西门子PLC在工厂应用中常见问题分析赵东亮

西门子PLC在工厂应用中常见问题分析赵东亮

赵东亮雷秋红

(中国飞行试验研究院陕西西安710089)

摘要：西门子PLC控制网络建立在数字模拟通信、智能仪表技术、计算机自动化控制等多种技术的基础上，由这些技术发展演变而来，有着极强的抗干扰能力。随着社会经济的快速发展，社会各行业为了实现自身的进一步发展，西门子PLC控制网络的应用变得越来越广泛，提高了生产的安全性，降低了事故的发生概率。面对不同的需求，西门子PLC自动化的控制网络需要采取不同的配置策略，以便各行业能够充分利用。下面文章主要是在分析西门子PLC特点的基础上对西门子PLC的故障排除进行分析阐述。

关键词：西门子PLC；工厂发展；应用

在21世纪的今天，我们的生活发生了翻天覆地的变化，在社会不断发展的背景下，多数城市处理工作显得越来越重要，它所发挥出的价值就是为有限的资源利用提供保障。在科学技术飞速发展的今天，我们看到自动化程度的发展更加深入，特别是工厂来说处理系统的可靠性、产率及性能提升等都依赖于具体的自动化控制技术。处理的过程连续、批量且复杂，因此通过引入西门子S7-300PLC设备，更好地保证了系统的稳定，快速地启动系统节约了操作成本。

1在工厂中应用西门子PLC

1.1对闭环过程进行控制

在西门子的闭环过程中，主要是针对例如流量，温度和压力等元素一些变化的模拟量，再经过转化模拟量和数字量之间的过程，进行模拟量的处理使用CPU算法程序，进而实现闭环控制。一般过程中PID的方式要使用到，而在闭环控制中，主要是由比例和微、积分等形式组成。

1.2进行数据处理

西门子PLC技术在功能上，进行集成处理多种功能，实现更多的操作，例如函数运算，数据的传递，逻辑运算和一些查表排序等简单操作。在信息的采集方面利用输入模块进行，经过精确的软件分析，将控制过程自动化，在食品工业和冶金方向上广泛应用。

1.3开关量的逻辑控制

继电器和电路的控制方式在传统的逻辑控制当中，相对较为复杂，速度上比较缓慢，但是功能开关量的逻辑控制比较完善，数字量和顺序控制可以同时实现，在单台设备以及多级联合方向都能应用，其约束条件相对较少，在各个行业中应用比较广泛。

1.4进行通信联网

在现代的控制中，生产方式偏重于系统化，信息化设备和远程控制的手段已经成为了焦点，在西门子PLC中，可以实现多个设备联网对接，进行数据的远程传输，在系统控制中上升了新的台阶。

2西门子PLC控制系统故障分析及应对措施

2.1西门子PLC控制网络在钢铁企业中的配置策略及应用

钢铁企业日常的生产过程中，需要控制的对象很多，既有冷却床，又有切割机，还有推钢机以及其他设备等。由于涉及到的控制对象众多，这就不可避免地出现控制点结构复杂、信息量传输量庞大的情况。钢铁企业在详细了解控制设备及分布情况的基础上，应用西门子PLC控制网络，将控制系统划分为六6个PLC控制站，使得连接各站点之间的数据通信是连锁控制技术。需要注意的是，Profibus-DP网络在现场数据链路层存在两种混合方式和令牌总线方式两种不同介质存取方式，令牌总线方式可以通过令牌向主站传递数据信息，获得令牌的主站能够向从站发出信息或者索取信息，从站被动地作出响应向总站发送信息。鉴于这种情况的存在，数据自由、高效的传输几无实现的可能，通过对已经划分的六个控制站设置成主站，以此实现对整个控制系统内部数据的自由交换。

钢铁企业是以营利为目的的，因此钢铁企业在应用西门子PLC控制网络的实现对生产控制的时候，一定会考虑生产成本方面的问题，降低控制成本才能对其具有吸引力。同时，还需要考虑到应用的可靠性。所以，钢铁企业为六个主站选择了S7-300PLC用315-2DP型号的CPU。纵观整个控制网络系统，西门子PLC控制网络可以视为一个两极子网结构，处在底层的Profibus网络负责的是六个PLC主站以及远程从站的通讯服务，顶层的Profibus-DP子网负责的则是各个PLC主站之间及其与上位机之间的数据通讯。

2.2西门子S7-300PLC的生活污水处理厂自动控制

主要是由一个控制中心站、消毒渠控制站及3个PLC控制站完成自动控制系统的设计，在3个PLC控制站中，还有污泥脱水处理，生物处理和一级预处理这3个具体的过程。环形的光纤工业以太网就是一种系统通讯方式，具体的通讯速率为100/1000Mb/s。在污水处理的过程中，具体经过了提升水位、絮凝及澄清、消毒与加压等5个环节，保证了水质的及时优化。

1）分层结构

根据分布式系统结构可以将自动控制系统划分为主要的3层，即中央控制层、现场控制层及现场执行层，这样的分层模式能够体现出经济性特征，并且方便了维护的过程，符合可靠性要求。整个分层结构中，主要考虑到水处理的整个流程及具体的特点。

2）上位机分析

在生活污水处理厂自动控制系统中，上位机主要是起到监管的作用，其发挥出的实用价值是提供全方位的报警功能，如果出现了异常情况，报警器会在第一时间完成警示;还有远程维护与诊断功能，并且可以及时对下位机传输过来的工艺数据进行接收并实时显示，从而更好地做出数据统计与分析，也能打印报表并生成报表，同时也可浏览报表并修改报表，经过相关的操作，可以生成Excel格式的统计报表。在具体的工艺流程中，能够对运行的参数和相关的运行状况通过图表的形式反映出来，按照系统设计任务的功能划分，主要有报表统计功能、显示功能、数据管理及采集功能等。

3）监控系统

通过运用相关的编程软件，可以对系统程序加以设计，通过采用结构化、模块化的编程方式，可以实现有效监控。西门子S7-300PLC中的监控系统软件主要是采用了连续控制模块SFB41“CONT_C”。数据接受FC105功能模块，并将其转换为上限与下限之间的实型值，在可编程逻辑控制器上使用了连续控制器，经过持续地输入与输出，实现对工艺过程的控制。

综上所述，西门子PLC对于我国的各行各业都有着非常重要的作用。工作环境和一些干扰因素的存在会让系统发生一定的故障，对产品的质量和工厂的安全带来隐患，造成直接或间接的经济损失。所以，对西门子PLC的研究显得非常重要，在日后的工作中，一定要注意提升系统的稳定性，从而提升企业的经济效益，促进经济发展。

参考文献：

[1]刘界武.西门子PLC在化工行业的应用与发展[J].科技创新与应用，2016，(30):15.

[2]肖桃李.浅谈西门子PLC控制网络的配置策略与应用[J].内燃机与配件，2016，(10):105-106.

[3]张丽丽.西门子PLC控制系统在污水处理控制中的应用[J].世界有色金属，2015，(09):83-84.