6ES7315-6TH13-0AB0型号规格

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PLC选用时的问题与对策

关键词：可编程序控制器 应用 选型 安装

一、选型

1、选择熟悉编程软件的机型经常接到一些信件，特别是初次使用可编程序控制器(PLC)的一些用户问，选用哪一种型号的PLC为好?选型是一个老问题。由于生产PLC的厂商很多，有时会感到无从下手解决该问题。一般地说，你对哪一家公司哪个型号的PLC了解得多，特别是对它的指令和编程软件熟悉，则选用该公司的PLC为好。因为从可靠性、性能指标上各家公司的产品大同小异。若你的设备(或产品)或进口设备上已经用了某一种型号的PLC，若再要选用PLC开发新的产品，在满足工艺条件的前提下，建议还是选用你已经用过的PLC为好，这样，可以做到资源共享的好处。

2、选择合资厂的机型选用进口PLC好还是国产PLC好?国内的一些PLC生产厂，特别是一些合资的PLC生产厂，其PLC的性能与进口PLC是一样的，而且国内PLC厂商售后服务、备品备件容易解决。国产PLC的也比进口的PLC便宜1/3左右。当然进口的PLC，特别是一些国际上的大公司生产的PLC，尤其是大型或**大型PLC，在重大工程上还是对象。

3、选择性能相当的机型PLC选型中还有一个重要问题就是性能要相当。如果只有十几个开关量输入的工程项目，选用了带有模拟量输出输入的PLC机型，这就大材小用了，这时只要选性能相当的PLC，其可以降低。

4、选择新机型由于PLC产品更新换代很快，选用相应的新机型很有必要。曾碰到一个PLC用户，在20世纪80年代进口的一台设备上，用了一台F1—20MR型PLC坏了，该厂干方百计想求购一台同型号的PLC替代，结果求购不到。其实，用一台FXON—20MR型PLC完全可以代替，当然用其它型号也可以代替。

二、安装与布线

1、安装位置PLC不能与高压电器安装在同一个开关柜内。与PLC装在同一个开关柜内的电感性元件，如继电器、接触器的线圈应并联RC消弧电路。PLC应远离强干扰源，如大功率晶闸管装置、高频焊机和大型动力设备等。

2、连接线通常，按钮、限位开关、接近开关等外接电气部件提供的开关量信号对电缆无严格要求，故可选用一般电缆。若信号传输较远，可选用屏蔽电缆；模拟信号和高速信号线也选用屏蔽电缆。

3、布线信号线与功率线应分开布线。电源电缆应单独走线；不同类型的线应分别装入不同的管槽中，信号线应装入电缆管槽中，应尽量靠近地线或接地的金属导体。当信号线长度**过300m时，应采用中间继电器转接信号或使用PLC的远程I/O模块。电源线与I/O线也应分开走线，并保持一定的距离，若要在同管槽中布线，应使用屏蔽电缆。

交流电路用线与直流电路用线应分别使用不同的电缆。

4、信号传输通常，当模拟量输入输出信号距PLC较远时，应采用4—20mA或O—10mA的电流传输方式，而不是电压传送方式。传送模拟信号的屏蔽线，其屏蔽层应一端接地。为了泄放高频干扰，数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线，并将屏蔽层两端接地。

三、电源

PLC可靠地工作是工程追求的目标之一。

在系统设计时，应采取提高可靠性的措施，以消除干扰的影响，系统正常运行。

电源干扰主要是通过供电线路的阻抗耦合产生的。电源是干扰进入PLC的主要途径之一。若有条件，可对PLC采用单独的供电回路，以避免其它设备启停对PLC的干扰。在干扰较强或对可靠性要求很高的场合，可在PLC的交流电源输入端加接带屏蔽的隔离变压器和低通滤波器。隔离变压器可以抑制从电源线窜入的外来于扰，低通滤波器可以吸收掉电源中的大部分“毛刺”干扰。

动力部分、控制部分、PLC与I/O电源应分别配线，详见附图。隔离变压器与PLC、I/O电源之间采用双绞线连接。系统的动力线应有足够截面，以降低线路压降。

四、外接传感器

大量实践表明，PLC控制系统的故障率相当一部分由外接传感器故障引起。特别是一些机械型的行程开关、限位开关的故障率往往比PLC本身故障得多，所以在设计PLC控制系统时应采取相应的措施。如用高可靠性的接近开关代替机械型的行程限位开关，就可PLC控制系统的高可靠性。

