西门子PLC 在电厂应用中常见问题分析

汪磊

（东莞深能源樟洋电力有限公司，东莞523000）

0 引言

西门子PLC 凭借维护方便、易学易用、配套齐全等优势在电厂中取得了广泛应用，尤其是很多的控制系统中，比如SNCR 控制系统、脱销氨区控制系统、输煤控制系统等。PLC 技术结合了数字技术、微电子技术、信息技术等高科技，功能强大且灵活，适应范围较广，并且经过多年的发展，其稳定性和准确性有了很大的提高，同时自动控制的水平也越来越高。西门子PLC 控制系统的优势明显，不仅数字计算能力强、人机接口多，而且模拟量处理和网络工作的功能强大，被广泛应用于各个行业，工作成果显著。然而，西门子PLC 控制系统由于网络结构、工作环境等影响，在实际的电厂应用过程中经常面临各类问题，从而影响系统的安全运行，因此，为保证系统的可靠性，十分有必要分析其在实际的电厂应用中可能遇到的各类问题，以备不时之需。

1 西门子PLC 的构成及应用特点

1.1 西门子PLC 可编程序控制器的基本构成

常用的西门子PLC 可编程控制器有六个部分。 其中，CPU 模块负责收集信号，并通过用户设置的编程程序处理信号。该设备包含微存储和处理功能。因此，能够通过不同的数据和程序执行动作。此外，还有数字和模拟输入和输出模块，主要用于处理数字和模拟信号，可利用变送器、开关等设备执行输入操作。此外，数字量输入模块还可以控制阀体，报警装置和接触器。西门子PLC 系统结构如图1 所示。

1.2 西门子PLC 的主要特点和安装注意事项

1.2.1 西门子PLC 的主要特点

①西门子PLC 重量轻，体积小，能耗低。

②西门子PLC 功能丰富、配套齐全，适用性强且易于学习。西门子PLC 具有可应用于各种生产现场的多种不同类型的PLC，并且编程语言梯形图易于学习，易于使用和操作，能够大大降低工程技术的复杂性和工作量，有效减轻工作人员的劳动负担。西门子PLC 控制系统的设计简单，系统易于维护和改造，扩展性强。

图1 系统结构图

③西门子PLC 具有高可靠性和强抗干扰能力，并且制造过程十分严谨，采用的均是最先进的现代技术，可靠性较高。另外，就西门子PLC 的外部电路来说，与其他继电器接触器系统相比更具优势，极大的降低了故障发生率。

1.2.2 安装注意事项

①安装和接线：西门子PLC 电源线，控制线和I/O 线等应分开布线，需要连接处应使用双绞线连接。西门子PLC 应尽可能远离大功率机器，例如电焊机和大型电力设备等，这些是强烈的干扰源，因此禁止与高压电器安装在同一开关柜中。西门子PLC 的输入和输出接线应分开，并且应避免将输出线与高压线和电源线并联使用。

②I/O 端子接线：必须分开布置输入接线和输出接线，严禁将两者放在同一根电缆上，同时输入接线不可过长。输入端子最好使用常开触点形式连接。输出端子接线可以独立输出，也可以公共输出。西门子PLC 接线图如图2所示。

图2 西门子PLC 接线图

2 西门子PLC 在电厂应用中常见的问题

2.1 工作环境引发的问题

工作环境是由很多因素造就的，各个因素集合起来形成了工作环境，比如包括电源、空气、温度、湿度和振动等，这些因素都会影响PLC 的正常操作，造成其操作失败或异常：①温度，PLC 在电厂中的应用是有适宜的生产温度的，然而生产现场的环境温度通常无法满足要求，经常不是过高就是过低。一般来说，工作温度在0 到55°C 之间是最好的。通常若不在适宜的温度内进行操作，极易出现设备异常问题，特别是在狭窄又通风不良的空间内，更容易造成故障出现；②湿度，适宜的工作环境要求空气的湿度必须<85%，其需要保持绝缘，但是实际的工作环境中这项要求经常无法满足，尤其是液氨存储车间、化学水生产车间等，这些工作场所的特殊性决定了其湿度极难满足西门子PLC 要求的工作状态，因此，经常出现故障问题；③在电厂生产中不可避免地出现机械设备的振动，而振动必然会给PLC 设备带来巨大的不利影响，轻则影响设备的稳定性，严重时可能导致PLC 故障。

2.2 控制系统中的干扰

诸多因素均可能一定程度上影响西门子PLC 稳定运行，但最直接的因素就是电磁干扰，可能会严重影响PLC的正常操作，使得其混乱和误操作。由电磁干扰导致的问题通常表现为共模干扰和差模干扰。由于西门子PLC 系统的电源在电网中，而电网经常会遭受空间电磁干扰，并且干扰PLC 的因素还有很多，比如布线混乱、高压电器、感应负载过大等。在应用期间，若系统的内部组件和电路之间存在不匹配的问题，也会导致严重的电磁辐射，进而干扰到系统的正常运行。除了上述的干扰因素外，由于逆变器异常造成的谐波传导干扰也是不容忽视的一个重要干扰因素，极易导致电压畸变，从而产生强烈的电磁干扰。由此不难发现，强电干扰和逆变器干扰是常见问题。

3 西门子 PLC 在电厂应用中的处理措施

3.1 工作环境的应对措施

西门子PLC 在电厂应用的工作环境复杂，诸多因素都会影响到其正常运行，包括温度、湿度、振动、电源干扰、空气等，因此，有必要采取有针对性的有效措施进行改进，例如，面对温度问题时，应安装通风设备，以免造成严重的热传递；面对湿度问题时，对PLC 设备进行远程控制，并将其放置在空调室内，保证其湿度适宜；面对振动问题时，安装西门子PLC 系统减震器可以有效减弱其他设备传递的振动；面对电源的干扰问题，应安装屏蔽隔离变压器。

3.2 抗干扰措施

首先，重视干扰因素，无论是电网和电源之间的干扰，还是设备与地面之间的干扰，都应采取有效措施加以避免和减少，比如可以使用屏蔽设备隔离来自电网的干扰并减少对设备的影响。其次，RS485 网线和电源线，电源线和控制线应一一对应，并分开布线，插槽分开。最后，输入和输出线应尽可能分开，输入接线不能太长，不能放在同一根电缆中。尝试使用常开触点连接到输入端。继电器输出必须配备隔离继电器，以防止干扰问题发生，保证继电器的正常运行。

4 结语

综上所述，加强对西门子PLC 在电厂应用中常见问题的研究分析和处理对于取得良好的应用效果具有重要意义。 因此，在未来西门子PLC 技术的应用中，应加强其关键问题的研究力度，加强对常见问题的重视程度，探讨其具体处理措施的可行性，以期更好的推动西门子PLC在电厂的良性应用，具有良好的经济效益和社会效益。