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1 西门子PLC概述

1.1 PLC定义

PLC泛指以可编程逻辑控制器为核心的数字运算操作电子系统，具有逻辑运算、顺序控制、信息采集存储等使用功能，可根据运算处理结果通过锁存电路驱动外设来执行各项控制指令。简单来讲，则是采取数字模拟输入/输出方式来控制机械设备与电气设备开展生产活动的数字运算控制器。

1.2 PLC结构组成

西门子各系列PLC主要由电源、输入/输出单元、中央处理单元及存储器加以组成。不同组成结构的使用功能存在差异。其中，电源装置负责持续向PLC装置提供直流电，往往配置开关式稳压电源。输入单元负责将可编程逻辑控制器与被控机械设备连接的输入接口，负责持续接收采集的现场信号。输出单元负责对被控设备与可编程逻辑控制器进行连接，持续将控制器输出信号下达至被控设备，通过外设对控制指令进行执行。存储器负责对所接收信息数据进行分类存储，由系统/用户存储单元所组成。中央处理单元负责通过控制总线与存储器输入/输出电路进行连接，持续对扫描识别的数据进行逻辑运算，根据运算结果制定控制决策。

1.3 PLC特点

以西门子推出的S7-200系列PLC、S7-300系列PLC为例，根据实际应用情况来看，西门子PLC具有以下特点：可靠性高。多数型号PLC配置有单片微型计算机，将大量电路在同块芯片进行整合处理，并具有自诊断等使用功能，系统运行稳定；组态灵活。PLC采取积木式结构，工作人员可以根据控制需求、现场情况，对PLC功能结构进行优化调整，确保PLC系统与现场环境相互适应；运行速度快。在西门子S7-300系列PLC中，采取模块化结构、配置微处理器，大幅提高了PLC的运算速度[1]。

2 西门子PLC的主要应用领域

2.1 故障诊断

PLC具有数据采集监测与自诊断使用功能，在系统、生产设备出现出现故障问题后，可以第一时间发现问题所在、锁定故障范围、发送报警信号。在系统运行过程中，PLC将会持续对现场生产信号进行采集分析，对生产设备的数据测量值进行统计分析，存储到相应的数据记录单元，对测量数据与额定值进行对照分析。如若二者偏差过大、则表明设备处于异常运行状态，系统基于程序运行准则、分析常见故障逻辑关系，对设备开展故障诊断工作，执行设备切断等保护动作，并向操作人员或值班人员发送报警信号。同时，由于PLC系统具有自检信号多的特征，会同步开展自诊断式监控作业。在系统处于异常运行状态时，自动生成故障诊断报告，及早恢复系统正常运行状态。此外，在发挥PLC故障诊断功能时，应考虑到现场情况、生产设备规格型号与常见故障问题等因素，针对性配置适当系列的西门子PLC，选用配套的软件产品，方可取得良好的故障诊断与PLC使用效果。例如，西门子所推出多数系列PLC均配置step7型号软件，该款软件具备程序在线监控功能，客观层面上提高了PLC故障诊断质量。

2.2 电气控制

PLC在生产设备电气控制领域中展露出广阔应用前景，可以根据生产任务内容及要求，控制各类电气设备按特定顺序步骤开展生产活动，切实满足了多元化控制生产需求。以PLC开环控制、模拟量闭环控制为例，具体如下

（1）开环控制

由于PLC具有良好的逻辑运算性能，持续对所输入采样信息进行读取、在梯形控制图扫描过程中开展逻辑运算，根据逻辑运算结果对RAM存储区、I/O映像区中的逻辑线圈对应状态进行刷新，确定是否执行各项特殊功能指令。因此，PLC系统可以通过制定决策、执行功能指令来控制生产设备保持特定运行状态，根据生产需求采取定时、顺序或是计数等控制方式。

（2）模拟量闭环控制

可选择应用西门子PLC构建闭环控制系统，PLC对所采集现场信号进行扫描读取、逻辑运算，同时开展开关量与模拟量的输入输出操作，通过采样输入以及调节输出的方式，对设备温度、压力、速度等参数进行连续调节控制。简单来讲，则是在无人工干预条件下，保持系统设备处于稳定运行状态，消除外界因素对生产质量、系统运行造成的影响干扰。

2.3 工业清洗环境中应用实例

以西门子PLC在工业清洗领域中的应用为例，PLC具有完善使用功能与高超的数据采集处理能力，在工业清洗机中配置PLC装置、搭建PLC控制系统，可以实时监控水泵转速、清洗熔剂温度、阀门开合状态，完成清洗过程中，清洗压力和清洗温度控制，根据反馈测量值与设定值变化情况，针对工业零配件中，不同材质工件，以及油道、水套、表面不同工艺要求，选择不同的清洗压力、温度、处理时间等控制指令。同时，也可选择在西门子PLC系统中，配置伺服控制，将人机界面与PLC通过接口连接，PLC装置主要负责对清洗托盘运动轨迹进行监测调节、连续调控清洗工件的实际位置，达到更好的清洗效果[2]。

3 西门子PLC干扰及预防措施

从西门子PLC实际应用情况来看，虽然新推出系列的PLC装置具有良好的抗干扰性能，可以为控制系统运行稳定性提供有力保障。但是，当前部分企业生产现场环境过于复杂，配置有大量电气设备、分布若干处电磁干扰源，对PLC现场信号采集、输出刷新、控制指令执行效果造成影响，也对西门子PLC的应用推广起到限制作用。为解决这一问题，应综合采取以下PLC干扰预防措施。

3.1 优化生产环境

在不影响生产效率、生产质量的前提下，企业应对生产环境进行优化处理，如拆卸冗余设备、消除各处电磁干扰源，将设备线路等干扰源与PLC装置保持安全间隔距离等。同时，也可选择对PLC安装位置进行调整，尽可量将PLC安装在温度偏低、空气湿度较小、温度湿度条件恒定的区域中进行安装，并采取通风散热与除湿措施，如在周边安装散热器与除湿机。

3.2 电源控制

为削弱电网引入对PLC造成的干扰影响，可选择在电源引入部位设置具备屏蔽层结构的隔离变压器，并在电源输入端采取串接方式接入LC滤波电路，这将在客观层面上增强PLC的抗干扰性能。

3.3 预防振动及封闭处理

预防振动措施主要是在安装PLC装置与周边分布的振动源保持安全间隔距离，如大功率设备、电焊机、动力装置等，减小振动因素对PLC系统运行质量造成的影响。如若受到现场环境限制、PLC与振动源间隔距离过小时，可选择安装隔振装置，例如在PLC装置底部垫设橡胶垫片起到隔振作用。同时，在设备出现连续振动现象时，需要将振动频率控制在10～15Hz范围内。封闭处理措施是将PLC在封闭柜、封闭室内进行安装，避免PLC直接与具有可燃性、腐蚀性的气体介质直接接触，以此延长PLC实际使用寿命、确保PLC具有良好的运算速度与控制精度[3]。

4 结束语

现阶段，西门子所推出各系列PLC凭借良好的性能优势，在工业领域中得到广泛应用，大幅提高了生产效率与质量。同时，企业要认识到西门子PLC在实际使用中暴露出的各项问题，不断对技术体系进行创新优化，提高PLC使用性能，以此来推动我国工业领域的健康、可持续发展。