PLC工程师现场调试步骤

在我从事自动化的职业生涯近二十年的时间里，我发觉现场调试的工程师的实力和工作水平

的凹凸，对于一个项目的成败是最关键的因素。但很多工程师在赶赴现场执行任务前，缺乏

必要的心理打算和技术打算，因此，到现场后根本无法发挥自己的实力。因此，在这里把自

己的一些体会写出来，希望能够对全部的技术工程师有一些启发。

一、动身前的打算

从事PLC的技术支持的人，假如是要到现场起先进行系统调试,

无论是对OEM客户，还是对一个过程限制的系统集成，都要在事先做好

一些打算工作。就像一个“驴友”出行前，要更换自己的尤其是鞋子，带

好水、食品，还要打算在野外的一些防身用品，假如是过夜的话，还要有

帐篷、手电筒等一样，作为一个职业的PLC技术支持工程师，也有不少

的东西是要打算的。

首先要支配自己的行程支配和衣食住行。假如是须要住宿的话，

那么如何定机票、酒店（旅馆、款待所），这里就不多说了。假如时间很

长（如超过一个月），为了省钱，就要考虑在当地租房子了，尤其是动身

的是一个小组，而不是一个人的时候。衣食住行，这些问题与一般的旅行

是一样的，虽然这些问题对你完成任务的影响力并不亚于你的专业水平。

想象一下，你到了现场，因为食物中毒导致一个星期拉痢疾的状况会对工

作造成什么样的影响，就知道该打算那些东西了。通常，有阅历的自动化

公司的行政部门会为工程师考虑好这些状况，但是，作为工程师自己肯定

要进行确认，看看是否全部的事情都已经支配好了。

安排好了衣食住行的后，要打算自己的工具。作为PLC的现场

调试工程师，并不须要很多的调试工具。但是，一个螺丝刀、一台万用表,

还是必备的。另外，假如要与现场的仪表传感器进行系统联调的时候，还

要有一台信号发生器来模拟现场仪表的信号，以确定当发生问题时，现场

的信号是完好的。还有，一台牢固的手提电脑，是你编程和调试的必需的

工具。虽然这些工具你可以要求用户打算好，但是，作为一个职业的PLC

工程师，假如连这几样工具都没有，会被用户怀疑你的职业水平的。其它

的一些仪器仪表，假如须要的话，你可以向公司或者客户提出来，让他们

提前打算，比如，示波器、稳压电源等等。终归这些不那么通用的仪器，

通常是不行能随身携带或备用的。

有一些常被忽视的小东西，你打算了之后肯定有用的。如，电气

胶带、热缩套管、打火机（你吸烟的话自然会有，没有别人也会有），束

线带、还有，假如现场接线已经完成了，要打算好一些与信号线相同的电

缆，和一些固定基座的螺丝。你可能怀疑要这些做什么用，信任我，带上

这些，虽然有些只值几分钱，但到了现场后，可能会节约你一天甚至几天

的时间，尤其是你去的地方是在一个偏远的山区的时候。虽然在发货的时

候厂家都有螺丝钉，但是到了现场什么都有可能发生，假如螺丝钉不够（而

这是每次都必定发生的），会引起很多问题。

除了以上的东西，就是这次调试所要带的备品备件了。虽然现场

的货物清单可能会已经考虑了备品备件的问题，但为了应付万一的状况，

有些备件你最好还是自己要随身携带。首先是PLC的基板（有的成为机

架）、电源、CPU模块，因为这些是一台PLC能够工作的基础，假如现

场只有一套系统，那么这些模块就只有一个，假如没有备分的话，一旦出

现故障，你的全部的工作都必需停下来。因此最好带上一套。

其它的I/O模块和通讯模块，假如现场只有一个的，你都要考虑

在多带一个。对于那些现场已经有两块以上的模块，你就不用考虑自己带

了。

二、设计交底工作

假如系统设计不是你自己做的，那么在动身前，就要与系统的设

计人员进行充分的沟通，对于不清晰和不明白的地方，肯定要弄清晰，确

