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      所在位置工控博客苑 -- 冷雨 -- PLC现场工程师工作指南

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      恒先生

           学历大学本科
           职称工程师
           年龄34岁
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      PLC现场工程师工作指南

      发表评论3   作者恒雨    发布时间2010年12月28日  

          PLC现场工程师工作指南
          一出发前的准备
          从事PLC的技术支持的人如果是要到现场开始进行系统调试无论是对OEM客户还是对一个过程控制?#21335;?#32479;集成都要在事先做好一些准备工作就像一个驴友出行前要更换自己的服装尤其是鞋子带好水食品还要准备在野外的一些防身用品如果是过夜的话还要有帐篷手电筒等一样作为一个职业的PLC技术支持工程师也有不少的东西是要准备的
          首先要?#25165;?#33258;己的行程计划和衣食住行如果是需要住宿的话那么如何定机票?#39057;ݏ?#26053;馆招待所这里就不多说了如果时间很长如超过一个月为了省钱就要考虑在当地租房子了尤其是出发的是一个小组而不是一个人的时候衣食住行这些问题与普通的旅行是一样的虽然这些问题对你完成任务的影响力并不亚于你的专业水平想象一下你到了现场因为食物中毒导致一个星期拉痢疾的情况会对工作造成什么样的影响就知道该准备那些东西了通常有经验的自动化公司的行政部门会为工程师考虑好这些情况但是作为工程师自己一定要进行确认看看是否所有的事情都已经?#25165;?#22909;了
          安顿好了衣食住行的后要准备自己的工具作为PLC的现场调试工程师并不需要很多的调试工具但是一个螺丝刀一台万用表还是必备的另外如果要与现场的仪表传感器进行系统联调的时候还要有一台信号发生器来模拟现场仪表的信号以确定当发生问题时现场的信号是完好的还有一台结实的手提电脑是你编程和调试的必需的工具虽然这些工具你可以要求用户准备好但是作为一个职业的PLC工程师如果连这几样工具都没有会被用户怀疑你的职业水平的其它的一些仪器仪表如果需要的话你可以向公司或者客户提出来让他们提前准备比如示波器稳压电源等等毕竟这些不那么通用的仪器通常是不可能随身携带或备用的
          有一些常被忽视的小东西你准备了之后一定有用的如电气胶带?#20154;?#22871;管打火机你吸烟的话自?#25442;?#26377;没有别人也会有束线带还有如果现场接线已经完成了要准备好一些与信号线相同的电缆和一些固定基座的螺丝你可能怀疑要这些做什?#20174;ã?#30456;信我带上这些虽然?#34892;?#21482;?#23548;?#20998;钱但到了现场后可能会节约你一天甚至几天的时间尤其是你去的地方是在一个偏远的山区的时候虽然在发货的时候厂家都?#26032;?#19997;钉但是到了现场什么都有可能发生如果螺丝钉?#36824;?#32780;这是每次都必然发生的会引起许多问题
          除了以上的东西就是这次调试所要带的备品备件了虽然现场的货物清单可能会已经考虑了备品备件的问题但为了应付万一的情况?#34892;?#22791;件你最好还是自己要随身携带首先是PLC的基板有的成为机架电源CPU模块因为这些是一台PLC能够工作的基础如果现场只有一套系统那么这些模块就只有一个假如没有备分的话一旦出现故障你的所有的工作都必须停下来因此最好带上一?#20303;?br>    其它的I/O模块和通讯模块如果现场只有一个的你都要考虑在多带一个对于那些现场已经有两块以上的模块你就不用考虑自己带了
          二设?#24179;?#24213;工作
          如果系统设计不是你自己做的那么在出发前就要与系统的设计人员进行充分的?#20302;?#23545;于不清楚?#31570;?#26126;白的地方一定要弄清楚确保自己清晰地理解了要完成的工作目标和设计者的意图不要轻易否定设计者的方案也不要轻易地说别人那里设?#39057;?#19981;行
          但是因为你是从事现场的工程师因此也不必过于迷信设计者你可以提出自己的建议比如PLC的机架和CPU模块和I/O模块的搭配原则可能有时候设计师不知道你所用的 PLC的机架有4槽6槽和8槽甚至12槽的因此也许全部都选了8槽的而导致了几个槽的空?#20445;?#20320;可以建议它修改为4槽或6槽的
          方案设计中最容易出问题的地方是通讯现场调试最麻烦的地方也是通讯所以对于通讯的部分你必须清晰了解系统的框架结构并且对需要进行通讯的东西在出发前就要全部进行一遍调试而且要确认其中的所?#34892;?#35201;通讯的模块是可以通讯的比如操作台电脑触摸屏PLC变频器其它的PLC一些智能仪表和仪器如果这些东西需要通讯的话你必须要确认它们相互之间是可以通讯的如果你不确认的话就要与厂家联络并亲自再试一次如果PLC的节点数较多要考虑距离?#32479;?#23478;CPU?#21335;?#21046;
