[干貨]七個良好的PLC設計和維護實踐

來源：云南昌暉儀表制造有限公司 2022年12月03日 08:34

PLC在當今工業中隨處可見。正確的PLC系統設計可以為機器或過程提供多年的服務，并大大提高所有者的效率和盈利能力。在我們將PLC應用于機器或過程之前，跟來看看PLC接地、環境問題、電氣設計策略、電氣原理圖文檔、編程注意事項、使用人機界面和PLC維護這七個對成功實施至關重要的設計和維護實踐。

1、良好的接地實踐
2、環境問題
3、設計策略
4、電氣原理圖和PLC邏輯文檔
5、編程注意事項
6、人機界面使用
7、維護因素
PLC設計

PLC接地
接地是一個很大的話題，但必須注意一些基礎知識。接地不良給工業控制系統帶來了很多問題。每個好的面板設計都應該有一個點來連接系統接地。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。確保所有設備都按照制造商的建議接地。

環境問題(熱/冷/浪涌)
必須保護免受高溫、極冷和電涌的影響。請務必閱讀PLC和相關模塊的規范。可以應用風扇、空調、冷卻器和氣動冷卻器等冷卻設備，以將機柜內部保持在所需的溫度。對于室外或寒冷環境，請考慮安裝面板加熱器。確保冷卻或加熱設備具有恒溫器，以防止失控情況并節省能源。

建議使用浪涌抑制設備來防止外部浪涌，例如雷擊和公用事業開關干擾以及由工廠電氣設備引起的內部浪涌。

電氣設計策略
首先，始終使用主控繼電器(MCR)。當所有緊急停止按鈕和其他安全裝置都滿足時，該閉鎖繼電器電路通電，并且用戶按下控制啟動按鈕。通常，電路中的控制停止按鈕也可以使MCR斷電。

MCR上的附加觸點為PLC輸出模塊提供控制電源。因此，當緊急停止條件出現時，MCR斷電，PLC的輸出功率下降。

一些設計人員也喜歡使用MCR來禁用PLC輸入電路。其他設計人員不這樣做，因為他們可能希望PLC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。再次強調，安全是的。

雖然MCR是設計策略的關鍵，但以下是一些其他重要的考慮因素。

控制電壓：24VDC為控制電壓標準。

物理布局：PLC制造商有安裝設備的指南。始終確保在PLC周圍留有足夠的空間以保證空氣流通。在PLC設備或機箱下方留出10cm用于接線。如果安裝沒有固定機箱的PLC，請在個I/O模塊的右側留出額外的DIN導軌空間以備將來擴展。

始終使用良好的面板構建實踐。使用絞合機床線(MTW)并使用適當尺寸的線。通常，多股MTW導體用于PLC輸入和輸出。PLC制造商還提供預接線端子模塊，以方便快速現場接線。

確保所有接線端子都標有線號。

在為 PLC 選擇接線時，請遵循制造商的建議并仔細閱讀規格。確保使用正確的顏色代碼進行接線。藍色通常代表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表示PLC的輸入和輸出；只要你是一致的，這很好。一些設計人員使用灰色線作為輸入，橙色線作為輸出。除了來自可能帶電的另一個面板的接線外，切勿將黃色用于任何電線。

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

PLC數字輸出通常最多可處理1A或2A。驅動電磁閥或其他負載時，建議使用插入式繼電器。

模擬I/O問題：模擬輸入和輸出容易出現噪聲問題。由于電流信號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。使用優質屏蔽電纜。

I/O計數和備件：這是一個非常重要的話題。一個好的經驗法則是在系統中擁有20%的備用I/O。除非您正在安裝一個非常簡單的“磚”型PLC，否則請為您的系統考慮備用插槽和備用 I/O。始終將每個PLC輸入和輸出連接到接線端子，即使它們是備用的。這是一個很好的做法，并且可以使將來對系統的添加更容易實現。

網絡：許多現代PLC系統與以太網或其他一些現場總線通信。如果使用以太網，請提供質量好的工業以太網交換機，例如Cat6、使用屏蔽網線。許多系統在電氣外殼的前門上使用220VAC插座和以太網接口設備。這些設備可以訂購一個或雙工220VAC插座和一個以太網端口。在對系統進行維護時，您可以插入筆記本電腦，而不必尋找附近的插座。此外，由于不需要打開門，因此它保持了外殼的電弧閃光完整性。

確保網絡 IP 地址、子網掩碼和網關都記錄在案。

電氣原理圖文檔
一個好的PLC設計必須包括正確的PLC文檔。創建PLC概覽圖 — 此表顯示完整的PLC機箱，以及概覽格式的所有模塊。該圖應顯示每個模塊的部件號、插槽號以及與每個模塊相關的線號。此外，請確保包含包含每個模塊原理圖的圖紙編號的參考。

需要一張網絡表，其中必須顯示網絡上的每個設備及其部件號和關聯的IP地址。確保包括子網掩碼和網關地址。此圖應顯示建議的編程筆記本電腦IP地址，以防止任何沖突。

每個模塊的電氣原理圖都可以放在自己的圖紙上，盡管大多數時候，設計人員傾向于將兩個相同類型的模塊放在一張圖紙上。這取決于系統的大小。確保使用部件號和插槽號識別PLC模塊。在其他工作表上將所有電線引用到它們的起點和終點。

該文檔顯示了線號、PLC輸入和輸出編號以及輸入和輸出設備的連接點。PLC輸入顯示在左側，PLC輸出顯示在右側，并標有線號和顏色以及端子號。

編程注意事項
PLC編程這里不討論編程規范。(如需編程規范，可以參考之前TIA編程規范文章)但是，有些事情要記住。確保程序員記錄PLC程序，以便維修機器或進行未來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器或過程是如何工作的，并確保程序編寫清楚并且您的維護人員可以理解。需要什么報警？異常事件期間會發生什么？您如何安全地關閉該過程？

將PLC邏輯的紙質副本打印出來并放在手邊以備將來參考。如果維護人員沒有查看PLC程序的軟件，這可能是一個很好的故障排除幫助。始終記錄對電氣原理圖和PLC邏輯的任何更改。

確保將PLC程序的電子副本存儲在安全位置。如果過程或機器非常關鍵，請考慮存放在一個以上的地方，包括異地。

最后，記錄任何設備升級。如果不這樣做，維護人員可能會嘗試修理機器，結果卻發現接線或程序已更改且未記錄更新。

使用人機界面
HMI非常便宜，它們為您提供了一個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，您可以調整定時器和計數器設置、查看內部位和值的狀態、設置模擬值以及執行更多操作。密碼可用于使操作員遠離敏感區域。

PLC維護
始終保持電氣面板沒有灰塵、污垢和其他碎屑。確保布線整潔，線槽蓋固定到位。應定期檢查并擰緊所有螺釘端子。不要將端子擰得過緊；舒適是好的，但過度緊繃會使事情變得更糟。如有疑問，請遵循制造商的扭矩設置建議。

確保面板上標有網絡IP地址、保險絲額定值、PLC程序文件的名稱以及任何便于維修機器的內容。
作者：劍指工控

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