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PLC現場工程師工作指南[轉]

來源: 瀏覽次數:2501 發布時間:2020-06-15

在我(wo)(wo)從事自(zi)動化的(de)職(zhi)業生涯近二十年的(de)時(shi)間里,我(wo)(wo)發現(xian)現(xian)場調(diao)試的(de)工程師的(de)能力和工作水平(ping)的(de)高低(di),對于一(yi)個項(xiang)目的(de)成敗是最關(guan)鍵的(de)因(yin)素。但許(xu)多(duo)工程師在趕(gan)赴現(xian)場執行任(ren)務(wu)前,缺(que)乏(fa)必要(yao)的(de)心理準備(bei)和技術準備(bei),因(yin)此,到現(xian)場后(hou)根本無法發揮自(zi)己的(de)能力。因(yin)此,在這里把(ba)自(zi)己的(de)一(yi)些體會寫出來(lai),希望能夠(gou)對所有的(de)技術工程師有一(yi)些啟發。

一、出發前的準備

  從事(shi)PLC的(de)(de)技術支(zhi)持的(de)(de)人(ren),如果(guo)是(shi)要(yao)(yao)到(dao)現場開始進行系統調(diao)試,無(wu)論是(shi)對OEM客戶,還是(shi)對一(yi)個過(guo)程(cheng)控制的(de)(de)系統集成,都要(yao)(yao)在(zai)事(shi)先(xian)做好(hao)一(yi)些準(zhun)備(bei)(bei)工(gong)作(zuo)(zuo)。就像一(yi)個“驢友”出行前(qian),要(yao)(yao)更換自己的(de)(de)服裝尤其是(shi)鞋(xie)子,帶好(hao)水(shui)、食品(pin)(pin),還要(yao)(yao)準(zhun)備(bei)(bei)在(zai)野外的(de)(de)一(yi)些防身用品(pin)(pin),如果(guo)是(shi)過(guo)夜的(de)(de)話(hua),還要(yao)(yao)有帳篷、手(shou)電筒等(deng)一(yi)樣,作(zuo)(zuo)為一(yi)個職業(ye)的(de)(de)PLC技術支(zhi)持工(gong)程(cheng)師,也有不少(shao)的(de)(de)東西是(shi)要(yao)(yao)準(zhun)備(bei)(bei)的(de)(de)。

  首先要安排自己的行程計劃(hua)和衣食住行。如果是需要住宿的話,那么如何定機票、酒店(旅館、招待所),這里就不多說了。如果時間很長(如超過一個月),為了省錢,就要考慮在當地租房子了,尤其是出發的是一個小組,而不是一個人的時候。衣食住行,這些問題與普通的旅行是一樣的,雖然這些問題對你完成任務的影響力并不亞于你的專業水平。想象一下,你到了現場,因為食物中毒導致一個星期拉痢疾的情況會對工作造成什么樣的影響,就知道該準備那些東西了。通常,有經驗的自動化公司的行政部門會為工程師考慮好這些情況,但是,作為工程師自己一定要進行確認,看看是否所有的事情都已經安排好了。

  安頓好了衣食住行的后,要準備自己的工具。作為PLC的現場調試工程師,并不需要很多的調試工具。但是,一個螺絲刀、一臺萬用表,還是必備的。另外,如果要與現場的儀表傳感器進行系統聯調的時候,還要有一臺信號發生器來模擬現場儀表的信號,以確定當發生問題時,現場的信號是完好的。還有,一臺結實的手提電腦,是你編程和調試的必需的工具。雖然這些工具你可以要求用戶準備好,但是,作為一個職業的PLC工程師,如果連這幾樣工具都沒有,會被用戶懷疑你的職業水平的。其它的一些儀器儀表,如果需要的話,你可以向公司或者客戶提出來,讓他們提前準備,比如,示波器、穩壓電源等等。畢竟這些不那么通用的儀器,通常是不可能隨身攜帶或備用的。

  有一些常被忽視(shi)的小東(dong)西,你準備了之后一定有用的。如,電氣膠帶、熱縮套管、打火機(你吸煙的話自然會有,沒有別人也會有),束線帶、還有,如果現場接線已經完成了,要準備好一些與信號線相同的電纜,和一些固定基座的螺絲。你可能懷疑要這些做什么用,相信我,帶上這些,雖然有些只值幾分錢,但到了現場后,可能會節約你一天甚至幾天的時間,尤其是你去的地方是在一個偏遠的山區的時候。雖然在發貨的時候廠家都有螺絲釘,但是到了現場什么都有可能發生,如果螺絲釘不夠(而這是每次都必然發生的),會引起許多問題。

  除了以上的東西,就是這次調試所要帶的備品備件了。雖然現場的貨物清單可能會已經考慮了備品備件的問題,但為了應付萬一的情況,有些備件你最好還是自己要隨身攜帶。首先是PLC的基板(有的成為機架)、電源、CPU模塊,因為這些是一臺PLC能夠工作的基礎,如果現場只有一套系統,那么這些模塊就只有一個,假如沒有備分的話,一旦出現故障,你的所有的工作都必須停下來。因此最好帶上一套。

  其它的I/O模塊和通訊模塊,如果現場只有一個的,你都要考慮在多帶一個。對于那些現場已經有兩塊以上的模塊,你就不用考慮自己帶了。

二(er)、設計(ji)交底工作(zuo)