          如果系统较大远程单元本地机架数量每个机架的模块数量?#21335;?#21046;并非出于系统功能和技术?#31995;南?#21046;而是由于使用规范性?#21335;?#21046;在系统硬件组态时要考虑这些模块的搭配作用
          对于电源模块的配置,一个资深的工程师应该能够做出比较合理的搭配例如电源模块通常有5A和10A的?#30452;w?#22914;果模块较少可以选用功率小的电源模块如果模块较多则应该选用大功率的电源模块而一般如果现场仪表需要PLC也供应24V直流电源而不是采用外部电源供电如RTU的情景通常CPU所在的机架上选用大功率的电源比较合理
          此外在I/O模块的安装时根据不同?#21335;?#32479;通常同型号的模块放置在一起但是如果对于输出模块与输入模块形成回路的则可以将一个回路的参量所涉及的模块放置在一个机架上或一个CPU所控制的机架上比较合理有的设计师在设计的时候?#25442;?#32771;虑这一点你可以调整过来
          在选型的时候因为各种PLC都有大型中型小型的?#30452;w?#36825;些?#30452;?#20027;要是由CPU模块的性能不同造成的在?#23548;?#19978;并非一定大型的功能就是合适的除了价格方面的考量之外主要是如果控制点数不多小型的CPU模块完全可以胜任则小型的CPU反而比大型的CPU模块工作还要可靠一些因为小型的CPU所涉及的?#35797;?#23569;而大型CPU的?#35797;?#22810;在程序执行中为处理那些程序不需用到的?#35797;?#26102;也要分配时间去处理这样不仅造成?#35797;?#30340;浪费可能在程序处理上不及小型CPU可以更单纯和稳定地工作
          在设?#24179;?#24213;的过程中要指出的是对于设计中的任何变更你只能提建议而不是擅自做修改因为你的职责?#21069;?#29031;设计施工而不是设计因此对于任?#25991;?#21457;现的不合理的东西你可以提出意见但必须要等到设计变更确认书下到你手里后你才能按照变更后的设计工作尽管这个变更可能是你的意见还有即使最初的设计也是你做的你在变更后也要通知客户并取得客户的书面同意
          三装机步骤
          到了现场后进行系统安装前需要考?#21069;?#35013;环境是否满足PLC的使用环境要求这一点可以参考各类产品的使用手册但无论什么PLC要不能装设在下列场所含有腐蚀性气体之场所阳光直接照射到的地方温度上下值在短时间内变化急遽的地方油水化学物质容易侵入的地方有大量?#39029;?#30340;地方振动大?#19968;?#36896;成安装件移位的地方
          如果必须要在上面的环境使用则要为制作合适的控制箱采用规范和必要的防护措施如果需要在野外极低温度下使用可以使用有?#23588;?#21151;能的控制箱如何做这些防护箱或控制箱各制造商和和资格?#21335;?#32479;集成商将会为客户提供相应的供应和设计
          在使用控制箱时在控制箱内OpenPLC安装的位置要注意如下事项控制箱内空气流通是否顺畅(各装置间须保持适当的距离)变压器马达控制器变频器等是否与PLC保持?#23454;本?#31163;动力线与信号控制线是否分离配置组件装设之位置是否利于日后之检修是否需预留空间供日后系统扩充使用
          除了上述注意事项之外还有其它注意事项要留意
          四硬件模块的组态和确认
          对于各种PLC的现场硬件组态和软件调试通常有经验的工程师应该先花一些时间对自己的现场工作进行一个简单的规划通常应当采取如下的步骤
          (1) 系统的规划
          首先必须深入了解系统所需求的功能并调查可能的控制方法同时与用户或设计院共同探讨最佳之操作程序根据所归纳之结论来拟定系统规划决定所采行的PLC系统架构所需之I/O点数与I/O模块型式
          (2) I/O模块选择与地址设定
          当I/O模块选妥后依据所规划之I/O点使用情形由PLC的CPU系统自动设定I/O地址或由使用者自定I/O模块的地址
          (3) 梯形图程序的编?#20174;?#31995;统配线
          在确定好?#23548;?#30340;I/O地址之后依据系统需求的功能开始着手梯形图程序的编?#30784;?#21516;时I/O之地址已设定妥当故系?#25345;?#37197;线亦可着手进行
          (4) 梯形图程序的仿真与修改
          在梯形图程序撰写完成后将程序写入PLC便可先行在PC与OpenPLC系统做在线连接以执行在线仿真作业?#28909;?#31243;序执行功能有误则必须进行除错并修改梯形图程序
          (5) 系统试车与?#23548;试?#36716;
