在我從事自動化的職業(yè)生涯近二十年的時間里,我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場調(diào)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(guān)鍵的因素。但許多工程師在趕赴現(xiàn)場執(zhí)行任務(wù)前,缺乏必要的心理準備和技術(shù)準備,因此,到現(xiàn)場后根本無法發(fā)揮自己的能力。因此,在這里把自己的一些體會寫出來,希望能夠?qū)λ械募夹g(shù)工程師有一些啟發(fā)。
一、出發(fā)前的準備
從事PLC的技術(shù)支持的人,如果是要到現(xiàn)場開始進行系統(tǒng)調(diào)試,無論是對OEM客戶,還是對一個過程控制的系統(tǒng)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(yè)的PLC技術(shù)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?shù)刈夥孔恿耍绕涫浅霭l(fā)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(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,因為食物中毒導(dǎo)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(jīng)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(jīng)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(xiàn)場調(diào)試工程師,并不需要很多的調(diào)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(xiàn)場的儀表傳感器進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的時候,還要有一臺信號發(fā)生器來模擬現(xiàn)場儀表的信號,以確定當發(fā)生問題時,現(xiàn)場的信號是完好的。還有,一臺結(jié)實的手提電腦,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備好,但是,作為一個職業(yè)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(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。
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(xiàn)場接線已經(jīng)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(xiàn)場后,可能會節(jié)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(qū)的時候。雖然在發(fā)貨的時候廠家都有螺絲釘,但是到了現(xiàn)場什么都有可能發(fā)生,如果螺絲釘不夠(而這是每次都必然發(fā)生的),會引起許多問題。
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)場的貨物清單可能會已經(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(有的成為機架)、電源、CPU模塊,因為這些是一臺PLC能夠工作的基礎(chǔ),如果現(xiàn)場只有一套系統(tǒng),那么這些模塊就只有一個,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。
其它的I/O模塊和通訊模塊,如果現(xiàn)場只有一個的,你都要考慮在多帶一個。對于那些現(xiàn)場已經(jīng)有兩塊以上的模塊,你就不用考慮自己帶了。
二、設(shè)計交底工作
如果系統(tǒng)設(shè)計不是你自己做的,那么在出發(fā)前,就要與系統(tǒng)的設(shè)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(shè)計者的意圖。不要輕易否定設(shè)計者的方案,也不要輕易地說別人那里設(shè)計得不行。
但是,因為你是從事現(xiàn)場的工程師,因此,也不必過于迷信設(shè)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(shè)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(dǎo)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(shè)計中,最容易出問題的地方是通訊,現(xiàn)場調(diào)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(tǒng)的框架結(jié)構(gòu),并且對需要進行通訊的東西在出發(fā)前就要全部進行一遍調(diào)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(lián)絡(luò),并親自再試一次。如果PLC的節(jié)點數(shù)較多,要考慮距離和廠家CPU的限制。
如果系統(tǒng)較大,遠程單元、本地機架數(shù)量、每個機架的模塊數(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,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(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(jù)不同的系統(tǒng),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(shè)計師在設(shè)計的時候不會考慮這一點,你可以調(diào)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(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。因為,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,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(wěn)定地工作。
在設(shè)計交底的過程中要指出的是,對于設(shè)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(zé)是按照設(shè)計施工,而不是設(shè)計,因此,對于任何你發(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)計變更確認書下到你手里后,你才能按照變更后的設(shè)計工作,盡管這個變更可能是你的意見。還有,即使最初的設(shè)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(xiàn)場后,進行系統(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,這一點可以參考各類產(chǎn)品的使用手冊。但無論什么PLC,要不能裝設(shè)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(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,振動大且會造成安裝件移位的地方。
如果必須要在上面的環(huán)境使用,則要為制作合適的控制箱,采用規(guī)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(tǒng)集成商將會為客戶提供相應(yīng)的供應(yīng)和設(shè)計。
在使用控制箱時,在控制箱內(nèi)OpenPLC安裝的位置要注意如下事項:控制箱內(nèi)空氣流通是否順暢(各裝置間須保持適當?shù)木嚯x),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(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(dǎo)致這個嬰兒死亡,你就會更容易以正確的態(tài)度對待這個問題了。
基座安裝(RACK)時,在決定控制箱內(nèi)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(yīng)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(jié),若無則須接上。接地不好的話,會導(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(jié)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(yù)先設(shè)計的模塊;I/O模塊在插入機架上的導(dǎo)槽時,務(wù)必插到底,以確保各接觸點是緊密結(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(dǎo)致模塊從機架中松開。