  如果系統設計(ji)不(bu)是你自己做的(de)(de),那(nei)么在(zai)出發前,就要(yao)與(yu)系統的(de)(de)設計(ji)人(ren)員進(jin)行(xing)充分的(de)(de)溝通,對(dui)于不(bu)清楚和不(bu)明白的(de)(de)地(di)方(fang)(fang),一定要(yao)弄清楚,確保自己清晰(xi)地(di)理解了要(yao)完成的(de)(de)工作目(mu)標(biao),和設計(ji)者(zhe)(zhe)的(de)(de)意圖(tu)。不(bu)要(yao)輕易(yi)否定設計(ji)者(zhe)(zhe)的(de)(de)方(fang)(fang)案,也不(bu)要(yao)輕易(yi)地(di)說別(bie)人(ren)那(nei)里設計(ji)得不(bu)行(xing)。

  但是(shi),因為你是(shi)從事現(xian)場(chang)的(de)工(gong)程師,因此,也不必過于迷信設計(ji)者。你可以提出自己的(de)建(jian)議。比(bi)如,PLC的(de)機架和CPU模(mo)塊和I/O模(mo)塊的(de)搭(da)配原則,可能有時候,設計(ji)師不知(zhi)道你所(suo)用的(de) PLC的(de)機架有4槽(cao)、6槽(cao)和8槽(cao),甚(shen)至12槽(cao)的(de),因此,也許全部(bu)都(dou)選了(le)8槽(cao)的(de),而(er)導致了(le)幾(ji)個(ge)槽(cao)的(de)空缺,你可以建(jian)議它(ta)修改為4槽(cao)或6槽(cao)的(de)。

  方案設計中,最容易出問題的地方是通訊,現場調試最麻煩的地方也是通訊,所以對于通訊的部分,你必須清晰了解系統的框架結構,并且對需要進行通訊的東西在出發前就要全部進行一遍調試,而且要確認其中的所有需要通訊的模塊是可以通訊的。比如,操作臺電腦(nao)、觸摸屏、PLC、變頻器(qi)、其(qi)它(ta)的PLC、一(yi)些(xie)智(zhi)能儀表(biao)和(he)儀器(qi),如果這些(xie)東西需要通(tong)訊的話(hua),你(ni)必須(xu)要確認它(ta)們相(xiang)互之間是(shi)可(ke)以(yi)通(tong)訊的,如果你(ni)不(bu)確認的話(hua),就要與廠家聯絡,并親自再試一(yi)次。如果PLC的節點數較多,要考慮距離和廠家CPU的限制。

  如果系統較大,遠程單元、本地(di)機(ji)架數量、每個機(ji)架的模塊數量的限(xian)制,并非出于系統功能和技術上的限制,而是由于使用規范性的限制。在系統硬件組態時,要考慮這些模塊的搭配作用。

  對于電源模塊的配置,一個資深的工程師應該能夠做出比較合理的搭配。例如,電源模塊通常有5A和10A的分別,如果模塊較少,可以選用功率小的電源模塊,如果模塊較多,則應該選用大功率的電源模塊。而一般,如果現場儀表需要PLC也供應24V直流電源而不是采用外部電源供電(如RTU)的情景,通常CPU所在的機架上選用大功率的電源比較合理。

  此外,在I/O模塊的安裝時,根據不同的系統,通常同型號的模塊放置在一起。但是,如果對于輸出模塊與輸入模塊形成回路的,則可以將一個回路的參量所涉及的模塊放置在一個機架上(或一個CPU所控制的機架上)比較合理。有的設計師在設計的時候不會考慮這一點,你可以調整過來。

  在選型(xing)(xing)的(de)時(shi)(shi)候,因(yin)為各(ge)種PLC都有大型(xing)(xing)、中型(xing)(xing)、小(xiao)型(xing)(xing)的(de)分別,這(zhe)些(xie)分別主要是由CPU模(mo)塊(kuai)的(de)性能(neng)不同造成的(de)。在實際上,并非一定(ding)大型(xing)(xing)的(de)功能(neng)就(jiu)是合適的(de)。除了價格方(fang)面(mian)的(de)考量之(zhi)外,主要是,如果(guo)控制點(dian)數不多,小(xiao)型(xing)(xing)的(de)CPU模(mo)塊(kuai)完全可(ke)以勝任,則小(xiao)型(xing)(xing)的(de)CPU反而(er)比(bi)大型(xing)(xing)的(de)CPU模(mo)塊(kuai)工作還要可(ke)靠一些(xie)。因(yin)為,小(xiao)型(xing)(xing)的(de)CPU所(suo)涉及(ji)的(de)資(zi)源少,而(er)大型(xing)(xing)CPU的(de)資(zi)源多,在程序(xu)執(zhi)行中,為處(chu)理(li)(li)那(nei)些(xie)程序(xu)不需用到(dao)的(de)資(zi)源時(shi)(shi),也要分配時(shi)(shi)間去處(chu)理(li)(li),這(zhe)樣不僅造成資(zi)源的(de)浪費,可(ke)能(neng)在程序(xu)處(chu)理(li)(li)上不及(ji)小(xiao)型(xing)(xing)CPU可(ke)以更單純和穩定(ding)地工作。

  在設計交底的過程中要指出的是,對于設計中的任(ren)何變更,你只能提建議,而不是擅(shan)自(zi)做修改。因為,你的職責是按照設計施工,而不是設計,因此,對于任何你發現的不合理的東西,你可以提出意見,但必須要等到設計變更確認書下到你手里后,你才能按照變更后的設計工作,盡管這個變更可能是你的意見。還有,即使最初的設計也是你做的,你在變更后,也要通知客戶,并取得客戶的書面同意。