保自己清晰地理解了要完成的工作目标，和设计者的意图。不要轻易否定

设计者的方案，也不要轻易地说别人那里设计得不行。

但是，因为你是从事现场的工程师，因此，也不必过于迷信设计者。你可

以提出自己的建议。比如，PLC的机架和CPU模块和I/O模块的搭配原

则，可能有时候，设计师不知道你所用的PLC的机架有4槽、6槽和8

槽，甚至12槽的，因此，或许全部都选了8槽的，而导致了几个槽的空

缺，你可以建议它修改为4槽或6槽的。

方案设计中，最简洁出问题的地方是通讯，现场调试最麻烦的

地方也是通讯，所以对于通讯的部分，你必需清晰了解系统的框架结构，

并且对须要进行通讯的东西在动身前就要全部进行一遍调试，而且要确认

其中的全部须要通讯的模块是可以通讯的。比如，操作台电脑、触摸屏、

PLC、变频器、其它的PLC、一些智能仪表和仪器，假如这些东西须要通

讯的话，你必须要确认它们相互之间是可以通讯的，假如你不确认的话，

就要与厂家联络，并亲自再试一次。假如PLC的节点数较多，要考虑距

离和厂家CPU的限制。

假如系统较大，远程单元、本地机架数量、每个机架的模块数量

的限制，并非出于系统功能和技术上的限制，而是由于运用规范性的限制。

在系统硬件组态时，要考虑这些模块的搭配作用。

对于电源模块的配置，一个资深的工程师应当能够做出比较合理

的搭配。例如，电源模块通常有5A和10A的分别，假如模块较少，可以

选用功率小的电源模块，假如模块较多，则应当选用大功率的电源模块。

而一般，假如现场仪表须要PLC也供应24V直流电源而不是采纳外部电

源供电（如RTU）的情景，通常CPU所在的机架上选用大功率的电源比

较合理。

此外，在I/O模块的安装时，依据不同的系统，通常同型号的模

块放置在一起。但是，假如对于输出模块与输入模块形成回路的，则可以

将一个回路的参量所涉与的模块放置在一个机架上（或一个CPU所限制

的机架上）比较合理。有的设计师在设计的时候不会考虑这一点，你可以

调整过来。

在选型的时候，因为各种PLC都有大型、中型、小型的分别,

这些分别主要是由CPU模块的性能不同造成的。在事实上，并非肯定大

型的功能就是合适的。除了价格方面的考量之外，主要是，假如限制点数

不多，小型的CPU模块完全可以胜任，则小型的CPU反而比大型的CPU

模块工作还要牢靠一些。因为，小型的CPU所涉与的资源少，而大型CPU

的资源多，在程序执行中，为处理那些程序不需用到的资源时，也要安排

时间去处理，这样不仅造成资源的奢侈，可能在程序处理上不与小型CPU

可以更单纯和稳定地工作。

在设计交底的过程中要指出的是，对于设计中的任何变更，你只

能提建议，而不是擅自做修改。因为，你的职责是依据设计施工，而不是

设计，因此，对于任何你发觉的不合理的东西，你可以提出看法，但必须

要等到设计变更确认书下到你手里后，你才能依据变更后的设计工作，尽

管这个变更可能是你的看法。还有，即使最初的设计也是你做的，你在变

更后，也要通知客户，并取得客户的书面同意。

三、装机步骤

到了现场后，进行系统安装前，须要考虑安装环境是否满意PLC

的运用环境要求，这一点可以参考各类产品的运用手册。但无论什么PLC,

要不能装设在下列场所：含有腐蚀性气体之场所，阳光干脆照耀到的地方,

温度上下值在短时间内改变急遽的地方，油、水、化学物质简洁侵入的地

方，有大量灰尘的地方，振动大且会造成安装件移位的地方。

假如必须要在上面的环境运用，则要为制作合适的限制箱，采纳

规范和必要的防护措施。假如须要在野外极低温度下运用，可以运用有加

