度也快很多,而且,今后对程序进行修改和升级也容易很多。
所以,虽然说所有的plc的梯形图逻辑都大同小异,一个工程师只要熟悉了一种plc的编程,再学习二个的plc就可以很快上手。但是,工程师在使用一个新的plc的时候,还是应该仔细将新的plc的编程手册认真看一遍,看看指令的特别之处,尤其是自己可能要用到的指令,并考虑如何利用这些特别的方式来优化自己的程序。
各个plc的编程语言的指令设计、界面设计都不一样,不存在孰优孰劣的问题,主要是风格不同。我们不能武断地说的编程语言不如西门子的step7,也不能说step7比rockwell的rslogix要好,所谓的好与不好,大部分是工程师形成的编程习惯与编程语言的设计风格是否适用的问题。
现场常常需要对已经编好的程序进行修改。修改的原因可能是用户的需求变了,可能是发现了原来编程时的错误,或者是plc运行时发生了电源中断,有些状态数据会丢失,如非保持的定时器会复位,输入映射区会刷新,输出映射区可能会清零,但状态文件的所有组态数据和偶然的事件如计数器的累计值会被保存。
工程师在这个时候可能会需要对plc进行编程,使某些内存可以恢复到缺省的状态。在程序不需要修改的时候,可以设计应用默认途径来重新启动,或者利用扫描位的功能。
所有的智能i/o模块,包括模拟量i/o模块,在进入编程模式后或者电源中断后,都会丢失其组态数据,用户程序确认每次重新进入运行模式时,组态数据能够被重新写入智能i/o模块。
在现场修改已经运行时常被忽略的一个问题是,工程师忘记将plc切换到编程模式,虽然这个错误不难发现,但工程师在疏忽时,往往会误以为plc发生了故障,因此耽误了许多时间。
另外,在plc进行程序下载时,许多plc是不允许进行电源中断的,因为这时,旧的程序已经部分被改写,但新的程序又没有写完,因此,如果电源中断,会造成plc无法运行,这时,可能需要对plc的底层软件进行重新装入,而许多厂家是不允许在现场进行这个操作的。大部分新的plc已经将用户程序与plc的系统程序分开了,可以避免这个问题。
七、结语
现场工程师的工作是十分重要的。要想成为一个的现场工程师,要对现场的工作有热情甚至,然后要有严谨和耐心的态度。现场的工作环境不像在自己的公司里那么舒适,常常是又脏又乱的,而且由于有工期和时间的限制,压力也很大。而且,要面对用户和其它(如电气、仪表、工艺、管线施工等)的现场人员的要求和指责,需要有协调和灵活变通的能力。另外,现场工程师与研发工程师在工作中有一个很大的不同点在于,在现场,你的重要的任务是保证系统能够按时正常运行。如果一个方案暂时走不通,要立即考虑二甚至三方案,哪怕是先将就一下,也要使系统能够先正常工作起来。而研发工作是不能变通的,你要实现这个功能,用这个办法,其它方法虽然可以实现,但你是不能使用的。许多现场工程师由于不了解这个差别,常常在现场钻入牛角尖,一条路走到死,结果导致了现场调试工作的延误。这也是为什么一个的研发工程师往往并不是一个好的现场工程师的原因。现场的工程师有开放的头脑和灵活的心态,当然这是建立在严谨的工作态度的基础之上的。
此外,尽管现场工作压力十分,但要注意劳逸结合。有时候,三天三夜不离开现场似乎是必要的。但对于一个编程和调试工程师来说,可能回去睡它一个好觉,工作一定会完成得快。如果在现场的调试时间很长,则抽出一两天放松一下,也是十分必要的。有时候,游山玩水也是工作。
另外,一个的现场工程师,主要依靠的是工作经验的积累,与个人的天分关系不大,只要勤恳,并做过足够多的项目,那么绝大多数人都是可以成为一个的现场工程师的。所需要的时间?可能是三年五年,也可能是半年一年。