[干貨](méi)七個(gè)良好的PLC設(shè)計(jì)和維護(hù)實(shí)踐

來(lái)源：云南昌暉儀表制造有限公司 2022年12月03日 08:34

PLC在當(dāng)今工業(yè)中隨處可見(jiàn)。正確的PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以為機(jī)器或過(guò)程提供多年的服務(wù)，并大大提高所有者的效率和盈利能力。在我們將PLC應(yīng)用于機(jī)器或過(guò)程之前，跟來(lái)看看PLC接地、環(huán)境問(wèn)題、電氣設(shè)計(jì)策略、電氣原理圖文檔、編程注意事項(xiàng)、使用人機(jī)界面和PLC維護(hù)這七個(gè)對(duì)成功實(shí)施至關(guān)重要的設(shè)計(jì)和維護(hù)實(shí)踐。

1、良好的接地實(shí)踐
2、環(huán)境問(wèn)題
3、設(shè)計(jì)策略
4、電氣原理圖和PLC邏輯文檔
5、編程注意事項(xiàng)
6、人機(jī)界面使用
7、維護(hù)因素
PLC設(shè)計(jì)

PLC接地
接地是一個(gè)很大的話題，但必須注意一些基礎(chǔ)知識(shí)。接地不良給工業(yè)控制系統(tǒng)帶來(lái)了很多問(wèn)題。每個(gè)好的面板設(shè)計(jì)都應(yīng)該有一個(gè)點(diǎn)來(lái)連接系統(tǒng)接地。典型的做法是使用接地片和/或接地棒。刮掉連接接地片和接地棒的子面板上的油漆。確保所有設(shè)備都按照制造商的建議接地。

環(huán)境問(wèn)題(熱/冷/浪涌)
必須保護(hù)免受高溫、極冷和電涌的影響。請(qǐng)務(wù)必閱讀PLC和相關(guān)模塊的規(guī)范?？梢詰?yīng)用風(fēng)扇、空調(diào)、冷卻器和氣動(dòng)冷卻器等冷卻設(shè)備，以將機(jī)柜內(nèi)部保持在所需的溫度。對(duì)于室外或寒冷環(huán)境，請(qǐng)考慮安裝面板加熱器。確保冷卻或加熱設(shè)備具有恒溫器，以防止失控情況并節(jié)省能源。

建議使用浪涌抑制設(shè)備來(lái)防止外部浪涌，例如雷擊和公用事業(yè)開(kāi)關(guān)干擾以及由工廠電氣設(shè)備引起的內(nèi)部浪涌。

電氣設(shè)計(jì)策略
首先，始終使用主控繼電器(MCR)。當(dāng)所有緊急停止按鈕和其他安全裝置都滿(mǎn)足時(shí)，該閉鎖繼電器電路通電，并且用戶(hù)按下控制啟動(dòng)按鈕。通常，電路中的控制停止按鈕也可以使MCR斷電。

MCR上的附加觸點(diǎn)為PLC輸出模塊提供控制電源。因此，當(dāng)緊急停止條件出現(xiàn)時(shí)，MCR斷電，PLC的輸出功率下降。

一些設(shè)計(jì)人員也喜歡使用MCR來(lái)禁用PLC輸入電路。其他設(shè)計(jì)人員不這樣做，因?yàn)樗麄兛赡芟Ｍ鸓LC了解所有輸入條件，而不管緊急停止電路和MCR電路在做什么。再次強(qiáng)調(diào)，安全是的。

雖然MCR是設(shè)計(jì)策略的關(guān)鍵，但以下是一些其他重要的考慮因素。

控制電壓：24VDC為控制電壓標(biāo)準(zhǔn)。

物理布局：PLC制造商有安裝設(shè)備的指南。始終確保在PLC周?chē)粲凶銐虻目臻g以保證空氣流通。在PLC設(shè)備或機(jī)箱下方留出10cm用于接線。如果安裝沒(méi)有固定機(jī)箱的PLC，請(qǐng)?jiān)趥€(gè)I/O模塊的右側(cè)留出額外的DIN導(dǎo)軌空間以備將來(lái)擴(kuò)展。