热功能的限制箱。如何做这些防护箱或限制箱，各制造商和和资格的系统

集成商将会为客户供应相应的供应和设计。

在运用限制箱时，在限制箱内OpenPLC安装的位置要留意如下

事项：限制箱内空气流通是否顺畅（各装置间须保持适当的距离），变压器、

马达限制器、变频器等是否与PLC保持适当距离，动力线与信号限制线

是否分别配置，组件装设之位置是否利于日后之检修，是否需预留空间，

供日后系统扩充运用。

除了上述留意事项之外，还有其它留意事项要留意。

首先比较重要的是静电的隔离。静电是无形的杀手，但可能因为

不会对人造成生命危急，所以很多人经常忽视它。在中国的北方、干燥的

场所，人体身上的静电都是造成静电损坏电子组件的因素。虽然你被静电

打到的话，只不过是稍微的酥麻，但这对PLC和其它任何电子器件就足

以致命了。

要避开静电的冲击有下列三种方式：在进行修理或更换组件时，

请先碰触接地的金属，以去除身上的静电；不要碰触电路板上的接头或是

IC接脚；电子组件不运用时，请用有隔离静电的包装物，将组件放置在里

面。想象PLC里的元器件是一个娇嫩的婴儿，而那些静电会导致这个婴

儿死亡，你就会更简洁以正确的看法对待这个问题了。

基座安装(RACK)时，在确定限制箱内各种限制组件与线槽位置

后，要依照图纸所示尺寸，标定孔位，钻孔后将固定螺丝旋紧到基座坚固

为止。在装上电源供应模块前，必需同时留意电源线上的接地端有无与金

属机壳连结，若无则须接上。接地不好的话，会导致一系列的问题，静电、

浪涌、外干扰，等等。由于不接地，往往PLC也能够工作，因此，不少

阅历不足的工程师就误以为接地不那么重要了。这就像登山的时候，没有

系上爱护缆绳一样，虽然你正常前进的时候，爱护缆绳没有任何作用，但

一旦你失足的时候，没有那根绳子，你的生命就完结了。PLC的接地，就

相当于给PLC系上爱护缆绳。

在I/。模块安装时，须留意如下事项：I/。模块插入机架上的槽

位前，要先确认模块是否为自己所预先设计的模块；I/。模块在插入机架

上的导槽时，务必插究竟，以确保各接触点是紧密结合的；模块固定螺丝

务必锁紧；接线端子排插入后，其上下螺丝必需旋紧。由于现场的变压器、

电机等影响，多少会有振动，假如这些螺丝钉松动了，会导致模块从机架

中松开。

四、硬件模块的组态和确认

对于各种PLC的现场硬件组态和软件调试，通常有阅历的工程师应

当先花一些时间对自己的现场工作进行一个简洁的规划，通常应当实行如

下的步骤：

(1)系统的规划

首先，必需深化了解系统所需求的功能，并调查可能的限制方法，同

时与用户或设计院共同探讨最佳之操作程序，依据所归纳之结论来拟定系

统规划，确定所采行的PLC系统架构、所需之I/O点数与I/O模块型式。

(2)I/。模块选择与地址设定

当I/O模块选妥后，依据所规划之I/O点运用情形，由PLC的CPU

系统自动设定I/O地址，或由运用者自定I/O模块的地址。

(3)梯形图程序的编写与系统配线

在确定好实际的I/O地址之后，依据系统需求的功能，起先着手梯形

图程序的编写。同时，I/O之地址已设定妥当，故系统之配线亦可着手进

行。

(4)梯形图程序的仿真与修改

在梯形图程序撰写完成后，将程序写入PLC,便可先行在PC与

OpenPLC系统做在线连接，以执行在线仿真作业。倘如程序执行功能有

误，则必需进行除错，并修改梯形图程序。

(5)系统试车与实际运转

在线上程序仿真作业下，若梯形图程序执行功能正确无误，且系统配

线亦完成后，便可使系统纳入实际运转，项目支配亦告完成。

(6)程序注释和归档