五、用户程序的保护与备份

调试好的PLC用户程序经常是有放在用铿电池作后备电源的RAM中，一般情况下，这种方式是保险的，但在强干扰的环境下，BAM中的用户程序也有可能改写或冲掉的。目前，常用的做法是，将调试好的程序用PLC ROM写人器将用户程序写到EPROM中长期保存，在系统运行时，应对EPROM加上写保护，以防止被改写。

控制阀的选型原则

1、根据工艺条件，选择合适的结构形式和材质。

2、根据工艺对象的特点，选择控制阀的流量特性。

3、根据工艺操作参数，选择合适的控制阀口径尺寸。

4、根据工艺过程的要求，选择所需要的辅助装置。

5、合理选择执行机构。执行机构的响应速度应能满足工艺对控制阀行程时间的要求；所选用的控制阀执行机构应能满足阀门行程和工艺对泄漏量等级的要求。在关键的应用场合，建议选用活塞式(弹簧复位式或无弹簧的气动复位式)的执行机构，因为，相对而言，薄膜式执行机构出现故障的概率大，且可靠性不如活塞式执行机构高。在某些场合，如选用压力控制阀(包括放空阀)，应考虑对实际可能的压差进行适当的放大，即要求执行机构能提供较大的作用力。否则，可能当工艺上出现异常情况时，控制阀前后的实际压差较大，会发生关不上或打不开的危险。在我们的现场就曾发生过这种情况。

控制阀的选型、维修与校验（一）

控制阀是电厂自动控制系统中一个重要环节，无论多么复杂的自动控制系统，后都归结到对控制阀的控制，也就是说，控制阀是执行自控指令任务的一道总机关。因此，控制阀的性能，不仅直接关系机组运行的经济性，甚至影响自控系统乃至整台机组的安全运行。但令人遗憾的是，在实际使用中控制阀经常出现关不死、打不开、动作不灵敏、泄漏大、非线性严重、寿命短、贵等问题。据调查发现，这些问题中95%以上是属于选型不当造成的，而因计算错误造成的问题不到5%。实践证明，计算与选型相比，选型的难度更大，出现的问题更多，对此应该特别重视。下面结合笔者近年来掌握的情况和工作中碰到的问题，就控制阀的选型、维护及现场调校谈一些看法。

一、控制阀的选型

1、选型应考虑的主要因素

（1）基本的条件是要满足生产过程的温度、压力、液位及流量的要求；

（2）阀的泄漏及密封性要求；

（3）阀的工作压差应小于许用压差；

（4）对阀使用寿命和可靠性的考虑；

（5）对阀动作速度、流量特性的考虑；

（6）对阀作用方式和流向的考虑；

（7）对执行机构形式、输出力矩、刚度以及弹簧范围的考虑；

（8）对材质及阀经济性的考虑（选型不当会相差3~4倍）。

2、选型的一般原则

在满足过程控制要求的前提下，所选的阀应尽量简单、可靠、**、寿命长、维修方便，并备件来源及时可靠。要尽量避免为单纯追求好结构、好材质、多附件而忽略了对可靠性、经济性的考虑。从可靠性观点来看，结构越简单、多余的附件越少，其可靠性就越高；材质选择过高，将造成不必要的浪费。

3、选型应提供的工艺参数及系统要求

（1）工艺参数：温度、压力、正常流量时的压差及切断时的压差；

（2）流体特性：腐蚀性、粘度、温度变化对流体特性的影响；

（3）系统要求：泄漏量、可调比、动作速度与频率、线性及噪音。

4. 控制阀的分类及选择

控制阀按结构特征大致可分为如下9大类产品。

（1）直通单座控制阀：该阀应用广，具有泄漏小、许用压差小、流路复杂、结构简单的特点，故适用于泄漏要求严、工作压差小的干净介质场合，但小规格的阀(DN<20)也可用于压差较大的场合。应用中应注意校对许用压差，防止阀关不死。

（2）直通双座控制阀：与直通单座控制阀相反，具有泄漏大、许用压差大的特点，故适用于泄漏要求不严、工作压差大的干净介质场合，选型时应注意该阀泄漏量大是否能满足过程控制要求。

