PLC現(xiàn)場工程師工作指南

前言

自20世紀(jì)70年代初第一套可編程控制器問世以來，可編程控制器日益受到用戶歡迎，并得到普及和推廣，其功能和性能均獲得極大提高和改進(jìn)，目前，可編程控制器集數(shù)據(jù)采集、程序控制、參數(shù)調(diào)節(jié)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信等功能于一體，實現(xiàn)了從簡單的單機(jī)邏輯控制和順序控制，到復(fù)雜的連續(xù)控制和批量控制等控制功能，它正成為自動控制和機(jī)電一體化的重要支柱。2005年我國成立由中國機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會為首的PLCopen中國組織（PC5），邁出可喜步伐，它標(biāo)志著我國與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的決心。國內(nèi)致力開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的IEC611313編程系統(tǒng)的工作也取得長足進(jìn)展，極大促進(jìn)和加快我國自動化控制設(shè)備的發(fā)展。但標(biāo)準(zhǔn)推廣介紹、資料翻譯、可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的各級認(rèn)證和授權(quán)等還有大量工作要做。我國可編程控制器的應(yīng)用也如雨后春筍，發(fā)展迅速，但是因可編程控制器系統(tǒng)的調(diào)試通常在整個建設(shè)工程的最后階段，因此，時間緊、任務(wù)重。而應(yīng)用型技術(shù)人員匱乏，PLC現(xiàn)場工程師既不熟悉工藝生產(chǎn)過程，對儀表、機(jī)械設(shè)備等知識也了解較少，因此，延時誤工的情況時有發(fā)生。為提高我國可編程控制器的應(yīng)用水平，提高PLC現(xiàn)場工程師的技能，我們編寫了本工作指南。本指南內(nèi)容包括工藝生產(chǎn)過程的知識、機(jī)械設(shè)備的知識和儀表、計算機(jī)的知識，同時，提供了PLC的編程語言知識，便于工程師能夠了解和掌握可編程控制器的安裝、調(diào)試等工作，多快好省地完成PLC的現(xiàn)場各項工作。本指南也可作為DCS等計算機(jī)控制裝置現(xiàn)場工程師的應(yīng)用指南。本書是PLC現(xiàn)場工程師的實踐指導(dǎo)書，也是DCS現(xiàn)場工程師的重要參考資料。本指南可供剛參加工作的大專院校畢業(yè)生作為入門的指導(dǎo)書，也可供工礦企業(yè)、自控工程設(shè)計人員、科研開發(fā)單位工程技術(shù)人員工程設(shè)計和應(yīng)用、安裝和維護(hù)時的參考資料，還可作為現(xiàn)場技術(shù)人員的培訓(xùn)教材。本書分4章。其中，第1章介紹可編程控制器的基本概念、PLC現(xiàn)場工程師的任務(wù)和應(yīng)具有的技能。第2章是工藝生產(chǎn)過程和設(shè)備，介紹工藝生產(chǎn)過程的描述、工藝設(shè)備的布置、機(jī)械設(shè)備的知識和電氣儀表知識。第3章是可編程控制器的相關(guān)知識，介紹可編程控制器基礎(chǔ)、標(biāo)準(zhǔn)編程語言等。第4章介紹現(xiàn)場調(diào)試，包括現(xiàn)場接線校驗、現(xiàn)場調(diào)試、故障和干擾分析及處理、竣工資料的完成等。本書由黃海燕任主編，黎冰、何衍慶任副主編，參加本指南編寫的還有車運慧、陳偉、倪雁、陳積玉、杭一飛、馮保羅、何乙平、王朋、繆玲梅等。本書的編寫工作得到PLCopen中國組織PC5的積極支持和幫助，得到華東理工大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院等單位的關(guān)心和支持，PLCopen中國組織主席彭瑜先生十分關(guān)心本指南的編寫和出版工作。PLCopen、貝加萊、科維軟件、施耐德、SIXNET、通用電氣、一方梯隊、富士等組織和公司提供了大量資料和技術(shù)支持。錢鋒、侍洪波、王慧鋒、顧幸生、孫自強、凌志浩、王華忠、劉漫丹、王為國、楊潔等先生給予大力支持。吳堅剛、王強、李進(jìn)、沈偉愿、嚴(yán)偉達(dá)、戴自祥、李燕、李成杰、吳杉等先生提供了大量資料和技術(shù)支持。此外，洪光明、蔣明華、范秀蘭、張勝利、陳天成、顧成達(dá)、石學(xué)根、潘聯(lián)寶、周孝英、黃雅明等同志也參加了部分工作并提供了不少建議。謹(jǐn)在此一并表示衷心感謝和誠摯謝意。由于時間倉促和編著者的水平所限，疏漏在所難免，懇請讀者不吝指正。編著者