三(san)、裝(zhuang)機步(bu)驟(zou)

   到了現場后,進行系統安裝前,需要考慮安裝環境是否滿足PLC的使用環境要求,這一點可以參考各類產品的使用手冊。但無論什么PLC,不都能裝設在下列場所:含有腐蝕性氣體之場所,陽光直接(jie)照射到的(de)地方(fang),溫(wen)度上(shang)下(xia)值在(zai)短時間內變化急(ji)遽的(de)地方(fang),油、水(shui)、化學物質容易侵入的(de)地方(fang),有大(da)量灰(hui)塵(chen)的(de)地方(fang),振動大(da)且會(hui)造(zao)成安裝件移(yi)位的(de)地方(fang)。

  如果(guo)必(bi)須要在上面(mian)的(de)(de)(de)環(huan)境使用,則(ze)要為PLC制(zhi)(zhi)作(zuo)合適的(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)箱,采(cai)用規范(fan)和(he)(he)必(bi)要的(de)(de)(de)防護(hu)措施。如果(guo)需要在野(ye)外極低溫(wen)度下使用,可以(yi)使用有加熱(re)功能的(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)箱。如何做這些防護(hu)箱或控制(zhi)(zhi)箱,各制(zhi)(zhi)造商(shang)和(he)(he)和(he)(he)資格(ge)的(de)(de)(de)系統集成商(shang)將(jiang)會為客戶提(ti)供(gong)相(xiang)應的(de)(de)(de)供(gong)應和(he)(he)設(she)計。

  在使用控制箱時,在控制箱內OpenPLC安裝的位置要注意如下事項:控制箱(xiang)內空(kong)氣(qi)流(liu)通是(shi)否順暢(各裝置間(jian)須保持適當(dang)的(de)距離(li)),變壓器、馬達控制器、變頻器等是(shi)否與PLC保持適當(dang)距離(li),動力線與信號控制線是(shi)否分離(li)配置,組(zu)件裝設之位(wei)置是(shi)否利于日后之檢修,是(shi)否需預留空(kong)間(jian),供日后系統擴充使用。

  除(chu)了(le)上述注意(yi)事項之外(wai),還(huan)有其它注意(yi)事項要留意(yi)。

  首(shou)先比較重要的是(shi)靜(jing)(jing)電的隔離。靜(jing)(jing)電是(shi)無形的殺手,但(dan)(dan)可能(neng)因為不會對(dui)人造成生命(ming)危(wei)險,所(suo)以(yi)(yi)許多人常常忽視它(ta)(ta)。在中國(guo)的北(bei)方、干燥的場(chang)所(suo),人體身上的靜(jing)(jing)電都是(shi)造成靜(jing)(jing)電損壞電子(zi)組件(jian)的因素。雖然你(ni)被靜(jing)(jing)電打(da)到的話,只(zhi)不過(guo)是(shi)輕微的酥麻,但(dan)(dan)這對(dui)PLC和其它(ta)(ta)任何電子(zi)器件(jian)就足以(yi)(yi)致命(ming)了。

  要避免靜電的沖擊有下列三種方式:在進行維修或(huo)更換組(zu)(zu)(zu)件時(shi),請(qing)先碰觸接(jie)地的(de)(de)金屬,以去除(chu)身上的(de)(de)靜電(dian)(dian);不(bu)(bu)要碰觸電(dian)(dian)路(lu)板上的(de)(de)接(jie)頭或(huo)是IC接(jie)腳;電(dian)(dian)子組(zu)(zu)(zu)件不(bu)(bu)使(shi)用時(shi),請(qing)用有隔離靜電(dian)(dian)的(de)(de)包裝物,將組(zu)(zu)(zu)件放(fang)置在里(li)面(mian)。想象PLC里的元器件是一個嬌嫩的嬰兒,而那些靜電會導致這個嬰兒死亡,你就會更容易以正確的態度對待這個問題了。

  基座安(an)裝(zhuang)(RACK)時,在(zai)(zai)決定(ding)控制(zhi)(zhi)箱內各(ge)種控制(zhi)(zhi)組件及線槽位置(zhi)后,要(yao)(yao)依照圖紙(zhi)所示尺寸,標定(ding)孔(kong)位,鉆孔(kong)后將固定(ding)螺絲旋緊到(dao)基座牢固為止。在(zai)(zai)裝(zhuang)上(shang)電源(yuan)供(gong)應模塊前,必須同時注意電源(yuan)線上(shang)的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)地端有無與金屬機(ji)殼連結(jie),若(ruo)無則(ze)須接(jie)(jie)上(shang)。接(jie)(jie)地不(bu)好(hao)的(de)(de)(de)(de)話(hua),會導致一(yi)系(xi)列的(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti),靜電、浪涌(yong)、外干擾(rao),等等。由(you)于(yu)不(bu)接(jie)(jie)地,往往PLC也能夠工作(zuo),因此,不(bu)少經驗(yan)不(bu)足的(de)(de)(de)(de)工程師就(jiu)(jiu)誤以為接(jie)(jie)地不(bu)那(nei)(nei)么重要(yao)(yao)了。這就(jiu)(jiu)像(xiang)登(deng)山的(de)(de)(de)(de)時候(hou),沒有系(xi)上(shang)保(bao)護纜繩(sheng)一(yi)樣,雖(sui)然你正常(chang)前進的(de)(de)(de)(de)時候(hou),保(bao)護纜繩(sheng)沒有任(ren)何作(zuo)用,但一(yi)旦你失足的(de)(de)(de)(de)時候(hou),沒有那(nei)(nei)根(gen)繩(sheng)子,你的(de)(de)(de)(de)生命就(jiu)(jiu)完結(jie)了。PLC的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)地,就(jiu)(jiu)相當于(yu)給PLC系(xi)上(shang)保(bao)護纜繩(sheng)。