（3）套筒阀：套筒阀分为单密封和双密封两种结构，前者类似于单座阀，适用于单座阀场合。后者类似于双座阀，适用于双座阀场合。套筒阀还具有稳定性好、装卸方便的特点，但比单、双座阀贵50~200%，还需要的缠绕密封垫，是仅次于单、双座阀应用较为的阀。

（4）角型阀：节流型式相当于单座阀，但阀体流路简单，适用于泄漏要求小、压差不大的干净介质场合及要求直角配管的场合。

（5）三通阀：它具有3个通道，可代替两个直通单座阀、用于分流和合流及两相流、温度差不大于150℃的场合。当DN≤80时，合流阀可用于分流场合。

（6）隔膜阀：流路简单，隔膜具有一定的耐蚀性能，适用于不干净介质、弱腐蚀介质的两位切断场合。

（7）蝶阀：它相当于取一直管段来做阀体，且阀体又相当于阀座，故“自洁”性能好、体积小、重量轻。适用于不干净介质和大口径、大流量、大压差的场合。当DN>300时，通常都由蝶阀来完成。

（8）球阀：“O”形球阀全开时为无阻阀，“自洁”性能，适用于特别不干净、含纤维介质的两位切断场合。“V”形球阀具有近似等比的调节特性，适用于不干净、含纤维介质、可调比较大的控制场合。球阀的较贵。

（9）偏心旋转阀：该阀介于蝶阀和球阀之间，“自洁”性能好、调节性能好、亦可切断，故适用于不干净介质、泄漏要求小的调节场合，但该阀较贵。 

这9类产品中前6种为直行程控制阀，后3种为角行程控制阀。作为控制阀的应用者，必须弄清楚它们的特点、注意事项。各类变型产品、改进型产品都是在这9类产品上演变而来的，弄清这9大类产品就容易掌握其他产品的应用了。

5、正确选择的若干问题

（1）阀体材料选择

阀体耐压等级、使用温度、性能等方面应不低于工艺连接管道要求，并**选用定型产品。

水蒸气及含水较多的湿气体介质、环境温度低于-20℃时，不宜选用铸铁阀。

（2）阀内件材质选择

非腐蚀性介质一般选用1Cr18 Ni9Ti或其他不锈钢。

对汽蚀、冲蚀较为严重，且在介质温度与压差构成的直角坐标中其温度为300℃、压差为1.5MPa两点连线以外的区域时，应选用材料，如钴基合金或表面堆焊史太莱合金等。

对硬密封切断阀，为提高密封面可靠性，应选用合金。当密封要求十分严密时，应选用软密封，如四氟橡胶。

（2）高低温材料选择

当介质温度小于-60℃时选用铜或1Cr18Ni9Ti；温度在450~600℃时，选用钛、钼不锈钢；当介质温度大于600℃时，应选用高温高强度合金(如因可耐尔)。

6、填料及阀盖型式选择

（1）通常情况下，介质温度小于200℃时，选用“V”形四氟填料，普通型上阀盖；介质温度小于450℃时，选用“V”型四氟填料，但必须是散热阀盖。

（2）对直行程类阀，若带有附件时，对介质温度不大于450℃的高温阀，仍可选用普通型阀盖，但必须选用石墨填料。 

（3）介质温度大于400℃时，需选用散热型阀盖和石墨填料。

（4）为增加阀杆密封的可靠性，可选用双层填料结构。

7、的选择

并不是选了就一定好，不必要时，可以不选用。如下情况应选用：

（1）电动仪表控制气动阀，且为慢速响应系统时。

（2）需要提高薄膜执行机构输出力的场合。

（3）缓慢过程需要提高控制阀响应速度的场合，如控制温度、液位等参数。

（4）需要克服摩擦力，减小过大的回差造成控制品质差的场合，如低温或采用柔性石墨填料的控制阀。

（5）控制器比例带很宽，但又要求阀小信号有响应时，采用无弹簧执行机构控制的系统。 带适用的阀，通常选用20~100kPa的弹簧。但为了提高输出力，可选用气源压力PS=250kPa。对气开阀，可选用60~180kPa的弹簧范围，以增加起点执行机构的输出力。对气闭阀可选用20~100kPa的弹簧，以增加关闭时执行机构输出力