內(nèi)容概要

　　本書從實際應(yīng)用出發(fā)，介紹了PLC現(xiàn)場工程師的任務(wù)和應(yīng)具有的技能；PLC現(xiàn)場工程師應(yīng)該掌握的相關(guān)知識，包括工藝生產(chǎn)過程和機(jī)械設(shè)備的知識、電氣儀表的知識；同時，提供了PLC的編程語言知識、數(shù)字量／模擬量輸入／輸出信號等的檢測和調(diào)試程序、故障分析和處理方案，供現(xiàn)場檢測和調(diào)試參考。
　　本書不僅是PLC現(xiàn)場工程師的工作指南，也是DCS現(xiàn)場工程師的重要參考資料。可供自控儀表工程、安裝施工和設(shè)計部門有關(guān)技術(shù)人員參考，可作為現(xiàn)場技術(shù)人員的培訓(xùn)教材，還可作為剛參加工作的大專院校畢業(yè)生的入行指導(dǎo)書。

書籍目錄

1　概述
　1.1　可編程控制器基本概念
　　1.1.1　可編程控制器的發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)
　　1.1.2　可編程控制器的基礎(chǔ)知識
　1.2　PLC現(xiàn)場工程師的任務(wù)
　　1.2.1　PLC現(xiàn)場工程師的任務(wù)
　　1.2.2　PLC現(xiàn)場工程師的主要任務(wù)
　1.3　PLC現(xiàn)場工程師應(yīng)具有的技能
　　1.3.1　基本技能
　　1.3.2　工業(yè)儀表和計算機(jī)的基礎(chǔ)知識
　　1.3.3　公關(guān)和協(xié)調(diào)技能
2　工藝生產(chǎn)過程和設(shè)備
　2.1　工藝生產(chǎn)過程的描述
　　2.1.1　概述
　　2.1.2　工藝生產(chǎn)過程的圖形符號
　　2.1.3　工藝生產(chǎn)過程的文字符號
　　2.1.4　工藝管道儀表流程圖的內(nèi)容
　　2.1.5　工藝管道儀表流程圖的示例
　2.2　工藝設(shè)備的布置
　　2.2.1　設(shè)備布置圖
　　2.2.2　管口方位圖和管道布置圖
　　2.2.3　布置圖的示例
　2.3　機(jī)械設(shè)備的知識
　　2.3.1　液壓傳動裝置的圖形符號
　　2.3.2　液壓傳動的基本回路
　　2.3.3　液壓系統(tǒng)實踐
　　2.3.4　伺服控制系統(tǒng)
　2.4　電氣儀表的知識
　　2.4.1　電氣設(shè)備控制圖
　　2.4.2　過程測量與控制儀表的功能標(biāo)志及圖形符號
　　2.4.3　控制室平面布置圖和接線圖
　　2.4.4　聯(lián)鎖控制系統(tǒng)原理圖和順序控制系統(tǒng)原理圖
　　2.4.5　電纜a表和電纜連接
3　PLC知識
　3.1　PLC基礎(chǔ)
　　3.1.1　公用元素
　　3.1.2　程序組織單元
　　3.1.3　軟件模型、編程模型和通信模型
　3.2　標(biāo)準(zhǔn)編程語言
　　3.2.1　文本類編程語言
　　3.2.2　圖形類編程語言
　　3.2.3　順序功能表圖編程語言
4　現(xiàn)場調(diào)試
　4.1　現(xiàn)場接線校驗
　　4.1.1　概述
　　4.1.2　數(shù)字量信號的檢測和調(diào)試
　　4.1.3　模擬量信號的檢測和調(diào)試
　　4.1.4　可編程控制器的檢測和調(diào)試
　　4.1.5　可編程控制器通信系統(tǒng)的檢測和調(diào)試
　4.2　現(xiàn)場調(diào)試
　　4.2.1　冷態(tài)調(diào)試
　　4.2.2　熱態(tài)調(diào)試
　4.3　故障和干擾分析及處理
　　4.3.1　故障和干擾分析
　　4.3.2　可靠性分析
　4.4　竣工資料
　　4.4.1　竣工資料內(nèi)容
　　4.4.2　竣工資料的歸檔