  在I/O模塊安裝時,須注意如下事項:I/O模塊(kuai)插(cha)(cha)入(ru)機(ji)架上的(de)(de)槽(cao)位(wei)前(qian),要(yao)先(xian)確認模塊(kuai)是(shi)否為自(zi)己所預先(xian)設計的(de)(de)模塊(kuai);I/O模塊(kuai)在插(cha)(cha)入(ru)機(ji)架上的(de)(de)導槽(cao)時,務必插(cha)(cha)到底,以確保各(ge)接觸點(dian)是(shi)緊(jin)密結合的(de)(de);模塊(kuai)固定螺絲(si)務必鎖(suo)緊(jin);接線端子排(pai)插(cha)(cha)入(ru)后,其上下(xia)螺絲(si)必須旋緊(jin)。由于現場的變壓器、電機等影響,多少會有振動,如果這些螺絲釘松動了,會導致模塊從機架中松開。

四、硬件模塊的(de)組態(tai)和確(que)認

  對(dui)于各種PLC的(de)現(xian)場(chang)硬(ying)件(jian)組態(tai)和(he)軟件(jian)調(diao)試,通常有經驗(yan)的(de)工程師應(ying)該先花(hua)一些時間對(dui)自己的(de)現(xian)場(chang)工作進行一個簡(jian)單的(de)規劃(hua),通常應(ying)當采取如下的(de)步(bu)驟(zou):

(1) 系統的規劃

  首先,必須深(shen)入了解系(xi)統(tong)所(suo)需(xu)求的(de)(de)功能,并調查可(ke)能的(de)(de)控制方(fang)法,同時與用戶或(huo)設計院共(gong)同探討最佳之操作程序,根據(ju)所(suo)歸納之結論來(lai)擬定(ding)系(xi)統(tong)規劃,決定(ding)所(suo)采行的(de)(de)PLC系(xi)統(tong)架構、所(suo)需(xu)之I/O點數與I/O模(mo)塊(kuai)型式。

(2) I/O模塊選擇(ze)與地址設定

  當I/O模(mo)塊選(xuan)妥后,依據所規(gui)劃(hua)之I/O點(dian)使用(yong)情形(xing),由PLC的CPU系統(tong)自(zi)動設定(ding)I/O地(di)(di)址(zhi),或(huo)由使用(yong)者自(zi)定(ding)I/O模(mo)塊的地(di)(di)址(zhi)。

(3) 梯形圖程序(xu)的編寫(xie)與系統配(pei)線

  在確定好實際的(de)I/O地(di)址(zhi)之(zhi)(zhi)(zhi)后,依據系統(tong)(tong)需求的(de)功能(neng),開始(shi)著手(shou)梯形圖程序(xu)的(de)編寫。同時,I/O之(zhi)(zhi)(zhi)地(di)址(zhi)已設定妥當,故(gu)系統(tong)(tong)之(zhi)(zhi)(zhi)配線亦可著手(shou)進行。

(4) 梯形圖程序的(de)仿真與修改

  在梯形圖程序(xu)(xu)撰(zhuan)寫完成(cheng)后,將程序(xu)(xu)寫入PLC,便(bian)可先行在PC與OpenPLC系統做在線(xian)連(lian)接,以執(zhi)行在線(xian)仿真作業(ye)。倘(tang)若程序(xu)(xu)執(zhi)行功能有誤,則必須進行除錯,并修改(gai)梯形圖程序(xu)(xu)。

(5) 系統(tong)試車與實(shi)際運轉

  在線上程序仿真作業下,若梯形圖程序執行功能正確無誤,且(qie)系(xi)統配線亦完(wan)成后,便可(ke)使(shi)系(xi)統納入實際運轉,項目(mu)計劃亦告(gao)完(wan)成。

(6)程序注(zhu)釋和(he)歸檔

  為確保(bao)日(ri)后(hou)維修的(de)(de)便利,要將試車無誤可供實際運轉的(de)(de)梯形圖(tu)程(cheng)序(xu)做批注,并加以整理歸檔,方能縮短日(ri)后(hou)維修與查閱(yue)程(cheng)序(xu)之(zhi)時間。這是(shi)職(zhi)(zhi)業工程(cheng)師的(de)(de)良(liang)好習慣(guan),無論對(dui)今后(hou)自己(ji)進(jin)行(xing)維護,或者移(yi)交(jiao)用(yong)戶(hu),這都會帶來(lai)極大的(de)(de)便利,而且是(shi)你(ni)的(de)(de)職(zhi)(zhi)業水準的(de)(de)一個體(ti)現(xian)。

  以上工(gong)作中,復雜的(de)系統規劃(hua)可能需(xu)要幾天甚至更長(chang)的(de)時間,但一(yi)個(ge)簡單的(de)系統規劃(hua)在一(yi)個(ge)具(ju)有良好(hao)的(de)職業習慣(guan)的(de)編程工(gong)程師手(shou)中,可能只需(xu)要幾個(ge)小時。