          在线上程序仿真作业下若梯形图程序执行功能正确无误且系统配线亦完成后便可使系统纳入?#23548;试?#36716;项目计划亦告完成
          6程序注释和归档
          为确保日后维修的便利要将试车无误可供?#23548;试?#36716;的梯形图程序做批注并加以整理归档方能缩短日后维修与查阅程序之时间这是职业工程师的良好习惯无论对今后自己进行维护或者?#24179;?#29992;户这都会带来极大的便利而且是你的职业水准的一个体现
          以上工作中复杂?#21335;?#32479;规划可能需要几天甚至更长的时间但一个简单?#21335;?#32479;规划在一个具有良好的职业习惯的编程工程师手中可能只需要几个小时
          这里要强调一个问题是十分简单但却几乎每个项目都会发生的那就是对PLC的接线这往往是经验不足的工程师常常忽略的一个问题其实现场调试大部分的问题和工作量都是在接线方面有经验的工程师首先应当检查现场的接线通常如果现场接线是由用户或者其它的施工人员完成的则通过看其接线?#24049;?#25509;线的外观就可以对接线的质量有个大致的判断然后要对所有的接线进行一次完整而认真的检查现场由于接线错误而导致PLC被烧坏的情况屡次发生在进行真正的调试之前一定要认真地检查即便接线不是你的工作检查接线也是你的义务和责任而且可以省去你后面大量的时间
          五通讯的设置
          现在的PLC大多数需要与人机界面进行连接而下面也常常有变频器需要进行通讯而在需要多个CPU模块?#21335;?#32479;中可能不同的CPU所接的I/O模块的参量?#34892;?#35201;协同处理的地方或者即使不需要协同控制可能也要送到某一个中央控制室进行集中显示或保存数据即便只有一个CPU模块如果有远程单元的话就牵涉到本地CPU模块与远程单元模块的通讯此外即使只有本地单元CPU模块也需要通过通讯口与编程器进行通讯因此PLC的通讯是十分重要的而且由于涉及到不同厂家的产品通讯往往是令人头痛的问题
          PLC的通讯有RS232RS485以太网等几种方式通讯协议有MODBUSPROFIBUSLONWORKSDEVICENET等等通常以MODBUS协议使用得最为广泛而其它的协议则与产品的品牌有关今后应该是工业以太网协议会越来越普遍
          PLC与编程器或手提电脑的通讯大部分采用RS232协议的串口通讯用户在进行程序下载和诊断时都是这种方式但是这种通讯的方式绝不仅限于此在大量的机械设备控制系统中PLC都是采用这种方式与人机界面进行通讯的人机界面通常也是采用串口协议则以MODBUS为主或者是专门的通讯协议而界面方面则由HMI的厂家提供软件来进行设计
          现在的PANEL PC也有采用这种方式来进行通讯的在PANEL PC上运行一些组态软件通过串口来存取OpenPLC的数据由于PANEL PC的逐渐轻型化?#22270;?#26684;?#21335;陆?#36825;种方式也越来越多地被使用
          在需要对多台PLC进行联网的时候如果PLC的数量不是很多15个节点以内数据传输量不大?#21335;?#32479;常采用的方式是通过RS485所组成的一个简单串行通讯口连接的通讯网络由于这种通讯方式编程简单程序运行可靠结构也比较合理因此很受离散制造行业的工厂工程师的欢迎在总的I/O点数不超过上10000个开关量I/O点占80%以?#31995;南?#32479;都可以采用这种通讯方式能够稳定而可靠地运行
          如果对通讯速度要求较高的场合可以采用点到点的以太网通讯方式使用控制器的点到点通讯指令通过标准的以太网口用户可以在控制器之间或者扩展控制器的存储器之间进行数据?#25442;?#36825;PLC较为广泛使用的一种多CPU模块的通讯方式与串口的RS485所构成的点对点网络相比由于以太网的速度大大加快加上同样具有连接简单编程方便的优势更方便的是与上?#25442;?#21487;以直接通过以太网进行通讯因此很受用户的欢迎甚至在一些单台PLC和一台PANEL PC构成的人机界面?#21335;?#32479;中由于PANEL PC中通常?#24515;?#32622;的以太网口也有用户采用这种通讯方式目前OpenPLC对一些SCADA系统和连续流程行业的远程监控系统和控制系统基本上采用这样的方式
          还有一种分布式网络在大型PLC系统中是最为广泛考虑的结构通过使用人机界面(HMI)和DDE 服务器均可获得对象控制器的数据同时可以通过Internet远程获得该控制器的数据各个CPU独立运行通过以太网结构采用C/S方式进行数据的存取数据的采集和控制功能的实现都在OpenPLC的CPU模块中实现而数据的保存则在上?#25442;?#30340;服务器中完成数据?#21335;?#31034;和打印等则通过HMI界面和组态软件来实现
          六软件调试
          PLC的内部固化了一套系统软件?#27807;?#20320;开始能够进行初始化工作和对硬件的组态PLC的启动设置看门狗中断设置通讯设置I/O模块地址识别都是在PLC?#21335;?#32479;软件中进行的
