PLC现场安装、调试全流程实战经验

PLC现场安装、调试全流程实战经验

PLC控制系统的安装与调试，涉及到各项⼯作，并且只能按序进⾏，⼀环紧扣⼀环，稍有不慎都将导致调试失败，不但延误⼯期，甚⾄会损坏设备。本⽂介绍了在现场实践中总结出的PLC控制系统的安装与调试技术经验，并对现场经常出现的安装、调试相关问题，提出探讨意见和解决⽅案。

合理安排系统安装与调试程序，是确保⾼效优质地完成安装与调试任务的关键。1.前期技术准备

系统安装调试前的技术准备⼯作越充分，安装与调试就会越顺利。前期技术准备⼯作包括下列内容：(1)熟悉PC随机技术资料、原⽂资料，深⼊理解其性能、功能及各种操作要求，制订操作规程。

(2)深⼊了解设计资料、对系统⼯艺流程，特别是⼯艺对各⽣产设备的控制要求要有全⾯的了解，在此基础上，按⼦系统绘制⼯艺流。程联锁图、系统功能图、系统运⾏逻辑框图、这将有助于对系统运⾏逻辑的深刻理解，是前期技术准备的重要环节。(3)熟悉各⼯艺设备的性能、设计与安装情况，特别是各设备的控制与动⼒接线图，并与实物相对照，以及时发现错误并纠正。

(4)在全⾯了解设计⽅案与PC技术资料的基础上，列出PC输⼊输出点号表(包括内部线圈⼀览表，I/O所在位置，对应设备及各I/O点功能)。

(5)研读设计提供的程序，对逻辑复杂的部分输⼊、输出点绘制时序图，⼀些设计中的逻辑错误，在绘制时序图时即可发现。(6)分⼦系统编制调试⽅案，然后在集体讨论的基础上综合成为全系统调试⽅案。

2.PLC商检

商检应有甲⼄双⽅共同进⾏，应确认设备及备品、备件、技术资料、附件等的型号、数量、规格，其性能是否完好待实验室及现场调试时验证。商检结果，双⽅应签署交换清单。3.实验室调试

(1)PLC的实验室安装与开通制作⾦属⽀架，将各⼯作站的输⼊、输出模块固定其上，按安装提要以同轴电缆将各站与主机、编程器、打印机等相连接，检查接线正确，供电电源等级与PLC电压选择相符合后，按开机程序送电，装⼊系统配置带，确认系统配置，装⼊编程器装载带、编程带等，按操作规程将系统开通，此时即可进⾏各项操作试验。(2)键⼊⼯作程序

(3)模拟I/O输⼊、输出，检查修改程序本步骤的⽬的在于验证输⼊的⼯作程序的正确性，该程序的逻辑所表达的⼯艺设备的联锁关系是否与设计的⼯艺控制要求相符，程序是否畅通。若不相符或不能运⾏完成全过程，说明程序有误，应进⾏修改。在这⼀过程中，对程序的理解将逐步加深，为现场调试作好了准备，同时也可以发现程序不合理和不完善的部分，以便进⼀步优化。

调试⽅法有两种：

①模拟⽅法：按设计做⼀块调试板，以钮⼦开关模拟输⼊节点，以⼩型继电器模拟⽣产⼯艺设备的继电器与接触器，其辅助接点模拟设备运⾏时的返回信号节点。其优点是具有模拟的真实性，可以反映出开关速度差异很⼤的现场机械触点和PLC内的电⼦触点相互连接时，是否会发⽣逻辑误动作。其缺点是需要增加调试费⽤和部分调试⼯作量。

②强置⽅法：利⽤PLC强置功能，对程序中涉及现场的机械触点(开关)，以强置的⽅法使其“通”、“断”，迫使程序运⾏。其优点是调试⼯作量⼩，简便，不需另外增加费⽤。缺点是逻辑验证不全⾯，⼈⼯强置模拟现场节点“通”、“断”，会造成程序运⾏不能连续，只能分段进⾏。

根据我们现场调试的经验，对部分重要的现场节点采取模拟⽅式，其余的采⽤强置⽅式，取⼆者之长互补。逻辑验证阶段要强调逐⽇填写调试⼯作⽇志，内容包括调试⼈员、时间、调试内容、修改记录、故障及处理、交接验收签字，以建⽴调试⼯作责任制，留下调试的第⼀⼿资料。对于设计程序的修改部分，应在设计图上注明，及时征求设计者的意见，⼒求准确体现设计要求。

4.PLC的现场安装与检查

实验室调试完成后，待条件成熟，将设备移⾄现场安装。安装时应符合要求，插件插⼊牢靠，并⽤螺栓紧固；通信电缆要统⼀型号，不能混⽤，必要时要⽤仪器检查线路信号衰减量，其衰减值不超过技术资料提出的指标；测量主机、I/O柜、连接电缆等的对地绝缘电阻；测量系统专⽤接地的接地电阻；检查供电电源等等，并做好记录，待确认所有各项均符合要求后，才可通电开机。

