高级技师答辩论文

PLC、变频器、模块触摸屏等电子原件在生产中的

实际应用

单位：湛江市聚鑫新能源有限公司

专业：维修电工技师

姓名：孙冠华

二零二四年八月二十九日

随着现代工业的加速发展为了适应更加精密可靠的自动化控制流程，PLC、变频器、模块等电子原件，并与触摸屏作为上位机通讯配合组态使用，PLC通过变频器在三相异步电动机控制中的应用与传统的继电器相比具有控制速度快、可靠性高、灵活性强功能完善等优点。PLC为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制应用，适合于当前工业企业对自动化控制的需求。

本文就较常用的西门子、三菱等主流PLC（可编程控制器）和国内一些品牌（信捷）PLC，系统的程序编写与系统原理的分析，简单维修及故障处理：兼论触摸屏（威纶触摸屏等）的组态安装使用。

一、PLC的定义

首先，要对PLC编程，必须掌握其编程语言，PLC有5种标准的编程语言，它们分别是：梯形图语言（LD）、指令表语言（IL）、功能模块图语言（FBD）、顺序功能流程图语言（SFC）及结构化文本语言（ST）。各种PLC有着自己的一套语言，但又各大同小异，各具风格。而梯形图和功能模块图这两种语言，是在PLC中应用最广的语言，因为它具有灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程也更容易，适合大多数工程技术人员的编程习惯和思路，其实现的功能也大大超过传统的继电器所控制电路，PLC也叫可编程逻辑控制器，一种数字运算的电子操作系统，专为在工业大环境应用而设计的，采用一类可编程的存储器，执行逻辑运算，顺序控制、定时、计算比较与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

PLC是一种固态电子装置，它利用已存入的程序，控制机器的运行或工艺工序。PLC通过输入/输出（I/O)发出的控制信号和接受输入信号。由于PLC综合了计算机和自动化技术它很容易地完成逻辑、顺序、定时、计数、数字运算和数据处理等功能，也可以通过输入输出接口建立各类生产机械数字量和模拟量的关系，从而实现生产过程的自动控制。

本文结合本人在广东东岛及其旗下子公司对PLC设计安装调试生产的经验，浅述PLC、变频器、模块等电子原件在工业生产中的应用：

二、PLC工作流程

PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，（1）输入采样，（2）用户执行、（3）输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期，在整个运行期间PLC的 CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

（一）输入采样阶段：在输入采样阶段PLC以扫描的方式依次地读入所有的输入状态数据，并将它们存入I/O映象中的相应单元内。输入采样结束后转入用户程序执行和输出刷新阶段。

（二）用户程序执行阶段：在用户程序执行阶段PLC总是由上而下的顺序依次扫描用户程序（梯形图）。在扫描每一条梯形图时又总是先左后右先上后下的顺序对触点和构成的线路进行逻辑运算然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈所在系统或刷新输出线圈在 I/O映象中对应位的状态。

（三）输出刷新阶段：当扫描用户程序结束后，PLC进入输出刷新阶段，在这期间，CPU按照I/O映象区内对应状态和数据刷新所有的输出锁存电路再经输出电路驱动相应的外设，这时才是PLC的真正输出。

三、PLC在实际生产中的应用及分类

目前，PLC在国内外已被广泛应用于工业及其它各行各业，使用情况大致可归纳为几类。

（一）开关量逻辑控制：这是PLC最基本最广泛的应用领域，他取代于传统的继电器，实现逻辑控制、顺序控制既可单台也可多台群控。 如我在四川东岛公司用三菱PLC设计的大钳埚行车投放料自动控制填料系统基本上属于单台控制，而在广东东岛、聚鑫公司1#-2#厂所设计的抽放料系统则属于多机群控，特别是广东东岛，用三菱PLC顺序控制原理控制抽放料系统的6个投料泵，然后用称重控制器计量，控制要求每次只能两个料泵工作，两两结对，如其中一个重量到达则退出，然后再组合，两个一组配合抽料、放料。

（二）模拟量控制：在工业生过程中有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量，为了使可编程控制器处理模拟量必须模拟量和数字量之间的A/D转换及D/A转换，利用采集模块，使PLC用于模拟量控制，如我在聚鑫1#和2#厂所设定的纯化反应釜蒸汽阀自动控制系统就是用温度采集模块，采集温度的模拟量，通过PLC数据处理与设定目标值比较，控制蒸汽阀的通断，以达到控制反应釜温度的目的。

