PLC現(xiàn)場(chǎng)工程師工作指南（上）
. F( W0 Y% z* [& N! T/ R. Q (未知) 2007-8-26 10:37:00
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4 M6 x' i! f7 H+ `7 Z, S& B 在我從事自動(dòng)化的職業(yè)生涯近二十年的時(shí)間里，我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的工程師的能力和工作水平的高低，對(duì)于一個(gè)項(xiàng)目的成敗是最關(guān)鍵的因素。但許多工程師在趕赴現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行任務(wù)前，缺乏必要的心理準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備，因此，到現(xiàn)場(chǎng)后根本無法發(fā)揮自己的能力。因此，在這里把自己的一些體會(huì)寫出來，希望能夠?qū)λ械募夹g(shù)工程師有一些啟發(fā)。
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/ _. z2 q* K& a# A一、出發(fā)前的準(zhǔn)備5 m- }( U: G: |9 g* Z
從事PLC的技術(shù)支持的人，如果是要到現(xiàn)場(chǎng)開始進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，無論是對(duì)OEM客戶，還是對(duì)一個(gè)過程控制的系統(tǒng)集成，都要在事先做好一些準(zhǔn)備工作。就像一個(gè)“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(zhǔn)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(gè)職業(yè)的PLC技術(shù)支持工程師，也有不少的東西是要準(zhǔn)備的。
' Z% X4 e# z6 R S$ J9 w* S 首先要安排自己的行程計(jì)劃和衣食住行。如果是需要住宿的話，那么如何定機(jī)票、酒店（旅館、招待所），這里就不多說了。如果時(shí)間很長(zhǎng)（如超過一個(gè)月），為了省錢，就要考慮在當(dāng)?shù)刈夥孔恿?，尤其是出發(fā)的是一個(gè)小組，而不是一個(gè)人的時(shí)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(duì)你完成任務(wù)的影響力并不亞于你的專業(yè)水平。想象一下，你到了現(xiàn)場(chǎng)，因?yàn)槭澄镏卸緦?dǎo)致一個(gè)星期拉痢疾的情況會(huì)對(duì)工作造成什么樣的影響，就知道該準(zhǔn)備那些東西了。通常，有經(jīng)驗(yàn)的自動(dòng)化公司的行政部門會(huì)為工程師考慮好這些情況，但是，作為工程師自己一定要進(jìn)行確認(rèn)，看看是否所有的事情都已經(jīng)安排好了。" L& K. r" J; e% I) P2 V
安頓好了衣食住行的后，要準(zhǔn)備自己的工具。作為PLC的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工程師，并不需要很多的調(diào)試工具。但是，一個(gè)螺絲刀、一臺(tái)萬用表，還是必備的。另外，如果要與現(xiàn)場(chǎng)的儀表傳感器進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的時(shí)候，還要有一臺(tái)信號(hào)發(fā)生器來模擬現(xiàn)場(chǎng)儀表的信號(hào)，以確定當(dāng)發(fā)生問題時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)是完好的。還有，一臺(tái)結(jié)實(shí)的手提電腦，是你編程和調(diào)試的必需的工具。雖然這些工具你可以要求用戶準(zhǔn)備好，但是，作為一個(gè)職業(yè)的PLC工程師，如果連這幾樣工具都沒有，會(huì)被用戶懷疑你的職業(yè)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(zhǔn)備，比如，示波器、穩(wěn)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。* c% @' o% {" B1 ~
有一些常被忽視的小東西，你準(zhǔn)備了之后一定有用的。如，電氣膠帶、熱縮套管、打火機(jī)（你吸煙的話自然會(huì)有，沒有別人也會(huì)有），束線帶、還有，如果現(xiàn)場(chǎng)接線已經(jīng)完成了，要準(zhǔn)備好一些與信號(hào)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(xiàn)場(chǎng)后，可能會(huì)節(jié)約你一天甚至幾天的時(shí)間，尤其是你去的地方是在一個(gè)偏遠(yuǎn)的山區(qū)的時(shí)候。雖然在發(fā)貨的時(shí)候廠家都有螺絲釘，但是到了現(xiàn)場(chǎng)什么都有可能發(fā)生，如果螺絲釘不夠（而這是每次都必然發(fā)生的），會(huì)引起許多問題。# K c G E7 h$ R* o