  這里要強(qiang)調一(yi)個問(wen)題(ti)(ti),是十(shi)分簡單但卻(que)幾乎每(mei)個項目都會發生的(de)(de)(de)(de),那就(jiu)是對(dui)PLC的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)線(xian)(xian)(xian)。這往往是經(jing)驗不足(zu)的(de)(de)(de)(de)工程師(shi)常常忽(hu)略的(de)(de)(de)(de)一(yi)個問(wen)題(ti)(ti)。其(qi)實,現場(chang)(chang)調試大(da)(da)部分的(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)(ti)和(he)工作(zuo)量都是在接(jie)(jie)線(xian)(xian)(xian)方面(mian)。有經(jing)驗的(de)(de)(de)(de)工程師(shi)首先應當檢查(cha)現場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)線(xian)(xian)(xian)。通常,如(ru)果現場(chang)(chang)接(jie)(jie)線(xian)(xian)(xian)是由用戶或者其(qi)它的(de)(de)(de)(de)施(shi)工人員完成的(de)(de)(de)(de),則通過看(kan)其(qi)接(jie)(jie)線(xian)(xian)(xian)圖和(he)接(jie)(jie)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)外(wai)觀,就(jiu)可以對(dui)接(jie)(jie)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)質量有個大(da)(da)致(zhi)的(de)(de)(de)(de)判(pan)斷。然后要對(dui)所(suo)有的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)線(xian)(xian)(xian)進行一(yi)次(ci)完整而(er)認真(zhen)的(de)(de)(de)(de)檢查(cha)。現場(chang)(chang)由于接(jie)(jie)線(xian)(xian)(xian)錯(cuo)誤而(er)導致(zhi)PLC被燒壞的(de)(de)(de)(de)情況屢次(ci)發生,在進行真(zhen)正(zheng)的(de)(de)(de)(de)調試之前(qian),一(yi)定要認真(zhen)地檢查(cha)。即便接(jie)(jie)線(xian)(xian)(xian)不是你的(de)(de)(de)(de)工作(zuo),檢查(cha)接(jie)(jie)線(xian)(xian)(xian)也是你的(de)(de)(de)(de)義務和(he)責任,而(er)且(qie),可以省(sheng)去(qu)你后面(mian)大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)時間。


五、通訊的設置

  現在(zai)的(de)(de)PLC大多數需(xu)要(yao)與人機界面進(jin)行連接,而下(xia)面也常常有變頻器需(xu)要(yao)進(jin)行通(tong)(tong)訊,而在(zai)需(xu)要(yao)多個(ge)CPU模塊的(de)(de)系統(tong)中(zhong),可能不(bu)同的(de)(de)CPU所接的(de)(de)I/O模塊的(de)(de)參量有需(xu)要(yao)協同處理的(de)(de)地(di)方(fang),或者,即使(shi)不(bu)需(xu)要(yao)協同控制,可能也要(yao)送到(dao)某一(yi)個(ge)中(zhong)央控制室進(jin)行集中(zhong)顯示或保存(cun)數據。即便(bian)只(zhi)有一(yi)個(ge)CPU模塊,如果有遠程(cheng)單(dan)元的(de)(de)話,就牽(qian)涉到(dao)本(ben)地(di)CPU模塊與遠程(cheng)單(dan)元模塊的(de)(de)通(tong)(tong)訊。此(ci)外(wai),即使(shi)只(zhi)有本(ben)地(di)單(dan)元,CPU模塊也需(xu)要(yao)通(tong)(tong)過通(tong)(tong)訊口與編程(cheng)器進(jin)行通(tong)(tong)訊。因此(ci),PLC的(de)(de)通(tong)(tong)訊是十分重要(yao)的(de)(de)。而且,由于涉及到(dao)不(bu)同廠家的(de)(de)產品,通(tong)(tong)訊往(wang)往(wang)是令人頭痛的(de)(de)問題。

  PLC的(de)通(tong)訊(xun)有RS232、RS485、以太網(wang)等幾種方(fang)式。通(tong)訊(xun)協(xie)(xie)議有MODBUS、PROFIBUS、LONWORKS、DEVICENET等等,通(tong)常以MODBUS協(xie)(xie)議使用(yong)得最(zui)為(wei)廣泛,而其它的(de)協(xie)(xie)議則與產(chan)品的(de)品牌有關。今后(hou),應(ying)該(gai)是工業以太網(wang)協(xie)(xie)議會越(yue)來越(yue)普遍。

  PLC與(yu)編程(cheng)器或(huo)手提電腦的(de)通(tong)(tong)訊大部(bu)分(fen)采用(yong)RS232協(xie)議的(de)串(chuan)口(kou)通(tong)(tong)訊。用(yong)戶在進行程(cheng)序(xu)下載和診斷時都是這(zhe)種(zhong)方式,但是,這(zhe)種(zhong)通(tong)(tong)訊的(de)方式絕不(bu)僅限于此(ci)。在大量(liang)的(de)機械設(she)備控制系統中(zhong),PLC都是采用(yong)這(zhe)種(zhong)方式與(yu)人機界面進行通(tong)(tong)訊的(de)。人機界面通(tong)(tong)常也(ye)是采用(yong)串(chuan)口(kou),協(xie)議則以(yi)MODBUS為主,或(huo)者是專(zhuan)門(men)的(de)通(tong)(tong)訊協(xie)議。而界面方面則由HMI的(de)廠家提供軟件來進行設(she)計。

