西门子PLC故障分析及屏蔽防护

    吴瑞辉

    摘 要：电子技术更迭换代，为工业生产与民众生活创造了便利的条件。西门子PLC作为一种控制设备，本身具备性价比较高、可靠性较强的特征，当前已经被广泛的应用于生活、工业生产等相关领域中。一些负责海运货物的重要港口码头等领域，在对货物监控、管理、通信等方面上都应用到了西门子PLC技术。然而，由于港口码头的环境相对较为恶劣，极大的影响了西门子PLC运行的可靠性，甚至造成一定的故障。故此，本文针对西门子PLC在工作中出现的故障加以分析，并提出合理的解决策略，保证港口码头的稳定运行。

    关键词：西门子；PLC故障分析；屏蔽保护

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.144

    PLC设备，是上世纪留存至今的一种电子技术，随着PLC技术体系的完善与发展，当前已经成为工业领域中必不可少的控制设备。而西门子PLC，作为西门子公司研发PLC体系中的一种产品，为工业生产创造了极大的经济效益，是当前重点应用的技术手段之一。故此，为了提升西门子PLC技术的应用效果，亟待解决西门子PLC存在的故障，加强屏蔽保护。

    1 概述西门子PLC控制体系的基本情况

    西门子PLC控制系统中，硬件设备主要有：电源模块、通讯模块、CPU、I/O模块等，主要是运用模块化的结构进行组装。除此之外，网络PLC在工业控制中的广泛应用加速了西门子PLC控制系统的升级，实现了从网絡通讯单一层面设备总线网络化到信息化网络的转变，进而提升了西门子PLC的应用价值，充分发挥了其重要的作用。

    2 分析西门子PLC控制体系中存在的故障的原因

    在系统运行中，西门子PLC控制系统若出现无规律死机的现象，同时西门子PLC系统中的CPU模块指示灯出现红色闪烁的运行状态，这种情况下借助于RESET复位也难以实现系统修复，甚至采取强制性断电并重启机器的情况下，仍然处于死机状态。为了查找出这一故障的发生原因，进行了如下的措施：

    其一，将电脑与PLC通讯电缆进行连接，然后将西门子PLC连接到STEP7软件上，借助于STEP7软件来对西门子PLC进行系统诊断，但是在Diagonstic Buffer标签页上并未发现任何故障。为了检测是否由于缺少OB组织块而导致西门子PLC死机现象，现将西门子PLC程序中的OB组织块进行从头组装，但是组装完成以后故障仍未排除。

    其二，为了找寻到西门子PLC死机故障，仍然需要继续探究。如果西门子PLC程序在工作中出现死循环现象，也会造成西门子PLC出现死机故障。为了消除这一原因，程序员将西门子PLC程序卸载重新安装，并对该系统进行科学的、系统的分析与测试等，但是整体检查后没有发现异样，所以排除了程序死循环的原因。

    其三，对西门子PLC外部接入进行分析。首先，对西门子PLC插头接入情况加以分析，特别是对西门子PLC系统中PROFIBUS-DP与DP网络通讯接口进行检查；其次，对西门子PLC接入线的断线情况、屏蔽情况等全面检查。这些检查过后，并未发现问题，因此排除了由于接线问题造成西门子PLC死机故障的问题。

    其四，如果对西门子PLC接线情况、硬件设备、程序进行检查后，并且对西门子PLC的通讯模块、I/O模块、电源模块进行充分拔插或者更换以后，故障仍未消除，则应该考虑西门子PLC系统之外的因素。如当西门子PLC处于港口码头工作中，需要面对工况恶劣的工作环境，同时周边强电电路与强电设备产生大量的电磁干扰等，都将严重影响西门子PLC系统的稳定运行状态。故此，应该加强西门子PLC控制系统的屏蔽保护。

    3 探究如何解决西门子PLC存在的故障与屏蔽防护策略

    西门子PLC系统在实际运行中，如果防护存在干扰因素将造成西门子PLC程序混乱、信号丢失等情况，甚至致使西门子PLC出现停机问题。故此，为了消除西门子PLC的死机故障，应该加强对西门子PLC系统的防护，具体操作有：

    其一，对西门子PLC控制柜加强防护，如在控制柜的柜体外部、外壳等金属构件进行接地防护，并且将电阻控制在2Ω以内的范围。

    其二，为了防止西门子PLC系统运行中受到强电电源信号的扰乱，则应该对PLC强电电源加强维护。通常情况下，西门子PLC运用的是220V供电电压，如果供电过程中受到空间电磁的干扰，将产生感应电流与感应电压，导致西门子PLC供电段出现电压缺口或者电压尖峰，对西门子PLC的运行产生消极的影响。故此，强化西门子PLC电源防护，应该完善西门子PLC的接地处理，同时加强电源屏蔽保护，避免强电磁辐射对西门子PLC供电运行产生干扰。

    其三，由于西门子PLC输入信号线路较多，并且程序复杂，为预防周边电网对西门子PLC信号造成电磁干扰，应该对西门子PLC中的模拟I/O信号与数字等都进行防护屏蔽，进而提升线缆的屏蔽效果与抗造效果等。除此之外，针对西门子PLC中的模拟量与数字量的输入信号线，在进行布线中应该将两者保持在10cm的间距内。

    其四，加强西门子PLC接地工作的处理，提升其干扰防护质量。对于西门子PLC接地防护，应该从屏接地系统、交流保护等几个层面进行，提升西门子PLC的接地防护效果，避免西门子PLC接地运行中受到电磁系统的强力干扰。在西门子PLC电缆屏蔽接地工作中，应该运用一端接地的模式，而线缆两端接地的方法，避免两端接地出现电位差的现象。除此之外，西门子PLC接地防护应该采取单独设置的方式，预防接地系统与其他强电设备混合，避免西门子PLC系统出现死机故障。与此同时，在西门子PLC屏蔽保护中，还可以借助于屏蔽板的安装来提升屏蔽保护效果。

    4 结束语

    综上所述，西门子PLC作为当前工业生产领域中较为关键性的设备，被广泛的应用于诸多行业当中。港口码头中，对于西门子PLC设备的应用最多，加强西门子PLC故障的分析与处理，创新屏蔽保护策略等，能够保证西门子PLC的正常运用效果，为行业运行创造更多的经济效益。

    参考文献：

    [1]常焘.关于西门子PLC控制系统工作原理及常见故障应用分析[J].山东工业技术，2018（20）：155.

    [2]张奎.西门子PLC故障分析及屏蔽防护[J].民营科技，2017（02）：

    26.

    [3]余春燕.西门子PLC故障实例分析和处理探讨[J].电子技术与软件工程，2015（05）：176-177.

    [4]李锋.西门子PLC故障实例分析和处理[J].电子制作，2014（12）：

    254-255.