除了以上的東西，就是這次調(diào)試所要帶的備品備件了。雖然現(xiàn)場(chǎng)的貨物清單可能會(huì)已經(jīng)考慮了備品備件的問題，但為了應(yīng)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(jī)架）、電源、CPU模塊，因?yàn)檫@些是一臺(tái)PLC能夠工作的基礎(chǔ)，如果現(xiàn)場(chǎng)只有一套系統(tǒng)，那么這些模塊就只有一個(gè)，假如沒有備分的話，一旦出現(xiàn)故障，你的所有的工作都必須停下來。因此最好帶上一套。
* h+ s# j: [7 L5 B1 \+ t9 M 其它的I/O模塊和通訊模塊，如果現(xiàn)場(chǎng)只有一個(gè)的，你都要考慮在多帶一個(gè)。對(duì)于那些現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)有兩塊以上的模塊，你就不用考慮自己帶了。+ w! S% u( o6 s# r$ H' b& M! Z
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二、設(shè)計(jì)交底工作
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R. S5 U+ ` c1 e 如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)不是你自己做的，那么在出發(fā)前，就要與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行充分的溝通，對(duì)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(biāo)，和設(shè)計(jì)者的意圖。不要輕易否定設(shè)計(jì)者的方案，也不要輕易地說別人那里設(shè)計(jì)得不行。
9 g1 z* t% |3 V% f( D7 t* v {: O 但是，因?yàn)槟闶菑氖卢F(xiàn)場(chǎng)的工程師，因此，也不必過于迷信設(shè)計(jì)者。你可以提出自己的建議。比如，PLC的機(jī)架和CPU模塊和I/O模塊的搭配原則，可能有時(shí)候，設(shè)計(jì)師不知道你所用的 PLC的機(jī)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(dǎo)致了幾個(gè)槽的空缺，你可以建議它修改為4槽或6槽的。* m" E5 S- c6 w: f G7 Q7 U
方案設(shè)計(jì)中，最容易出問題的地方是通訊，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試最麻煩的地方也是通訊，所以對(duì)于通訊的部分，你必須清晰了解系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，并且對(duì)需要進(jìn)行通訊的東西在出發(fā)前就要全部進(jìn)行一遍調(diào)試，而且要確認(rèn)其中的所有需要通訊的模塊是可以通訊的。比如，操作臺(tái)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(rèn)它們相互之間是可以通訊的，如果你不確認(rèn)的話，就要與廠家聯(lián)絡(luò)，并親自再試一次。如果PLC的節(jié)點(diǎn)數(shù)較多，要考慮距離和廠家CPU的限制。
6 p- [8 z! b6 N1 x, `. c 如果系統(tǒng)較大，遠(yuǎn)程單元、本地機(jī)架數(shù)量、每個(gè)機(jī)架的模塊數(shù)量的限制，并非出于系統(tǒng)功能和技術(shù)上的限制，而是由于使用規(guī)范性的限制。在系統(tǒng)硬件組態(tài)時(shí)，要考慮這些模塊的搭配作用。
: c" T) p" o" \( E 對(duì)于電源模塊的配置,一個(gè)資深的工程師應(yīng)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(yīng)該選用大功率的電源模塊。而一般，如果現(xiàn)場(chǎng)儀表需要PLC也供應(yīng)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(jī)架上選用大功率的電源比較合理。/ p$ A' T3 ]; c8 j' V0 g
此外，在I/O模塊的安裝時(shí)，根據(jù)不同的系統(tǒng)，通常同型號(hào)的模塊放置在一起。但是，如果對(duì)于輸出模塊與輸入模塊形成回路的，則可以將一個(gè)回路的參量所涉及的模塊放置在一個(gè)機(jī)架上（或一個(gè)CPU所控制的機(jī)架上）比較合理。有的設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的時(shí)候不會(huì)考慮這一點(diǎn)，你可以調(diào)整過來。% }7 q2 W4 b9 H! b, z% C
在選型的時(shí)候，因?yàn)楦鞣NPLC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(shí)際上，并非一定大型的功能就是合適的。除了價(jià)格方面的考量之外，主要是，如果控制點(diǎn)數(shù)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?yàn)?，小型的CPU所涉及的資源少，而大型CPU的資源多，在程序執(zhí)行中，為處理那些程序不需用到的資源時(shí)，也要分配時(shí)間去處理，這樣不僅造成資源的浪費(fèi)，可能在程序處理上不及小型CPU可以更單純和穩(wěn)定地工作。
