PLC現場工程師工作指南
http://www.debgrams.com 2014-02-10 17:13 來源：
從事自動化的職業生涯里，發現現場調試的工程師的能力和工作水平的高低，對于一個項目的成敗是最關鍵的因素。但許多工程師在趕赴現場執行任務前，缺乏必要的心理準備和技術準備，因此，到現場后根本無法發揮自己的能力。因此，在這里把一些內容寫出來，希望能夠對現場技術工程師有所幫助。
一、出發前的準備
從事PLC的技術支持的人，如果是要到現場開始進行系統調試，無論是對OEM客戶，還是對一個過程控制的系統集成，都要在事先做好一些準備工作。就像一個“驢友”出行前，要更換自己的服裝尤其是鞋子，帶好水、食品，還要準備在野外的一些防身用品，如果是過夜的話，還要有帳篷、手電筒等一樣，作為一個職業的PLC技術支持工程師，也有不少的東西是要準備的。
首先要安排自己的行程計劃和衣食住行。如果是需要住宿的話，那么如何定機票、酒店（旅館、招待所），這里就不多說了。如果時間很長（如超過一個月），為了省錢，就要考慮在當地租房子了，尤其是出發的是一個小組，而不是一個人的時候。衣食住行，這些問題與普通的旅行是一樣的，雖然這些問題對你完成任務的影響力并不亞于你的專業水平。想象一下，你到了現場，因為食物中毒導致一個星期拉痢疾的情況會對工作造成什么樣的影響，就知道該準備那些東西了。通常，有經驗的自動化公司的行政部門會為工程師考慮好這些情況，但是，作為工程師自己一定要進行確認，看看是否所有的事情都已經安排好了。
安頓好了衣食住行的后，要準備自己的工具。作為PLC的現場調試工程師，并不需要很多的調試工具。但是，一個螺絲刀、一臺萬用表，還是必備的。另外，如果要與現場的儀表傳感器進行系統聯調的時候，還要有一臺信號發生器來模擬現場儀表的信號，以確定當發生問題時，現場的信號是完好的。還有，一臺結實的手提電腦，是你編程和調試的必需的工具。雖然這些工具你可以要求用戶準備好，但是，作為一個職業的PLC工程師，如果連這幾樣工具都沒有，會被用戶懷疑你的職業水平的。其它的一些儀器儀表，如果需要的話，你可以向公司或者客戶提出來，讓他們提前準備，比如，示波器、穩壓電源等等。畢竟這些不那么通用的儀器，通常是不可能隨身攜帶或備用的。
有一些常被忽視的小東西，你準備了之后一定有用的。如，電氣膠帶、熱縮套管、打火機（你吸煙的話自然會有，沒有別人也會有），束線帶、還有，如果現場接線已經完成了，要準備好一些與信號線相同的電纜，和一些固定基座的螺絲。你可能懷疑要這些做什么用，相信我，帶上這些，雖然有些只值幾分錢，但到了現場后，可能會節約你一天甚至幾天的時間，尤其是你去的地方是在一個偏遠的山區的時候。雖然在發貨的時候廠家都有螺絲釘，但是到了現場什么都有可能發生，如果螺絲釘不夠（而這是每次都必然發生的），會引起許多問題。
除了以上的東西，就是這次調試所要帶的備品備件了。雖然現場的貨物清單可能會已經考慮了備品備件的問題，但為了應付萬一的情況，有些備件你最好還是自己要隨身攜帶。首先是PLC的基板（有的成為機架）、電源、CPU模塊，因為這些是一臺PLC能夠工作的基礎，如果現場只有一套系統，那么這些模塊就只有一個，假如沒有備分的話，一旦出現故障，你的所有的工作都必須停下來。因此最好帶上一套。
其它的I/O模塊和通訊模塊，如果現場只有一個的，你都要考慮在多帶一個。對于那些現場已經有兩塊以上的模塊，你就不用考慮自己帶了。
二、設計交底工作
如果系統設計不是你自己做的，那么在出發前，就要與系統的設計人員進行充分的溝通，對于不清楚和不明白的地方，一定要弄清楚，確保自己清晰地理解了要完成的工作目標，和設計者的意圖。不要輕易否定設計者的方案，也不要輕易地說別人那里設計得不行。
但是，因為你是從事現場的工程師，因此，也不必過于迷信設計者。你可以提出自己的建議。比如，PLC的機架和CPU模塊和I/O模塊的搭配原則，可能有時候，設計師不知道你所用的PLC的機架有4槽、6槽和8槽，甚至12槽的，因此，也許全部都選了8槽的，而導致了幾個槽的空缺，你可以建議它修改為4槽或6槽的。