          每种PLC都有各自的编程软件作为应用程序的编程工具常用的编程语言是梯形图语言也有STIL和其它的语言如何使用编程语言进行编程这里就不细述了
          但是用一?#30452;?#31243;语言编出十分优化的程序则是工程师编程水平的体现每一种PLC的编程语言都有自己的特色指令的设计与编排思路都不一样如果对一种PLC的指令十分熟悉就可以编出十分简洁优美流畅的程序例如对于同样的一款PLC的同样一个程序的设计如果编程工程师对指令不熟悉编程技巧也差的话需要1000条语句但一个编程技巧高超的工程师可能只需要200条语句就可以实现同样的功能程序的简洁不仅可以节约内存出错的概率也会小很多程序的执行速度也快很多而且今后对程序进行修改和升级也容易很多
          所以虽然说所有的PLC的梯形图逻辑都大同小异一个工程师只要熟悉了一种PLC的编程再学习第二个品牌的PLC就可以很快上手但是工程师在使用一个新的PLC的时候还是应该仔细将新的PLC的编程手册认真看一遍看看指令的特别之处尤其是自己可能要用到的指令并考虑如何利用这些特别的方式?#20174;?#21270;自己的程序
          各个PLC的编程语言的指令设计界面设计都不一样不存在孰优孰劣的问题主要是风格不同我们不能武?#31995;P等?#33777;PLC的编程语言不如西门子的STEP7也不能说STEP7比ROCKWELL的RSLOGIX要好所谓的好与不好大部分是工程师形成的编程习惯与编程语言的设?#21697;?#26684;是否适用的问题
          现场常常需要对已经编好的程序进行修改修改的原因可能是用户的需求变更了可能是发现了原来编程时的错误或者是PLC运行时发生了电源中断?#34892;?#29366;态数据会丢失如非保持的定时器会复位输入?#25104;?#21306;会刷新输出?#25104;?#21306;可能会清零但状态文件的所有组态数据和偶然的事件如计数器的累计值会被保存
          工程师在这个时候可能会需要对PLC进行编程使某些内存可以?#25351;?#21040;缺省的状态在程序不需要修改的时候可以设计应用默认途径来重新启动或者利用首次扫描位的功能
          所有的智能I/O模块包括模拟量I/O模块在进入编程模式后或者电源中断后都会丢失其组态数据用户程序必须确认每次重新进入运行模式时组态数据能够被重新写入智能I/O模块
          在现场修改已经运行时常被忽略的一个问题是工程师忘记将PLC切换到编程模式虽然这个错误不难发现但工程师在疏忽时往往会误以为PLC发生了故障因?#35828;?#35823;了许多时间
          另外在PLC进行程序下载时许多PLC是不允许进行电源中断的因为这时旧的程序已经部?#30452;?#25913;写但新的程序?#32622;?#26377;完全写完因此如果电源中断会造成PLC无法运行这时可能需要对PLC的底层软件进行重新装入而许多厂家是不允许在现场进行这个操作的大部?#20013;?#30340;PLC已经将用户程序与PLC?#21335;?#32479;程序分开了可以避免这个问题
          七结语
          现场工程师的工作是十分重要的要想成为一个?#21028;?#30340;现场工程师首先要对现场的工作有热情甚至****然后要有严谨和耐心的态度现场的工作环境不想在自己的公司里那么舒适常常是又脏?#33268;?#30340;而且由于有工期和时间?#21335;?#21046;压力也很大而且要面对用户和其它专业(如电气仪表工艺管线施工等的现场人员的要求和指责需要?#34892;?#35843;和灵活变通的能力另外现场工程师与研发工程师在工作中有一个很大的不同点在于在现场你的最重要的任务是保证系统能?#35805;?#26102;正常运行如果一个方案暂时走不通要立即考虑第二甚至第三方案哪怕是先将就一下也要使系统能够先正常工作起来而研发工作是不能变通的你要实现这个功能必须用这个办法其它方法虽然可以实现但你是不能使用的许多现场工程师由于不了解这个差别常常在现场钻入牛角尖一条路走到死结果导致了现场调试工作的延误这也是为什么一个?#21028;?#30340;研发工程师往往并不是一个好的现场工程师的原因现场的工程师必须有开放的头脑和灵活的心态当然是建立在严谨的工作态度的基础之上的
          此外尽管现场工作压力十分巨大但要注意劳逸结合有时候三天三夜不离开现场似乎是必要的但对于一个编程和调试工程师来说可能回去睡它一个好觉工作一定会完成得更快如果在现场的调试时间很长则抽出一两天放松一下也是十?#30452;?#35201;的有时候游山玩水也是工作
          另外一个?#21028;?#30340;现场工程师主要依靠的是工作经验的积累与个人的天分关系不大只要勤恳并做过足够多?#21335;?#30446;那么绝大多数人都是可以成为一个?#21028;?#30340;现场工程师的所需要的时间可能是三年五年也可能?#21069;?#24180;一年
         