  現在的PANEL PC也有采用這種(zhong)方式(shi)來(lai)進行通訊的,在PANEL PC上運行一些組態(tai)軟件(jian),通過串口來(lai)存取OpenPLC的數據,由(you)于PANEL PC的逐漸輕型(xing)化和價格(ge)的下(xia)降,這種(zhong)方式(shi)也越來(lai)越多地被使用。

  在需要對多臺PLC進行聯網的(de)(de)時候,如(ru)果PLC的(de)(de)數(shu)量(liang)不(bu)是(shi)很多(15個(ge)節點(dian)以內(nei))、數(shu)據傳輸量(liang)不(bu)大的(de)(de)系(xi)統,常采用(yong)的(de)(de)方式(shi)是(shi)通(tong)過(guo)RS485所組成的(de)(de)一(yi)個(ge)簡單串行通(tong)訊(xun)口連接的(de)(de)通(tong)訊(xun)網絡。由于這種通(tong)訊(xun)方式(shi)編程簡單,程序運行可(ke)靠(kao)(kao),結構也比較合理,因此很受離散制造行業(ye)的(de)(de)工(gong)廠工(gong)程師的(de)(de)歡迎。在總的(de)(de)I/O點(dian)數(shu)不(bu)超過(guo)上(shang)10000個(ge),開關量(liang)I/O點(dian)占80%以上(shang)的(de)(de)系(xi)統,都(dou)可(ke)以采用(yong)這種通(tong)訊(xun)方式(shi)能夠穩定而可(ke)靠(kao)(kao)地運行。

  如果對通訊速度要求較高的場合,可以采用點到點的以太網通訊方式。使用控制器的點到點通訊指令,通過標準的以太網口,用戶可以在控制器之間或者擴展控制器的存儲器之間進行數據交換。這PLC較為廣泛使用的一種多CPU模塊的通訊方式,與串口的RS485所構成的點對點網絡相比,由于以太網的速度大大加快,加上同樣具有連接簡單,編程方便的優勢,更方便的是,與上位機可以直接通過以太網進行通訊,因此很受用戶的歡迎。甚至,在一些單臺PLC和一臺PANEL PC構成的人機界面的系統中,由于PANEL PC中通常有內置的以太網口,也有用戶采用這種通訊方式。目前,OpenPLC對一些SCADA系統和連續流程行業的遠程監控系統和控制系統,基本上采用這樣的方式。

  還有一種分布(bu)式(shi)網(wang)絡在(zai)大型PLC系(xi)統中是(shi)最為廣(guang)泛考慮的(de)(de)結構。通過使用人機界面(mian)(HMI)和DDE 服(fu)務器均可(ke)獲得對象(xiang)控(kong)制器的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju),同時可(ke)以(yi)通過Internet遠(yuan)程獲得該(gai)控(kong)制器的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)。各個CPU獨立運行(xing),通過以(yi)太網(wang)結構采(cai)用C/S方式(shi)進行(xing)數(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)存取。數(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)采(cai)集(ji)和控(kong)制功能的(de)(de)實(shi)現(xian)(xian)都在(zai)OpenPLC的(de)(de)CPU模塊(kuai)中實(shi)現(xian)(xian),而(er)數(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)保(bao)存則在(zai)上位(wei)機的(de)(de)服(fu)務器中完成。數(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)顯示和打印等(deng)則通過HMI界面(mian)和組態(tai)軟件(jian)來實(shi)現(xian)(xian)。


六、軟件調試

  PLC的(de)內部固化了一套系統軟件(jian),使得你開(kai)始能(neng)夠進行(xing)初始化工作(zuo)和(he)對硬件(jian)的(de)組態。PLC的(de)啟動設(she)置(zhi)、看(kan)門(men)狗、中(zhong)斷設(she)置(zhi)、通訊設(she)置(zhi)、I/O模塊地址識別都是(shi)在PLC的(de)系統軟件(jian)中(zhong)進行(xing)的(de)。

  每種(zhong)PLC都有各(ge)自(zi)的(de)編(bian)程(cheng)軟(ruan)件作為應用程(cheng)序的(de)編(bian)程(cheng)工具,常用的(de)編(bian)程(cheng)語言(yan)(yan)是梯形圖語言(yan)(yan),也有ST、IL和其它的(de)語言(yan)(yan)。如何使用編(bian)程(cheng)語言(yan)(yan)進(jin)行(xing)編(bian)程(cheng),這里就(jiu)不細述了。