始終使用良好的面板構(gòu)建實(shí)踐。使用絞合機(jī)床線(MTW)并使用適當(dāng)尺寸的線。通常，多股MTW導(dǎo)體用于PLC輸入和輸出。PLC制造商還提供預(yù)接線端子模塊，以方便快速現(xiàn)場(chǎng)接線。

確保所有接線端子都標(biāo)有線號(hào)。

在為 PLC 選擇接線時(shí)，請(qǐng)遵循制造商的建議并仔細(xì)閱讀規(guī)格。確保使用正確的顏色代碼進(jìn)行接線。藍(lán)色通常代表DC，紅色代表 220VAC熱，白色代表 220VAC中性。有些工程師喜歡用其他顏色來(lái)表示PLC的輸入和輸出；只要你是一致的，這很好。一些設(shè)計(jì)人員使用灰色線作為輸入，橙色線作為輸出。除了來(lái)自可能帶電的另一個(gè)面板的接線外，切勿將黃色用于任何電線。

不同電壓電平的分離：良好的機(jī)柜設(shè)計(jì)使更高電壓的功率設(shè)備遠(yuǎn)離控制信號(hào)和模擬信號(hào)。通常，設(shè)計(jì)人員傾向于將380VAC或220VAC設(shè)備放置在機(jī)柜的頂部和左側(cè)。PLC和控制組件通常位于底部附近和右側(cè)。布局面板的方法有很多種；如果電源線和信號(hào)線必須彼此靠近，請(qǐng)確保它們以直角交叉。

PLC數(shù)字輸出通常最多可處理1A或2A。驅(qū)動(dòng)電磁閥或其他負(fù)載時(shí)，建議使用插入式繼電器。

模擬I/O問(wèn)題：模擬輸入和輸出容易出現(xiàn)噪聲問(wèn)題。由于電流信號(hào)受噪聲影響的可能性較小，因此模擬電路通常使用4-20mA信號(hào)。使用優(yōu)質(zhì)屏蔽電纜。

I/O計(jì)數(shù)和備件：這是一個(gè)非常重要的話題。一個(gè)好的經(jīng)驗(yàn)法則是在系統(tǒng)中擁有20%的備用I/O。除非您正在安裝一個(gè)非常簡(jiǎn)單的“磚”型PLC，否則請(qǐng)為您的系統(tǒng)考慮備用插槽和備用 I/O。始終將每個(gè)PLC輸入和輸出連接到接線端子，即使它們是備用的。這是一個(gè)很好的做法，并且可以使將來(lái)對(duì)系統(tǒng)的添加更容易實(shí)現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)：許多現(xiàn)代PLC系統(tǒng)與以太網(wǎng)或其他一些現(xiàn)場(chǎng)總線通信。如果使用以太網(wǎng)，請(qǐng)?zhí)峁┵|(zhì)量好的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，例如Cat6、使用屏蔽網(wǎng)線。許多系統(tǒng)在電氣外殼的前門(mén)上使用220VAC插座和以太網(wǎng)接口設(shè)備。這些設(shè)備可以訂購(gòu)一個(gè)或雙工220VAC插座和一個(gè)以太網(wǎng)端口。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，您可以插入筆記本電腦，而不必尋找附近的插座。此外，由于不需要打開(kāi)門(mén)，因此它保持了外殼的電弧閃光完整性。

確保網(wǎng)絡(luò) IP 地址、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)都記錄在案。

