浅谈西门子PLC在污水处理应用中常见的问题及处理措施

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　　摘要：文章从西门子PLC 控制器的基本构成、应用领域、应用特点、常见问题着手研究，并有针对性的提出处理措施，以提升其应用的可靠性，满足工业控制的各种要求。
　　关键词：西门子；PLC；应用问题
　　1、引言
　　PLC 在近些年得到较快的发展，其中使用较多的就是西门子PLC。西门子PLC 在其成本及准确度上都有较大的优势，所以其在工业控制方面得到越来越多的青睐。但是工业生产环境的复杂性，又导致西门子PLC 在使用过程中面临不少问题，只有有效的解决这些问题，才能让西门子PLC 在污水处理中得到有效的应用，促进生产。
　　2、西门子PLC概述
　　2.1西门子PLC的基本构成
　　PLC，其中文全称为可编程逻辑控制器，是根据工业生产环境的特点而设计用来控制电气的一种装置。PLC 的发展迅速，在工业生产中得到越来越广泛的使用，使用起来没有复杂的程序，不需要对其作其他的处理就能直接运用到工业生产环境中。
　　西门子PLC 就是PLC 中较为出名的一种可编程逻辑控制器。它主要是由CPU 模块、输入输出模块、电源模块、通信模块、变成设备及接口模块六个部分构成。其中，CPU 模块负责的主要是采集有用的信号；输入输出模块分别对模拟量和数字量的输入与输出；电源模块就负责电压的转变和电能得供应；通信模块主要用来实现远程I/O 接口与计算机的信息共享；编程设备即负责编写程序；接口模块通过与必要的设备进行连接，以解决PLC 容量小的问题。
　　2.2 西门子PLC的应用领域及应用特点
　　西门子PLC 是电力控制應用中最被看好的应用之一。不管是在国内还是国外，其在人们生活的各个领域中都有被使用。例如电力领域、制造业领域、交通运输领域、文化娱乐领域、互联网通信领域等等；西门子PLC 应用有几个特点：
　　一是具有较强的抗干扰能力，使用简便，容易上手。
　　二是在安装和布线方面，采用了对动力线、控制线、I/O 线以及电源线分开配线的方式，并且使用双胶线将隔离变压器与PLC、I/O 的分别连接。
　　三是I/O 的接线方面对输入接线和输出接线上都有特定的要求，即输入接线的长度要适宜，接线方式应该使用常开触点的形式进行连接，然而输出接线应该把独立输出和公共输出分开，同时输入线与输出线要分开，不可使用同一根电缆。
　　3、西门子PLC在污水处理应用中常见的问题
　　西门子PLC 给工业生产带来很大的便利，很大程度上促进了工业的自动化生产。但是在西门子PLC 的使用过程中，其安装的不合理、使用方式的不正确、工业生产环境的恶劣等因素都会影响西门子PLC 的使用，不利于生产的进行，甚至发生安全事故。西门子PLC 在工程应用中常见的问题归结起来，大致可分为工作环境引起的问题、和控制系统中的干扰引发的问题。
　　3.1 工作环境引起的问题
　　大多数污水处理的工作环境都比较复杂，其中影响西门子PLC 的应用的因素主要有温度、湿度、震动、空气以及电源。
　　温度：对西门子PLC 的运行最佳的温度，应该不低于0摄氏度且不高于55摄氏度。然而，有许多污水处理在生产过程中，一些设备会不断的散热，导致工作环境的温度升高，超出了西门子PLC 工作的最佳温度区间。
　　湿度：西门子PLC 的工作环境湿度最好不大于85%，且空气中最好不能有凝露。只有工作环境的湿度达到相应这个要求，才能让西门子PLC 保持其绝缘性，保证正常工作。
　　震动：较高频率的震动对西门子PLC 的使用非常不利，通常应该让西门子PLC 离震动频率高的震动源尽可能的远，尽量控制震动源不出现10至55赫兹的震动频率和连续的震动。或者采取一些减震措施，降低工作环境中某些设备的震动频率。
　　空气：工作环境中的空气中不能有过多的粉末和灰尘、易燃气体和腐蚀性强的气体，避免对西门子PLC 造成损害。
　　电源：电源会对西门子PLC 的使用会造成一定的干扰。
　　3.2 控制系统中的干扰引发的问题
　　在影响西门子PLC 正常工作的干扰中，控制系统中的电磁干扰最为主要和直接。在电磁干扰中，对西门子PLC 产生影响的主要是共模干扰和差模干扰。电磁一般是通过对电网的干扰，从而对以电网为供电来源的西门子PLC 系统产生干扰，这种干扰比较难避免。而且，引起电磁干扰的源头有很多。例如由于变频器在开启及运行的过程中产生的谐波，造成的电压变形，从而电磁干扰。但是电磁干扰在某种情况下，会造成西门子PLC 工作系统混乱、操作不正常，严重影响到西门子PLC 稳定使用。
　　除了电磁干扰，西门子PLC 系统自身也存在一些干扰项。这些干扰项主要是由于系统内部的一些元件之间的不匹配产生，以及系统内部的电路间会产生一些电磁辐射也会对西门PLC 造成干扰。
　　4、相应的处理措施
　　4.1 改善工作环境
　　保证西门子PLC 的工作环境达到相应要求，能在很大程度上降低西门子PLC 出现工作故障的概率。改善西门子PLC 的工作环境，可以从以下几个方面着手：
　　保持工作环境温度在0至55摄氏度的区间内，将让西门子PLC 安装在远离那些散热严重的设备的地方。
　　使用一些相关措施，保证空气中的相对湿度在85%以下。
　　将西门子PLC 安装在震动强度不高的地方，对于一些不可避免的震动，应该采取相应的减震措施，减少西门PLC 受到的震动。
　　必要时可将西门子PLC 安装在封闭性良好的地方，尽可能的避免西门子PLC 系统接触过多的粉尘。尤其是在一些化工污水处理中，特别要注意空气中可能会存在一些可燃、腐蚀气体，对西门子PLC 系统造成损害。
　　4.2 采取必要的抗干扰措施
　　减少电网与电源对西门子PLC 的干扰。尽可能的减少地和一些设备的干扰，可以使用一些干扰过滤器过滤掉一部分电源的干扰。例如将LC 滤波器使用串接的方式与电源端口连接。对于电网的干扰，应该购置必要的屏蔽设备以屏蔽电网对西门子PLC 的干扰。
　　对于变频器对西门子PLC 产生的干扰，应该使用相应的滤波器来过滤对西门子PLC 的干扰，把干扰更多的转移至电源，然后在电源处利用隔离变压器将干扰隔离转化。
　　西门子PLC 系统内部的元件不匹配也会对其产生干扰，所以在西门子PLC 的组装过程中，要尤其注意其元件的匹配性，同时采用一点隔离装置将系统内部电路间产生的电子辐射进行隔离。
　　参考文献
　　[1]电气控制与PLC原理及应用 电子工业出版社 2004年
　　[2]S7-300 可编程序控制器手册 西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团2007年
　　作者简介：吕佳鑫（1983-），男（汉族），黑龙江省大庆市人。仪表工程师，2007年从事仪表维护工作，计算机信息技术专业。
　　（作者单位：大庆炼化公司电仪运行中心仪表一车间）
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