（三）运动控制：PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置而言，早期直接用开关量I/O模块连接传感器和执行机构,现在大多使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。如我与方工共同研发的的轨道小车大钳埚填料吸气式填料系统的主料斗下探放料，通过运动控制，限定主料斗向下送料的行程，以提高产量和保证机械和人员操作安全性。

（四）过程控制：过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序完成闭环控制，PID(微积分）调节是一般闭环控制系统中使用得较多的调节方法大中型的PLC都有PID模块，PID处理一般是用专用的PID子程序，PID有着非常广泛的应用，如用作恒压供水变频空调等 ，如我们广东东岛公司A车间和B车间，使温用控模块读出当前温度值，和设定值比较，通过PID调节控制，用程序使反应釜温度在某一时间段内的温度保持恒定，从而达到理想的控制效果。

（五）数据处理：现代PLC具有数学运算、数学传送数据转换，数据采集分析和处理等功能这些数据通过与触摸屏通讯，可以与存储器中的参考值比较完成 一定的控制操作。，也可以利用通讯功能传送到别的智能装置，如本公2#厂粉碎车间中控系统的数据配方的设置储传和发送。

（六）通讯及联网：PLC通讯含PLC间的通讯及PLC与其他智能设备间的通讯，我们公司常用的通讯有RS232，RS422，MODBUS-RTU-RS485通讯，以及以太网通讯这些在广东东岛公及其旗下的子公司我们都普遍地使用。在很多的情况下这几项都不是单独而是综合运用的。

（七）触摸屏与PLC、变频器通讯：触摸屏可以和多家知名品牌的PLC通讯如西门子等，并且提供了不止一种的通讯连接方式，在这里，我们以我们公司常用的威纶触摸屏和S7-200SMART-PLC为例讲解通讯连接方式。

（一）PPI通讯方式，以MT8071IE为例，它有2个RS485接口中，COM2和COM3九针母座，西六子通讯只支持RS485 2W则COM2为2+对PLC的3号脚，1-对PLC的8号脚；COM3为9+对PLC的3号脚6-对PLC的8号脚。针脚制作完成后连接好PLC与触摸屏，然后是设置。打开触摸屏软件，选择触摸屏的型号如选择MT8071IE，选好后点确定，然后弹出对话枉，点击新增，点击PLC的类型，添加PLC的连接点然后再点击PLC类型旁边的MODBUS弹出对话枉，此时选择S7-200、S7-200PPI S7-200SMAR TPPI皆可，如选择S7200-SMART-PPI，确定。然后点击设置正确的COM口及参数如通讯端口-COM2 波特率-9600、数据位8-BITS、校验-EVEN、停止位1BIT。设置完毕后进入编辑界面。

（二）以态网通讯方式：这个通讯只适用于触摸屏和PLC都有以态网接口。其设置与PPI相同，只是选择PLC类型时选择S7-200-SMART（ETHERNET）设置好后点击修改IP地址，修改后的IP地址必须与PLC地址在同一网段，如PLC是192-168-2-1，触摸屏则为192-168-2-50如此类推。否则无法通讯。

（八）变频器的工作原理及使用技巧：变频器作为一种能源转换的设备，电力电子器件的自动关断化，模块化交流电路开关模式的高频化和控制手段的全数字化等促变频器的小型化，多功能化灵活和适应性不断增强，应用领域不断扩大。

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）制动单元、驱动单元、检测单元和微机处理单元组成，变频器靠内部的IGBT的开断来调整输出的电源的电压和频率根据电机的实际需要来提供所需的电源电压进而达到节能调速的目的，另外变频器还有很多保护功能。

变频器用途广泛，有着很多的设置以适应不同的生产实际需要。如变频器控制水泵的恒压供水原理是通过变频器调节水泵的输出频率从而控制水泵的运行速度，当水压低于设定值时变频器会提高水泵频率增加水泵供水量，反之，则减少供水量，通过不断调整水泵频率使供水压力保持在设定的范围内实现恒压供水。