  但是(shi),用一(yi)(yi)種編(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)語(yu)言編(bian)出十分優化的(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu),則是(shi)工程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)師編(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)水平的(de)(de)(de)體(ti)現。每一(yi)(yi)種PLC的(de)(de)(de)編(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)語(yu)言都有自己的(de)(de)(de)特色,指令(ling)的(de)(de)(de)設計與(yu)編(bian)排(pai)思路都不(bu)一(yi)(yi)樣。如果對(dui)一(yi)(yi)種PLC的(de)(de)(de)指令(ling)十分熟(shu)(shu)悉(xi),就可以編(bian)出十分簡潔(jie)、優美、流(liu)暢的(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)。例(li)如,對(dui)于同樣的(de)(de)(de)一(yi)(yi)款(kuan)PLC的(de)(de)(de)同樣一(yi)(yi)個(ge)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)的(de)(de)(de)設計,如果編(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)工程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)師對(dui)指令(ling)不(bu)熟(shu)(shu)悉(xi),編(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)技(ji)巧也差的(de)(de)(de)話,需要(yao)1000條語(yu)句;但一(yi)(yi)個(ge)編(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)技(ji)巧高超的(de)(de)(de)工程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)師,可能只(zhi)需要(yao)200條語(yu)句就可以實(shi)現同樣的(de)(de)(de)功能。程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)的(de)(de)(de)簡潔(jie)不(bu)僅可以節約內(nei)存(cun),出錯的(de)(de)(de)概率也會小很(hen)多(duo)(duo),程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)的(de)(de)(de)執行(xing)(xing)速度也快很(hen)多(duo)(duo),而且,今后(hou)對(dui)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)進(jin)行(xing)(xing)修改和升級也容易很(hen)多(duo)(duo)。

  所以(yi),雖然說所有的(de)(de)PLC的(de)(de)梯形圖邏(luo)輯都大同小異(yi),一(yi)個(ge)工(gong)程師只要熟悉了一(yi)種PLC的(de)(de)編程,再學習第二個(ge)品(pin)牌(pai)的(de)(de)PLC就(jiu)可以(yi)很快上手。但是(shi),工(gong)程師在(zai)使用一(yi)個(ge)新的(de)(de)PLC的(de)(de)時候,還是(shi)應該仔細將(jiang)新的(de)(de)PLC的(de)(de)編程手冊認真看一(yi)遍,看看指令的(de)(de)特別之處,尤其是(shi)自己可能(neng)要用到的(de)(de)指令,并考(kao)慮如何利(li)用這(zhe)些特別的(de)(de)方式(shi)來優化自己的(de)(de)程序。

  各個PLC的(de)(de)(de)編程(cheng)(cheng)語(yu)(yu)言(yan)的(de)(de)(de)指令設計(ji)、界面設計(ji)都(dou)不(bu)(bu)一樣,不(bu)(bu)存在孰(shu)優孰(shu)劣的(de)(de)(de)問(wen)題,主要(yao)(yao)是(shi)風(feng)格不(bu)(bu)同。我們不(bu)(bu)能武斷地說(shuo)三菱PLC的(de)(de)(de)編程(cheng)(cheng)語(yu)(yu)言(yan)不(bu)(bu)如(ru)西門(men)子(zi)的(de)(de)(de)STEP7,也不(bu)(bu)能說(shuo)STEP7比ROCKWELL的(de)(de)(de)RSLOGIX要(yao)(yao)好,所謂的(de)(de)(de)好與(yu)不(bu)(bu)好,大部分(fen)是(shi)工程(cheng)(cheng)師形成的(de)(de)(de)編程(cheng)(cheng)習(xi)慣與(yu)編程(cheng)(cheng)語(yu)(yu)言(yan)的(de)(de)(de)設計(ji)風(feng)格是(shi)否適用的(de)(de)(de)問(wen)題。

  現(xian)場常(chang)常(chang)需要對(dui)已經編好的(de)(de)(de)(de)程序進行修改。修改的(de)(de)(de)(de)原因可能(neng)是用(yong)戶的(de)(de)(de)(de)需求變更了,可能(neng)是發(fa)現(xian)了原來編程時(shi)的(de)(de)(de)(de)錯誤(wu),或者(zhe)是PLC運行時(shi)發(fa)生了電源中斷,有(you)些狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)數(shu)(shu)據(ju)會(hui)(hui)丟失,如非保持(chi)的(de)(de)(de)(de)定時(shi)器會(hui)(hui)復(fu)位,輸(shu)入映射(she)區(qu)會(hui)(hui)刷新,輸(shu)出映射(she)區(qu)可能(neng)會(hui)(hui)清零,但狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)文件的(de)(de)(de)(de)所有(you)組(zu)態(tai)(tai)數(shu)(shu)據(ju)和(he)偶(ou)然的(de)(de)(de)(de)事件如計數(shu)(shu)器的(de)(de)(de)(de)累計值會(hui)(hui)被保存。

  工程(cheng)師(shi)在(zai)這個(ge)時候可能會(hui)需要對PLC進行編程(cheng),使某些內存可以恢復到(dao)缺省的(de)(de)狀態。在(zai)程(cheng)序不(bu)需要修改的(de)(de)時候,可以設計應(ying)用默認途徑來重新啟(qi)動,或(huo)者利用首(shou)次掃(sao)描位的(de)(de)功能。

  所有的智(zhi)能(neng)(neng)I/O模(mo)塊(kuai),包括模(mo)擬量I/O模(mo)塊(kuai),在進(jin)入(ru)編程(cheng)模(mo)式后或者電源中斷后,都會丟失其組(zu)態數據,用戶程(cheng)序必須確認每次重新進(jin)入(ru)運行模(mo)式時,組(zu)態數據能(neng)(neng)夠(gou)被(bei)重新寫入(ru)智(zhi)能(neng)(neng)I/O模(mo)塊(kuai)。

  在(zai)現場修(xiu)改已(yi)經(jing)運行時(shi)常(chang)被忽略的一個問題是(shi),工程師忘記將PLC切換到編程模式,雖然這個錯誤不難(nan)發現,但工程師在(zai)疏忽時(shi),往往會誤以為PLC發生了故障(zhang),因此耽誤了許多時(shi)間。