電氣原理圖文檔
一個(gè)好的PLC設(shè)計(jì)必須包括正確的PLC文檔。創(chuàng)建PLC概覽圖 — 此表顯示完整的PLC機(jī)箱，以及概覽格式的所有模塊。該圖應(yīng)顯示每個(gè)模塊的部件號(hào)、插槽號(hào)以及與每個(gè)模塊相關(guān)的線號(hào)。此外，請(qǐng)確保包含包含每個(gè)模塊原理圖的圖紙編號(hào)的參考。

需要一張網(wǎng)絡(luò)表，其中必須顯示網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)設(shè)備及其部件號(hào)和關(guān)聯(lián)的IP地址。確保包括子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)地址。此圖應(yīng)顯示建議的編程筆記本電腦IP地址，以防止任何沖突。

每個(gè)模塊的電氣原理圖都可以放在自己的圖紙上，盡管大多數(shù)時(shí)候，設(shè)計(jì)人員傾向于將兩個(gè)相同類(lèi)型的模塊放在一張圖紙上。這取決于系統(tǒng)的大小。確保使用部件號(hào)和插槽號(hào)識(shí)別PLC模塊。在其他工作表上將所有電線引用到它們的起點(diǎn)和終點(diǎn)。

該文檔顯示了線號(hào)、PLC輸入和輸出編號(hào)以及輸入和輸出設(shè)備的連接點(diǎn)。PLC輸入顯示在左側(cè)，PLC輸出顯示在右側(cè)，并標(biāo)有線號(hào)和顏色以及端子號(hào)。

編程注意事項(xiàng)
PLC編程這里不討論編程規(guī)范。(如需編程規(guī)范，可以參考之前TIA編程規(guī)范文章)但是，有些事情要記住。確保程序員記錄PLC程序，以便維修機(jī)器或進(jìn)行未來(lái)更改的人員可以看到程序在做什么。

您必須始終了解您的機(jī)器或過(guò)程是如何工作的，并確保程序編寫(xiě)清楚并且您的維護(hù)人員可以理解。需要什么報(bào)警？異常事件期間會(huì)發(fā)生什么？您如何安全地關(guān)閉該過(guò)程？

將PLC邏輯的紙質(zhì)副本打印出來(lái)并放在手邊以備將來(lái)參考。如果維護(hù)人員沒(méi)有查看PLC程序的軟件，這可能是一個(gè)很好的故障排除幫助。始終記錄對(duì)電氣原理圖和PLC邏輯的任何更改。

確保將PLC程序的電子副本存儲(chǔ)在安全位置。如果過(guò)程或機(jī)器非常關(guān)鍵，請(qǐng)考慮存放在一個(gè)以上的地方，包括異地。

最后，記錄任何設(shè)備升級(jí)。如果不這樣做，維護(hù)人員可能會(huì)嘗試修理機(jī)器，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)接線或程序已更改且未記錄更新。

使用人機(jī)界面
HMI非常便宜，它們?yōu)槟峁┝艘粋€(gè)PLC操作的好窗口。許多公司為了降低成本而采用按鈕和指示燈這樣是不夠明智的。使用HMI，您可以調(diào)整定時(shí)器和計(jì)數(shù)器設(shè)置、查看內(nèi)部位和值的狀態(tài)、設(shè)置模擬值以及執(zhí)行更多操作。密碼可用于使操作員遠(yuǎn)離敏感區(qū)域。

PLC維護(hù)
始終保持電氣面板沒(méi)有灰塵、污垢和其他碎屑。確保布線整潔，線槽蓋固定到位。應(yīng)定期檢查并擰緊所有螺釘端子。不要將端子擰得過(guò)緊；舒適是好的，但過(guò)度緊繃會(huì)使事情變得更糟。如有疑問(wèn)，請(qǐng)遵循制造商的扭矩設(shè)置建議。

確保面板上標(biāo)有網(wǎng)絡(luò)IP地址、保險(xiǎn)絲額定值、PLC程序文件的名稱(chēng)以及任何便于維修機(jī)器的內(nèi)容。
作者：劍指工控

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