PLC在工厂电气控制中的核心定位
PLC 这种名叫可编程逻辑控制器的设备, 它是工厂里电气操作系统的核心执行部分, 主要负责进行逻辑上的判断处理、时间的顺序控制、各种连锁保护动作, 还有收集数据信息的工作, 跟那种用继电器来控制的方法相比, PLC 是用软件去代替硬连线的这种操作方式, 这样就能够实现快速改变形式的目的, 也可以进行远程方面的监控, 还能自己检查出故障所在, 现在它已经是离散制造行业和流程工业里面电气控制方面标准的那种配置了。
PLC基本构成
这是一个完整的PLC系统, 这个系统包含了下面的这些模块。
CPU模块负责执行用户程序, 同时进行逻辑运算, 并处理数据。
I/O模块这个东西, 它就是数字量的输入和输出的意思, 还有模拟量的输入和输出, 这两个组合在一起, 就是plc和现场设备进行交流的时候用的那个接口, 也就是所谓的交互的接口。
电源模块：为CPU及I/O供电工厂电气控制及plc技术，通常支持AC 220V或DC 24V；
通信模块是可以支持以太网的, 它也可以支持PROFIBUS，还支持Modbus等等这些协议。这样的话, 就能够实现和HMI之间的数据互通, 也实现了和SCS上位系统之间的数据互通, 同时也实现了和MES之间的数据互通。
编程器或编程软件: 这是用来往里面下载程序, 还有在线搞调试和监控的。
工厂典型应用场景
选型核心要点
1. I/O点数: 统计现场开关量与模拟量的总数, 预留百分之十五到百分之二十的扩展余量。
2. 通信需求: 用户需要去确认, 是不是得把系统接进MES或者SCADA里面去, 这个动作会直接决定, 设备的接口到底要不要选择以太网这一种, 或者是工业总线那一种。
3. 安全等级: 在涉及人身安全的回路中, 需要去选择带有安全功能的那一种PLC, 它的安全概率必须是小于等于每十的负六次方这一数值。
4. 在高温、粉尘以及振动这些工况条件下, 你需要去选择那些具备IP67或者比IP67还要高的防护等级的机器型号。
5. 品牌生态: 我们应当去优先做那些选择, 也就是去挑选和现在手里的变频器、传感器、HMI处于同一个生态系统里的品牌, 这样可以把接线时候的成本, 还有调试时候产生的成本给降低下去。
编程与调试流程
编程语言方面, 如果进行逻辑控制, 可以选择梯形图也就是LAD这种方式；如果是处理那些复杂的算法, 例如涉及到PID控制器或者运动插补的时候, 就更适合使用SCL或者是STL。
调试的步骤是这样的, 首先是离线仿真, 然后是现场I/O点进行检查, 接着进行单回路测试, 再多回路联锁验证, 最后是试运行, 时间要求不少于48小时。
调试工具: 各品牌配套的编程软件, 例如TIA Portal、GX Works以及CX-P等, 支持进行在线监视与强制操作。
高频故障与排查
I/O无响应: 需要查看24V电源电压是否正常, 检查端子有没有松动, 还有看模块故障指示灯的情况。
发现通信中断这个状况, 要去仔细检查网线还有光纤线有没有问题, 也要去看交换机的端口是否正常, 还要核对IP地址的设置对不对, 另外还得确认Modbus从站的地址配置是否正确。
如果是程序跑飞/复位的情况, 就要核对一下扫描周期是否超出了设定值, 并且检查看看是不是存在死循环或者是未初始化的变量。
误动作: 这里要重点关注, 也就是要认真仔细地检查, 看安全回路里的继电器是不是正常, 还有急停回路那里的接线有没有出问题, 以及屏蔽接地这一部分是不是做得到位。
学习资料与工具
工厂电气控制及PLC技术的工程手册、选型计算表、典型梯形图案例灵音心图，可在中国电气技术网（m.lingheal.com）的PLC专区查阅下载，涵盖主流品牌官方文档与实操视频工厂电气控制及plc技术，适合技术人员快速定位参数与接线方案。
小结
工厂的电气控制以及PLC技术的核心的重点, 其实就在于选对具体的型号, 把逻辑写得清清楚楚, 留下足够的冗余空间, 并且把防护措施做得到位, 只有掌握了上述的那些关于选型和调试的要领之后, 再配合着现场的反反复复的进行验证工作, 这样就可以把控制系统的故障率还有停机的时间, 降低到最低的水平了。