方案設計中，最容易出問題的地方是通訊，現場調試最麻煩的地方也是通訊，所以對于通訊的部分，你必須清晰了解系統的框架結構，并且對需要進行通訊的東西在出發前就要全部進行一遍調試，而且要確認其中的所有需要通訊的模塊是可以通訊的。比如，操作臺電腦、觸摸屏、PLC、變頻器、其它的PLC、一些智能儀表和儀器，如果這些東西需要通訊的話，你必須要確認它們相互之間是可以通訊的，如果你不確認的話，就要與廠家聯絡，并親自再試一次。如果PLC的節點數較多，要考慮距離和廠家CPU的限制。
如果系統較大，遠程單元、本地機架數量、每個機架的模塊數量的限制，并非出于系統功能和技術上的限制，而是由于使用規范性的限制。在系統硬件組態時，要考慮這些模塊的搭配作用。
對于電源模塊的配置,一個資深的工程師應該能夠做出比較合理的搭配。例如，電源模塊通常有5A和10A的分別，如果模塊較少，可以選用功率小的電源模塊，如果模塊較多，則應該選用大功率的電源模塊。而一般，如果現場儀表需要PLC也供應24V直流電源而不是采用外部電源供電（如RTU）的情景，通常CPU所在的機架上選用大功率的電源比較合理。
此外，在I/O模塊的安裝時，根據不同的系統，通常同型號的模塊放置在一起。但是，如果對于輸出模塊與輸入模塊形成回路的，則可以將一個回路的參量所涉及的模塊放置在一個機架上（或一個CPU所控制的機架上）比較合理。有的設計師在設計的時候不會考慮這一點，你可以調整過來。
在選型的時候，因為各種PLC都有大型、中型、小型的分別，這些分別主要是由CPU模塊的性能不同造成的。在實際上，并非一定大型的功能就是合適的。除了價格方面的考量之外，主要是，如果控制點數不多，小型的CPU模塊完全可以勝任，則小型的CPU反而比大型的CPU模塊工作還要可靠一些。因為，小型的CPU所涉及的資源少，而大型CPU的資源多，在程序執行中，為處理那些程序不需用到的資源時，也要分配時間去處理，這樣不僅造成資源的浪費，可能在程序處理上不及小型CPU可以更單純和穩定地工作。
在設計交底的過程中要指出的是，對于設計中的任何變更，你只能提建議，而不是擅自做修改。因為，你的職責是按照設計施工，而不是設計，因此，對于任何你發現的不合理的東西，你可以提出意見，但必須要等到設計變更確認書下到你手里后，你才能按照變更后的設計工作，盡管這個變更可能是你的意見。還有，即使最初的設計也是你做的，你在變更后，也要通知客戶，并取得客戶的書面同意。
三、裝機步驟
到了現場后，進行系統安裝前，需要考慮安裝環境是否滿足PLC的使用環境要求，這一點可以參考各類產品的使用手冊。但無論什么PLC，不都能裝設在下列場所：含有腐蝕性氣體之場所，陽光直接照射到的地方，溫度上下值在短時間內變化急遽的地方，油、水、化學物質容易侵入的地方，有大量灰塵的地方，振動大且會造成安裝件移位的地方。
如果必須要在上面的環境使用，則要為PLC制作合適的控制箱，采用規范和必要的防護措施。如果需要在野外極低溫度下使用，可以使用有加熱功能的控制箱。如何做這些防護箱或控制箱，各制造商和和資格的系統集成商將會為客戶提供相應的供應和設計。
在使用控制箱時，在控制箱內OpenPLC安裝的位置要注意如下事項：控制箱內空氣流通是否順暢(各裝置間須保持適當的距離)，變壓器、馬達控制器、變頻器等是否與PLC保持適當距離，動力線與信號控制線是否分離配置，組件裝設之位置是否利于日后之檢修，是否需預留空間，供日后系統擴充使用。
除了上述注意事項之外，還有其它注意事項要留意。
首先比較重要的是靜電的隔離。靜電是無形的殺手，但可能因為不會對人造成生命危險，所以許多人常常忽視它。在中國的北方、干燥的場所，人體身上的靜電都是造成靜電損壞電子組件的因素。雖然你被靜電打到的話，只不過是輕微的酥麻，但這對PLC和其它任何電子器件就足以致命了。