  另外,在PLC進行程序下載時,許多PLC是不允許進行電源中斷的,因為這時,舊的程序已經部分被改寫,但新的程序又沒有完全寫完,因此,如果電源中斷,會造成PLC無法運行,這時,可能需要對PLC的底層軟件進行重新裝入,而許多廠家是不允許在現場進行這個操作的。大部分新的PLC已經將用戶程序與PLC的系統程序分開了,可以避免這個問題。

七、結語

  現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)(chang)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)師(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)是十分重要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)。要(yao)(yao)(yao)想成(cheng)為一(yi)(yi)個(ge)(ge)優(you)秀(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)(de)現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)(chang)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)師(shi)(shi),首先(xian)(xian)要(yao)(yao)(yao)對現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)有(you)熱情(qing)(qing)甚(shen)至(zhi)激情(qing)(qing),然后要(yao)(yao)(yao)有(you)嚴謹和耐(nai)心(xin)的(de)(de)(de)(de)態度。現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)環境不(bu)像在(zai)(zai)自己的(de)(de)(de)(de)公(gong)司里(li)那么舒適,常常是又臟又亂的(de)(de)(de)(de),而且由于有(you)工(gong)(gong)(gong)期和時間(jian)的(de)(de)(de)(de)限制,壓力也(ye)很大。而且,要(yao)(yao)(yao)面(mian)對用(yong)戶和其它(ta)專業(如電氣、儀表、工(gong)(gong)(gong)藝、管線施工(gong)(gong)(gong)等(deng))的(de)(de)(de)(de)現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)(chang)人員(yuan)的(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求和指責(ze),需要(yao)(yao)(yao)有(you)協調和靈(ling)活(huo)變通的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力。另外,現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)(chang)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)師(shi)(shi)與研發(fa)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)師(shi)(shi)在(zai)(zai)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)中(zhong)有(you)一(yi)(yi)個(ge)(ge)很大的(de)(de)(de)(de)不(bu)同點(dian)在(zai)(zai)于,在(zai)(zai)現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)(chang),你的(de)(de)(de)(de)最重要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)任務是保證(zheng)系統(tong)能(neng)(neng)夠按時正常運行。如果一(yi)(yi)個(ge)(ge)方案暫時走不(bu)通,要(yao)(yao)(yao)立(li)即考慮第(di)二甚(shen)至(zhi)第(di)三(san)方案,哪怕是先(xian)(xian)將就一(yi)(yi)下,也(ye)要(yao)(yao)(yao)使(shi)系統(tong)能(neng)(neng)夠先(xian)(xian)正常工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)起來。而研發(fa)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)是不(bu)能(neng)(neng)變通的(de)(de)(de)(de),你要(yao)(yao)(yao)實現(xian)(xian)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)功能(neng)(neng),必須用(yong)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)辦法,其它(ta)方法雖然可以(yi)實現(xian)(xian),但(dan)你是不(bu)能(neng)(neng)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)。許(xu)多現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)(chang)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)師(shi)(shi)由于不(bu)了(le)解這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)差別,常常在(zai)(zai)現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)(chang)鉆入牛角尖(jian),一(yi)(yi)條路(lu)走到死,結(jie)果導致了(le)現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)(chang)調試(shi)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)延(yan)誤。這(zhe)(zhe)也(ye)是為什么一(yi)(yi)個(ge)(ge)優(you)秀(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)(de)研發(fa)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)師(shi)(shi)往(wang)往(wang)并不(bu)是一(yi)(yi)個(ge)(ge)好的(de)(de)(de)(de)現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)(chang)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)師(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)原因(yin)。現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)師(shi)(shi)必須有(you)開放的(de)(de)(de)(de)頭腦和靈(ling)活(huo)的(de)(de)(de)(de)心(xin)態,當然這(zhe)(zhe)是建立(li)在(zai)(zai)嚴謹的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)態度的(de)(de)(de)(de)基礎之上的(de)(de)(de)(de)。

  此外,盡管現場(chang)工(gong)作(zuo)壓力(li)十分巨大,但要(yao)注意勞(lao)逸結合。有(you)時候,三天(tian)三夜不離開現場(chang)似乎(hu)是(shi)必要(yao)的(de)。但對于一個編(bian)程(cheng)和調試工(gong)程(cheng)師(shi)來說,可能回去睡它一個好覺(jue),工(gong)作(zuo)一定(ding)會(hui)完成得更快。如(ru)果在現場(chang)的(de)調試時間很長(chang),則(ze)抽出(chu)一兩天(tian)放(fang)松一下,也(ye)是(shi)十分必要(yao)的(de)。有(you)時候,游山玩水也(ye)是(shi)工(gong)作(zuo)。

  另外,一(yi)(yi)個(ge)優(you)秀的(de)現(xian)場工(gong)程(cheng)(cheng)師,主要(yao)依靠的(de)是(shi)工(gong)作經(jing)驗的(de)積累,與個(ge)人的(de)天分關系不大,只要(yao)勤(qin)懇,并做(zuo)過足(zu)夠多的(de)項目,那(nei)么絕大多數人都(dou)是(shi)可以成為一(yi)(yi)個(ge)優(you)秀的(de)現(xian)場工(gong)程(cheng)(cheng)師的(de)。所需要(yao)的(de)時間?可能是(shi)三年(nian)五年(nian),也可能是(shi)半年(nian)一(yi)(yi)年(nian)。


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