          首先比?#29616;?#35201;的是静电的隔离静电是无形的杀手但可能因为?#25442;?#23545;人造成生命危险所以许多人常常忽视它在中国的北方干燥的场所人体身上的静电都是造成静电损坏电子组件的因素虽然你被静电打到的话只?#36824;?#26159;轻微的?#33268;?#20294;这对PLC和其它任何电子器件就足以?#26053;?#20102;
          要避免静电的冲击有下列三种方式在进行维修或更换组件时请先碰触接地的金属以去除身上的静电不要碰触电路板上的接头或是IC接?#29275;?#30005;子组件不使用时请用有隔离静电的包装物将组件放置在里面想象PLC里的元器件是一个娇嫩的婴儿而那些静电会导致这个婴儿死亡你就会更容易以正确的态度对待这个问题了
          基座安装(RACK)时在决定控制箱内各种控制组件及线槽位置后要依照图纸所示尺寸标定孔位钻孔后将固定螺丝旋紧到基座牢固为止在装?#31995;?#28304;供应模块前必须同时注意电源线上的接地端有无与金属机壳连结若无则须接上接地不好的话会导致一系列的问题静电浪涌外干?#29275;?#31561;等由于不接地往往PLC也能够工作因此不少经验不足的工程师就误以为接地不那么重要了这就像登山的时候没有系上保护缆绳一样虽然你正常前进的时候保护缆绳没有任何作用但一旦你失足的时候没?#24515;?#26681;绳子你的生命就完结了PLC的接地就相当于给PLC系上保护缆绳
          在I/O模块安装时须注意如下事项I/O模块插入机架上的槽位前要先确认模块是否为自己所预先设计的模块I/O模块在插入机架上的导槽时务必插到底以确保各接触点是紧密结合的模块固定螺丝务必锁紧接线端子排插入后其上下螺丝必须旋紧由于现场的变压器电机等影响多少会有振动如果这些螺丝钉松动了会导致模块从机架中松开
         
         
         

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       评论人署名jhkdklw 评论时间2011-3-31 22:44:00

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          经典
       评论人署名修电器的 评论时间2011-8-14 21:31:00

      我要发表评论 

          学习了
       评论人署名POI9015 评论时间2014-3-2 11:11:00

      我要发表评论 

          非常好的文章学习了?#34892;?/font>

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