要避免靜電的沖擊有下列三種方式：在進行維修或更換組件時，請先碰觸接地的金屬，以去除身上的靜電；不要碰觸電路板上的接頭或是IC接腳；電子組件不使用時，請用有隔離靜電的包裝物，將組件放置在里面。想象PLC里的元器件是一個嬌嫩的嬰兒，而那些靜電會導致這個嬰兒死亡，你就會更容易以正確的態度對待這個問題了。
基座安裝(RACK)時，在決定控制箱內各種控制組件及線槽位置后，要依照圖紙所示尺寸，標定孔位，鉆孔后將固定螺絲旋緊到基座牢固為止。在裝上電源供應模塊前，必須同時注意電源線上的接地端有無與金屬機殼連結，若無則須接上。接地不好的話，會導致一系列的問題，靜電、浪涌、外干擾，等等。由于不接地，往往PLC也能夠工作，因此，不少經驗不足的工程師就誤以為接地不那么重要了。這就像登山的時候，沒有系上保護纜繩一樣，雖然你正常前進的時候，保護纜繩沒有任何作用，但一旦你失足的時候，沒有那根繩子，你的生命就完結了。PLC的接地，就相當于給PLC系上保護纜繩。
在I/O模塊安裝時，須注意如下事項：I/O模塊插入機架上的槽位前，要先確認模塊是否為自己所預先設計的模塊；I/O模塊在插入機架上的導槽時，務必插到底，以確保各接觸點是緊密結合的；模塊固定螺絲務必鎖緊；接線端子排插入后，其上下螺絲必須旋緊。由于現場的變壓器、電機等影響，多少會有振動，如果這些螺絲釘松動了，會導致模塊從機架中松開。
四、硬件模塊的組態和確認
對于各種PLC的現場硬件組態和軟件調試，通常有經驗的工程師應該先花一些時間對自己的現場工作進行一個簡單的規劃，通常應當采取如下的步驟：
(1) 系統的規劃
首先，必須深入了解系統所需求的功能，并調查可能的控制方法，同時與用戶或設計院共同探討最佳之操作程序，根據所歸納之結論來擬定系統規劃，決定所采行的PLC系統架構、所需之I/O點數與I/O模塊型式。
(2) I/O模塊選擇與地址設定
當I/O模塊選妥后，依據所規劃之I/O點使用情形，由PLC的CPU系統自動設定I/O地址，或由使用者自定I/O模塊的地址。
(3) 梯形圖程序的編寫與系統配線
在確定好實際的I/O地址之后，依據系統需求的功能，開始著手梯形圖程序的編寫。同時，I/O之地址已設定妥當，故系統之配線亦可著手進行。
(4) 梯形圖程序的仿真與修改
在梯形圖程序撰寫完成后，將程序寫入PLC，便可先行在PC與OpenPLC系統做在線連接，以執行在線仿真作業。倘若程序執行功能有誤，則必須進行除錯，并修改梯形圖程序。
(5) 系統試車與實際運轉
在線上程序仿真作業下，若梯形圖程序執行功能正確無誤，且系統配線亦完成后，便可使系統納入實際運轉，項目計劃亦告完成。
（6）程序注釋和歸檔
為確保日后維修的便利，要將試車無誤可供實際運轉的梯形圖程序做批注，并加以整理歸檔，方能縮短日后維修與查閱程序之時間。這是職業工程師的良好習慣，無論對今后自己進行維護，或者移交用戶，這都會帶來極大的便利，而且是你的職業水準的一個體現。
以上工作中，復雜的系統規劃可能需要幾天甚至更長的時間，但一個簡單的系統規劃在一個具有良好的職業習慣的編程工程師手中，可能只需要幾個小時。
這里要強調一個問題，是十分簡單但卻幾乎每個項目都會發生的，那就是對PLC的接線。這往往是經驗不足的工程師常常忽略的一個問題。其實，現場調試大部分的問題和工作量都是在接線方面。有經驗的工程師首先應當檢查現場的接線。通常，如果現場接線是由用戶或者其它的施工人員完成的，則通過看其接線圖和接線的外觀，就可以對接線的質量有個大致的判斷。然后要對所有的接線進行一次完整而認真的檢查?，F場由于接線錯誤而導致PLC被燒壞的情況屢次發生，在進行真正的調試之前，一定要認真地檢查。即便接線不是你的工作，檢查接線也是你的義務和責任，而且，可以省去你后面大量的時間。
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