维修电工技师个人总结：优秀的维修电工技师是怎样“炼成”的？

维修电工技师个人总结

本人王海于1992年技校毕业，选煤专业，分配于临涣选煤厂洗煤车间上班于98年进入机电岗位。2012年11月到涡北选煤厂参加调试，后一直在外围班担任班长。

从事电气设备维修工作至今已有16年了，这期间经历了不少风风风雨雨。由当初学徒做到师傅至今共带过5个徒弟，由师傅再到现在的管理人员，现底下有18名维修电工。现在不但要做好公司电气设施日常养护维修工作，还要在技术上指导下面员工，遇到疑难问题都得新临现场排除故障。故障排除后还得向大家讲解故障原因以及他们在查找故障时所忽略的地方。让他们从中吸取经验不但要他们以后遇到类似故障每个人都能独立维修，还要学会举一反三。

在这些年工作当中总结了不少经验，其中包括技能，带徒育人，心得，工作业绩。

一、 自觉加强理论学习、努力提高个人素质

在多年的工作实践中，我深深体会到没有坚定正确的政治方向，就不会有积极向上的指导思想。为了提高自己的思想政治水平，多年来我养成了关心国家大事的习惯，关注国内外形势，结合形势变化对企业的影响进行分析，并把这种思想付诸实际行动之中，保证自己的思想与行动始忠于党的路线、方针保持一致，不断学习“三个代表”的重要思想，以及“八荣八耻”，用党员的标准严格要求自己，向先进模范人物学习。加强自身素质建设，并影响到周边的人加入创先争优行列中，为企业发展献计献策。有人说：一个人要成才，必须先做人，此中道理不言而喻。也就是说：一个人的事业成功，必须先要学会怎样做人，特别是做维修电工这项技术性很强的工作，做事要用心，干事要专心、学习要虚心，容不得半点马虎和差错，所有工作首先要端正态度，养成良好的职业素质，对工作认真负责，服从领导安排，虚心听取别人的指点和建议，个人利益服从公司利益，礼貌待人，服务热情，只有这样，才能胜任本职工作。

二，技术经验

这些年做电气设备检修时，帮同行解决过不少疑难问题，其中不少也有软故障。也有更换上去的元件本身就有问题，然而有些维修人员确忽略了这些点。太过于相信新元件，当他们查出是某一元件烧坏时就会很顺利的拿一个型号相符的元件装上。一试机发现故障依然存在。这时按照他的惯性思维自然会再查别的元件有没有损坏，经过翻天覆地的查找确始终没有查出毛病根源。

一块完好的线路板已经被翻了个地朝天。在这查找的过程中由于注意力高度集中，查找的范围不断扩大，忙了大半天还没有结果，压力与紧张随之而来。思维也会混乱不再像一开始那么清醒。后来找我相助，我在动手之手前先要仔细询问设备使用者当设备发生故障时出现什么异常情况，包括声音，味道，温度。其实电工在维修时也要像医生给病人看病一样，先仔细询问病人情况，哪里不舒服，有什么感觉。

经过询问就大至知道是哪一部分出现了问题，缩小了故障范围，病人的讲述也是很重要的，如果他是头痛确说成了脚痛，转移了你对故障点的判断。那会吃尽苦头，然后再询问前一位维修人员，了解他的维修经过，以及更换配件后试机所出现的症状。在这些询问当中我又发现了点什么，知道他遗漏了哪些地方没查同时也要评估经过他维修后可能又会制造出新故障，这时候的故障有可能不会再像一开始那么简单了。

人为故障，本身原有故障，也有可能会出现软故障。先对设备的初步检查判断是否能开机如果能开，应开机细“听”“闻”，“摸”，再检查一开始换上去的元件工作电压，以及输出电压是否与图纸上标的一样，经过测量，新元件工作电压正常，但输出电压与图纸所标电压不符。再把元件拆下测量发现这元件已经损坏。但这不排除是装上去后由于还有别的故障导致这一元件烧坏，再测量与这一元件有关联的周边元件电压电流，并未发现异常。我才拿一个与此相符的元件，先测量确认良好装上。再试机故障排除。这时那位维修人员满脸惊讶的说，“为什么我换上去就没用呢，”我问他你装上去之前有没有量过这元件是否良好，他说新的还用量吗，肯定是好的了。