5.现场⼯艺设备接线、I/O接点及信号的检查与调整

对现场各⼯艺设备的控制回路、主回路接线的正确性进⾏检查并确认，在⼿动⽅式下进⾏单体试车；对进⼊PLC系统的全部输⼊点(包括转换开关、按钮、继电器与接触器触点，限位开关、仪表的位式调试开关等)及其与PLC输⼊模块的连线进⾏检查并反复操作，确认其正确性；对接收PLC输出的全部继电器、接触器线圈及其他执⾏元件及他们与输出模块的连线进⾏检查，确认其正确性；测量并记录其回路电阻，对地绝缘电阻，必要时应按输出节点的电源电压等级，向输出回路供电，以确保输出回路未短路，否则，当输出点向输出回路送电时，会因短路⽽烧坏模块。

⼀般来说，⼤中型PLC如果装上模拟输⼊输出模块，还可以接收和输出模拟量。在这种情况下，要对向PLC输送模拟输⼊信号的⼀次检测或变送元件，以及接收PLC模拟输出的调节或执⾏装置进⾏检查，确认其正确性。必要时，还应向检测与变送装置送⼊模拟输

⼊量，以检验其安装的正确性及输出的模拟量是否正确并是否符合PLC所要求的标准；向接收PLc模拟输出信号调节或执⾏元件，送⼈与PLC模拟量相同的模拟信号，检查调节可执⾏装置能否正常⼯作。装上模拟输⼊与输出模块的PLC，可以对⽣产过程中的⼯艺参数(模拟量)进⾏监测，按设计⽅案预定的模型进⾏运算与调节，实⾏⽣产⼯艺流程的过程控制。

本步骤⾄关重要，检查与调整过程复杂且⿇烦，必须认真对待。因为只要所有外部⼯艺设备完好，所有送⼊PLC的外部节点正确、可靠、稳定，所有线路连接⽆误，加上程序逻辑验证⽆误，则进⼊联动调试时，就能⼀举成功，收到事半功倍的效果。6.系统模拟联动空投试验

本步骤的试验⽬的是将经过实验室调试的PLC机及逻辑程序，放到实际⼯艺流程中，通过现场⼯艺设备的输⼊、输出节点及连接线路进⾏系统运⾏的逻辑验证。试验时，将PLC控制的⼯艺设备(主要指电⼒拖动设备)主回路断开⼆相(仅保留作为继电控制电源的⼀相)，使其在送电时不会转动。按设计要求对⼦系统的不同运转⽅式及其他控制功能，逐项进⾏系统模拟实验，先确认各转换开关、⼯作⽅

式选择开关，其他预置开关的正确位置，然后通过PLC起动系统，按联锁顺序观察并记录PLC各输出节点所对应的继电器、接触器的吸合与断开情况，以及其顺序、时间间隔、信号指⽰等是否与设计的⼯艺流程逻辑控制要求相符，观察并记录其他装置的⼯作情况。对模拟联动空投实验中不能动作的执⾏机构，料位开关、限位开关、仪表的开关量与模拟量输⼊、输出节点，与其他⼦系统的联锁等，视具体情况采⽤⼿动辅助、外部输⼊、机内强置等⼿段加以模拟，以协助PLC指挥整个系统按设计的逻辑控制要求运⾏。7.PLC控制的单体试车

本步骤试验的⽬的是确认PLC输出回路能否驱动继电器、接触器的正常接通，⽽使设备运转，并检查运转后的设备，其返回信号是否能正确送⼈PLC输⼊回路，限位开关能否正常动作。

其⽅法是，在PLC控制下，机内强置对应某⼀⼯艺设备(电动机、执⾏机构等)的输出节点，使其继电器、接触器动作，设备运转。这时应观察并记录设备运输情况，检查设备运转返回信号及限位开关、执⾏机构的动作是否正确⽆误。

试验时应特别注意，被强置的设备应悬挂运转危险指⽰牌，设专⼈值守。待机旁值守⼈员发出指令后，PLC操作⼈员才能强置设备起动。应当特别重视的是，在整个调试过程中，没有充分的准备，绝不允许采⽤强置⽅法起动设备，以确保安全。8.PLC控制下的系统⽆负荷联动试运转

本步骤的试验⽬的是确认经过单体⽆负荷试运的⼯艺设备与经过系统模拟试运证明逻辑⽆误的PLC联接后，能否按⼯艺要求正确运⾏，信号系统是否正确，检验各外部节点的可靠性、稳定性。试验前，要编制系统⽆负荷联动试车⽅案，讨论确认后严格按⽅案执⾏。试验时，先分⼦系统联动，⼦系统的连锁⽤⼈⼯辅助(节点短接或强置)，然后进⾏全系统联动，试验内容应包括设计要求的各种起停和运转⽅式、事故状态与⾮常状态下的停车、各种信号等。总之，应尽可能地充分设想，使之更符合现场实际情况。事故状态可⽤强置⽅法模拟，事故点的设置要根据⼯艺要求确定。