2 A; T; N2 E1 |4 M* r 在設(shè)計(jì)交底的過程中要指出的是，對(duì)于設(shè)計(jì)中的任何變更，你只能提建議，而不是擅自做修改。因?yàn)椋愕穆氊?zé)是按照設(shè)計(jì)施工，而不是設(shè)計(jì)，因此，對(duì)于任何你發(fā)現(xiàn)的不合理的東西，你可以提出意見，但必須要等到設(shè)計(jì)變更確認(rèn)書下到你手里后，你才能按照變更后的設(shè)計(jì)工作，盡管這個(gè)變更可能是你的意見。還有，即使最初的設(shè)計(jì)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。 F- V% q1 v% m, q% b1 e6 f9 I
, |' G) t! r# }+ [3 Y6 P三、裝機(jī)步驟0 M+ f, S% G5 ]5 r* {- {
% F# @0 q! j2 u! b' Y8 Q, G 到了現(xiàn)場(chǎng)后，進(jìn)行系統(tǒng)安裝前，需要考慮安裝環(huán)境是否滿足PLC的使用環(huán)境要求，這一點(diǎn)可以參考各類產(chǎn)品的使用手冊(cè)。但無論什么PLC，不都能裝設(shè)在下列場(chǎng)所：含有腐蝕性氣體之場(chǎng)所，陽(yáng)光直接照射到的地方，溫度上下值在短時(shí)間內(nèi)變化急遽的地方，油、水、化學(xué)物質(zhì)容易侵入的地方，有大量灰塵的地方，振動(dòng)大且會(huì)造成安裝件移位的地方。0 A8 N" o+ D# ^* g- B3 x* ~. e
如果必須要在上面的環(huán)境使用，則要為PLC制作合適的控制箱，采用規(guī)范和必要的防護(hù)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(hù)箱或控制箱，各制造商和和資格的系統(tǒng)集成商將會(huì)為客戶提供相應(yīng)的供應(yīng)和設(shè)計(jì)。& O' ^2 ?. s! O3 k5 h# C$ O
在使用控制箱時(shí)，在控制箱內(nèi)OpenPLC安裝的位置要注意如下事項(xiàng)：控制箱內(nèi)空氣流通是否順暢(各裝置間須保持適當(dāng)?shù)木嚯x)，變壓器、馬達(dá)控制器、變頻器等是否與PLC保持適當(dāng)距離，動(dòng)力線與信號(hào)控制線是否分離配置，組件裝設(shè)之位置是否利于日后之檢修，是否需預(yù)留空間，供日后系統(tǒng)擴(kuò)充使用。
- j- o6 @) A' [% g 除了上述注意事項(xiàng)之外，還有其它注意事項(xiàng)要留意。
' q" I3 ]* w r( P( | 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?yàn)椴粫?huì)對(duì)人造成生命危險(xiǎn)，所以許多人常常忽視它。在中國(guó)的北方、干燥的場(chǎng)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(duì)PLC和其它任何電子器件就足以致命了。
- }3 j/ l' A) o! n4 q$ e% Y 要避免靜電的沖擊有下列三種方式：在進(jìn)行維修或更換組件時(shí)，請(qǐng)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(shí)，請(qǐng)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(gè)嬌嫩的嬰兒，而那些靜電會(huì)導(dǎo)致這個(gè)嬰兒死亡，你就會(huì)更容易以正確的態(tài)度對(duì)待這個(gè)問題了。
' I. w7 Y* q$ ^% M6 J T4 q9 J 基座安裝(RACK)時(shí)，在決定控制箱內(nèi)各種控制組件及線槽位置后，要依照?qǐng)D紙所示尺寸，標(biāo)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(yīng)模塊前，必須同時(shí)注意電源線上的接地端有無與金屬機(jī)殼連結(jié)，若無則須接上。接地不好的話，會(huì)導(dǎo)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(jīng)驗(yàn)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(shí)候，沒有系上保護(hù)纜繩一樣，雖然你正常前進(jìn)的時(shí)候，保護(hù)纜繩沒有任何作用，但一旦你失足的時(shí)候，沒有那根繩子，你的生命就完結(jié)了。PLC的接地，就相當(dāng)于給PLC系上保護(hù)纜繩。2 {, D1 x( z9 a
在I/O模塊安裝時(shí)，須注意如下事項(xiàng)：I/O模塊插入機(jī)架上的槽位前，要先確認(rèn)模塊是否為自己所預(yù)先設(shè)計(jì)的模塊；I/O模塊在插入機(jī)架上的導(dǎo)槽時(shí)，務(wù)必插到底，以確保各接觸點(diǎn)是緊密結(jié)合的；模塊固定螺絲務(wù)必鎖緊；接線端子排插入后，其上下螺絲必須旋緊。由于現(xiàn)場(chǎng)的變壓器、電機(jī)等影響，多少會(huì)有振動(dòng)，如果這些螺絲釘松動(dòng)了，會(huì)導(dǎo)致模塊從機(jī)架中松開。
& H" M8 z& T7 B2 u（待續(xù)）& V3 D* a* g$ [4 G! C: J* Y
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