我提醒他说，要想做一名好的维修电工不要过于相信新元件，甚至有时都不要相信自己眼睛所看到的，也许你眼睛所看到的都是假的。比如有测量时仪表本身出现了问题，有时元件出现了软故障，当你量的时候是好的，但装上通电使用一会就出现问题，这时很有可能是元件的热稳定性不好，这时你测量所看到的就是假的。维修这种故障最好不要太相信仪表所测量到的数据，使用替换法，多找几个同型好的元件装上试用。我认为要用自己的经验去判断你所看到的一切。

要想做一名优秀的维修电工不但要深入掌握各种电路知识，还要掌握一些机械知识。 很多的的电气设备就是把电能转化成动能，这就是电器与机械紧密相联两者之间的关系就好比是称与砣的关系。作为一名优秀的电气维修人员需要掌握很多方面的知识。

三，心得

随着当今科技飞速发展，要想做一名出色的维修电工不能只限掌握某一种电气产品的维修技术，有些维修人员只会维修一种电气设备，在维修时也只会换整套配件。现在的电子设备很多配件都采用模块化，更换很方便。有的甚至这配件在设备其起什么作用都不知，只知道出现这个故障就是某一单元配件坏了，而为什么会坏是什么原因导致损坏全然不知，也不去分析，电路图也看不懂。这种维修人员只要离开这个岗位让他去修别的设备就好比是瞎子无从下手。

这不适合当今社会发展的需要，虽然说电工不万能工，虽是维修电工，但工种也分很多，就像医生一样，都叫医生，但也分好几个专业。当今企业老板就是希望你电工啥都会修，不管是强电弱电，供配电，甚至包括有些家用电器恨不得你全能。所以我个人认为要想做一名适应社会发展的需要维修电工必须知识底蕴要丰厚，基础要扎实。就像一栋房子的基础，只要你把基础打扎实了，今后不管是你做多少层都没关系。虽然进入不同的企业会接触到不同的设备，功能也不同。但只要你的功底扎实很快就能适应新的工作，俗话说的好“树再大也有根”

四，育人

一名技术高超的维修人员不代表就是一名好的师傅。其实育人也是一门学问。你有技术，但能不能把你所撑握技术传授给你徒弟，这通过什么方式方法传授也是需要技巧的。

维修技术是一门千变万化的技术，不能生搬硬套读课本知识，死背什么公式定理了，理论知识只是作为日后实践维修排除故障的一种推理依据，在实践工作当中经常会遇到从未遇到的问题。别人都说老师傅还会遇到新问题呢。如果只会背那些公式定理而不会应用，那你所付出的一切努力都是徒劳的。还有很多技术是在书本里无法学到的，只有通过多做，日积月垒。

维修的经验本来就是一笔很大财富。在这里就能体现出来。带徒弟首先要培养好师徒关系，不要像几十年前，师傅地位高高在上，徒弟和师傅说话都不敢大声，生怕冒犯师傅。师傅要有亲和力，师徒关系要像朋友一样，工作时该严肃的要严肃，遇到问题可以一起探讨。如果师徒关系太过于拘谨，师傅站在边上看徒弟做事徒弟往往会发挥不好，因为太紧张了会影响他的思维能力。

技术是无止境的，不可能把所有的东西都能传授给徒弟，师傅只是指路人，今后的路怎么走要全靠他自己走，但在这学习的期间做为师傅应该多让他独立的机会，只要这样才能检验出他还有哪些地方不足，需要改进。育人的学问很深.

五，发展技艺瓦传，更好服务企业

在这一年当中我班参加调试运行和改造项目不少，先简单说说：

A、去年我厂锅炉运行不正常，在2013年3——5月份中对锅炉房电器部分进行改造，在2013年11——2014年3月运行良好，还在运行中发现锅炉司机人少把上煤系统改为集中控制，减少人员，减少岗位司机劳动强度作出贡献。

B、在选煤厂2013年三月份调试完成后，队全厂临时电缆，配电室，电线杆进行拆除，为厂区建设作出贡献。原煤系统除尘设配电器设备安装设计进行。

C、外围全厂电焊机电源为660V由于外围范围大机修电焊机都为小型380V电焊机接电源不方便，研究后对检修电源进行改造，方便生产维修等等。

加油武汉！加油湖北！加油中国！一起加油吧！

来源：网络

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