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：系統(tǒng)組態(tài)、控制組態(tài)和操作組態(tài)由組態(tài)工程師完成。當(dāng)PLC現(xiàn)場工程師參與該項目的組態(tài)工作或負(fù)責(zé)該組態(tài)工作時，才由PLC現(xiàn)場工程師進(jìn)行檢查和修改。檢查內(nèi)容包括供電電源的電壓、頻率等性能是否符合產(chǎn)品的規(guī)定、連接線和連接電纜的連接是否正確、操作人員對不同操作權(quán)限的設(shè)置是否正確等。詳見第4章。測試內(nèi)容包括系統(tǒng)中各硬件安裝位置是否正確、操作員對操作畫面的切換和畫面調(diào)用的操作是否方便、軟鍵設(shè)置是否合適、對誤操作時的系統(tǒng)響應(yīng)情況等。數(shù)據(jù)庫的檢查和測試可編程控制器和上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)庫有不同的設(shè)置方式。有集中數(shù)據(jù)庫和分散數(shù)據(jù)庫之分。對實時數(shù)據(jù)采用實時數(shù)據(jù)庫。因此，對上位機(jī)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)應(yīng)檢查是否與可編程控制器中的有關(guān)變量建立了對應(yīng)關(guān)系、對全局變量和局部變量的設(shè)置是否正確等內(nèi)容進(jìn)行檢查，并檢查工程中變量的惟一性。（4）開車和調(diào)試在上述檢查和測試的基礎(chǔ)上，才允許進(jìn)行冷態(tài)和熱態(tài)調(diào)試。詳見第4章。冷態(tài)調(diào)試生產(chǎn)過程不送物料進(jìn)行設(shè)備運轉(zhuǎn)的調(diào)試稱為冷態(tài)調(diào)試。可根據(jù)生產(chǎn)過程的調(diào)試方案，手動強制使有關(guān)信號閉合或斷開，提供有關(guān)模擬信號，以仿真實際操作條件，檢查有關(guān)控制系統(tǒng)的運行情況是否符合規(guī)定的操作要求。熱態(tài)調(diào)試根據(jù)實際操作條件進(jìn)行模擬生產(chǎn)過程的調(diào)試稱為熱態(tài)調(diào)試。模擬操作時輸送模擬物料，例如，水或空氣，以檢查流程的正確和可靠性，檢查安全措施等。PLC現(xiàn)場工程師應(yīng)在熱態(tài)調(diào)試時配合工藝操作人員和技術(shù)人員，用手動或自動方式檢查有關(guān)設(shè)備的運行條件和執(zhí)行情況，包括對可編程控制器程序的調(diào)試等，發(fā)現(xiàn)問題并及時解決。（5）竣工圖紙和操作培訓(xùn)竣工圖紙完成竣工圖紙是PLC現(xiàn)場工程師的重要任務(wù)。因此，在平時的現(xiàn)場工作中，要勤記錄，將出現(xiàn)的問題和解決的方法都記錄備案。現(xiàn)場調(diào)試結(jié)束就可及時完成竣工圖紙等有關(guān)資料，便于建設(shè)方操作和維護(hù)?？⒐べY料的內(nèi)容見第4章。操作培訓(xùn)  由于操作人員對可編程控制器的操作、維護(hù)人員對可編程控制器的維護(hù)沒有經(jīng)驗，因此，在現(xiàn)場調(diào)試過程中和調(diào)試結(jié)束后，應(yīng)組織操作人員和維護(hù)人員，由PLC現(xiàn)場工程師進(jìn)行操作和維護(hù)的培訓(xùn)。操作培訓(xùn)和維護(hù)培訓(xùn)的內(nèi)容不同，應(yīng)分別進(jìn)行。操作培訓(xùn)的內(nèi)容分兩部分。PLC現(xiàn)場工程師進(jìn)行的操作培訓(xùn)內(nèi)容包括可編程控制器實現(xiàn)邏輯控制的有關(guān)原理、邏輯關(guān)系說明、可編程控制器有關(guān)報警信號的來源等。組態(tài)工程師培訓(xùn)的內(nèi)容包括通過人機(jī)界面如何對生產(chǎn)過程進(jìn)行操作和控制，如何調(diào)用有關(guān)操作畫面，如何調(diào)整操作參數(shù)等，必要時應(yīng)簡單介紹系統(tǒng)組成和各部分功能。PLC現(xiàn)場工程師和組態(tài)工程師對維護(hù)培訓(xùn)的內(nèi)容也不同。PLC現(xiàn)場工程師的維護(hù)培訓(xùn)內(nèi)容包括如何確定故障，例如，故障代碼含義、故障信號燈狀態(tài)識別、故障如何進(jìn)行處理和故障的檢查方法等。組態(tài)工程師維護(hù)培訓(xùn)內(nèi)容包括如何調(diào)用維護(hù)畫面，如何從維護(hù)畫面獲取故障信息，故障處理方法和檢查方法。由于故障的對象不同，PLC現(xiàn)場工程師和組態(tài)工程師對故障的定位方法和處理措施也有所不同。

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