在联动负荷试车前，⼀定要再对全系统进⾏⼀次全⾯检查，并对操作⼈员进⾏培训，确保系统联动负荷试车⼀次成功。信号衰减问题的讨论

(1)从PLC主机⾄I/O站的信号最⼤衰减值为35dB。因此，电缆敷设前应仔细规划，画出电缆敷设图，尽量缩短电缆长度(长度每增加1km，信号衰减0.8dB)；尽量少⽤分⽀器(每个分⽀器信号衰减14dB)和电缆接头(每个电缆接头信号衰减1dB)。(2)通信电缆最好采⽤单总线⽅式敷设，即由统⼀的通信⼲线通过分⽀器接I/O

站，⽽不是呈星状放射状敷设。PLC主机左右两边的I/O站数及传输距离应尽可能⼀致，这样能保证⼀个较好的⽹络阻抗匹配。

(3)分⽀器应尽可能靠近I/O站，以减少⼲扰。

(4)通信电缆末端应接75Ω电阻的BNC电缆终端器，与各I/O柜相连接，将电缆由I/O柜拆下时，带75Ω电阻的终端头应连在电缆⽹络的⼀头，以保持良好的匹配。

(5)通信电缆与⾼压电缆间距⾄少应保证40cm/kV；必须与⾼压电缆交叉时，必须垂直交叉。

(6)通信电缆应避免与交流电源线平⾏敷设，以减少交流电源对通信的⼲扰。同理，通信电缆应尽量避开⼤电机、电焊机、⼤电感器等设备。

(7)通信电缆敷设要避开⾼温及易受化学腐蚀的地区。

(8)电缆敷设时要按0.05%/℃留有余地，以满⾜热胀冷缩的要求。(9)所有电缆接头，分⽀器等均应连接紧密，⽤螺钉紧固。

(10)剥削电缆外⽪时，切忌损坏屏蔽层，切断⾦属铂与绝缘体时，⼀定要⽤剥线钳，切忌刻伤损坏中⼼导线。系统接地问题的讨论

(1)主机及各分⽀站以上的部分，其接地应⽤10mm2的编织铜线汇接在⼀起经单独引下线接⾄独⽴的接地⽹，⼀定要与低压接地⽹分开，以避免⼲扰。系统接地电阻应⼩于4Ω。PLC主机及各屏、柜与基础底座间要垫3mm厚橡胶使之绝缘、螺栓也要经过绝缘处理。

(2)I/O站设备本体的接地应⽤单独的引下线引⾄共⽤接地⽹。

(3)通信电缆屏蔽层应在PLC主机侧I/O处理模块处⼀起汇集接到系统的专⽤接地⽹，在I/O站⼀侧则不应接地。电缆接头的接地也应通过电缆屏蔽层接⾄专⽤接地⽹。要特别提醒的是决不允许电缆屏蔽层有⼆点接地形成闭合回路，否则易引起⼲扰。(4)电源应采⽤隔离⽅式，即电源中性线浮地，当不平衡电流出现时将经电源中性线直接进⼊系统中性点，⽽不会经保护接地形成回路，造成对PLC运⾏和⼲扰。(5)I/O模块的接地接⾄电源中性线上。调试中应注意的问题

(1)系统联机前要进⾏组态，即确定系统管理的I/O点数，输⼊寄存器、保持寄存器数、通信端⼝数及其参数、I/O站的匹配及其调度⽅法、⽤户占⽤的逻辑区⼤⼩，等等。组态⼀经确认，系统便按照⼀定的约束规则运⾏。重新组态时，按原组态的约定⽣成的程序将不能在新的组态下运⾏，否则会引起系统错乱。因此，第⼀次组态时⼀定要慎重，I/O站、I/O点数，寄存器数、通道端⼝数、⽤户存储空间等均要留有余地，必须考虑到近期的发展。但是，I/O站、I/O点数、寄存器数、端⼝数等的设置，都要占⽤⼀定的内存，同时延长扫描时间，降低运⾏速度。因此，余量⼜不能留得太多。特别要引起注意的是运⾏中的系统⼀定不能重新组态。

(2)对于⼤中型PLC机来说，由于CPU对程序的扫描是分段进⾏的，每段程序分段扫描完毕，即更新⼀次I/O点的状态，因⽽⼤⼤提⾼了系统的实时性。但是，若程序分段不当，也可能引起实时性降低或运⾏速度减慢的问题。分段不同将显著影响程序运⾏的时间，特别是对于个别程序段特长的情况尤其如此。⼀般地说，理想的程序分段是各段程序有⼤致相当的长度。