为确保日后修理的便利，要将试车无误可供实际运转的梯形图程序做

批注，并加以整理归档，方能缩短日后修理与查阅程序之时间。这是职业

工程师的良好习惯，无论对今后自己进行维护，或者移交用户，这都会带

来极大的便利，而且是你的职业水准的一个体现。

以上工作中，困难的系统规划可能须要几天甚至更长的时间，但一个

简洁的系统规划在一个具有良好的职业习惯的编程工程师手中，可能只须

要几个小时。

这里要强调一个问题，是非常简洁但却几乎每个项目都会发生的，那

就是对PLC的接线。这往往是阅历不足的工程师经常忽视的一个问题。

其实，现场调试大部分的问题和工作量都是在接线方面。有阅历的工程师

首先应当检查现场的接线。通常，假如现场接线是由用户或者其它的施工

人员完成的，则通过看其接线图和接线的外观，就可以对接线的质量有个

大致的推断。然后要对全部的接线进行一次完整而细致的检查。现场由于

接线错误而导致PLC被烧坏的状况屡次发生，在进行真正的调试之前，

肯定要细致地检查。即便接线不是你的工作，检查接线也是你的义务和责

任，而且，可以省去你后面大量的时间。

五、通讯的设置

现在的PLC大多数须要与人机界面进行连接，而下面也经常有变频

器须要进行通讯，而在须要多个CPU模块的系统中，可能不同的CPU所

接的I/O模块的参量有须要协同处理的地方，或者，即使不须要协同限制，

可能也要送到某一个中心限制室进行集中显示或保存数据。即便只有一个

CPU模块，假如有远程单元的话，就牵涉到本地CPU模块与远程单元模

块的通讯。此外，即使只有本地单元，CPU模块也须要通过通讯口与编程

器进行通讯。因此，PLC的通讯是非常重要的。而且，由于涉与到不同厂

家的产品，通讯往往是令人头痛的问题。

PLC的通讯有RS232、RS485、以太网等几种方式。通讯协议有

MODBUS、PROFIBUS、LONWORKS、DEVICENET等等，通常以

MODBUS协议运用得最为广泛，而其它的协议则与产品的品牌有关。今

后，应当是工业以太网协议会越来越普遍。

PLC与编程器或手提电脑的通讯大部分采纳RS232协议的串口通

讯。用户在进行程序下载和诊断时都是这种方式，但是，这种通讯的方式

绝不仅限于此。在大量的机械设备限制系统中，PLC都是采纳这种方式与

人机界面进行通讯的。人机界面通常也是采纳串口，协议则以MODBUS

为主，或者是特地的通讯协议。而界面方面则由HMI的厂家供应软件来

进行设计。

现在的PANELPC也有采纳这种方式来进行通讯的，在PANELPC

上运行一些组态软件，通过串口来存取OpenPLC的数据，由于PANELPC

的渐渐轻型化和价格的下降，这种方式也越来越多地被运用。

在须要对多台PLC进行联网的时候，假如PLC的数量不是很多（15

个节点以内）、数据传输量不大的系统，常采纳的方式是通过RS485所

组成的一个简洁串行通讯口连接的通讯网络。由于这种通讯方式编程简

洁，程序运行牢靠，结构也比较合理，因此很受离散制造行业的工厂工程

师的欢迎。在总的I/。点数不超过上1。。。。个，开关量I/O点占80%

以上的系统，都可以采纳这种通讯方式能够稳定而牢靠地运行。

假如对通讯速度要求较高的场合，可以采纳点到点的以太网通讯方

式。运用限制器的点到点通讯指令，通过标准的以太网口，用户可以在限

制器之间或者扩展限制器的存储器之间进行数据交换。这PLC较为广泛

运用的一种多CPU模块的通讯方式，与串口的RS485所构成的点对点网

络相比，由于以太网的速度大大加快，加上同样具有连接简洁，编程便利

的优势，更便利的是，与上位机可以干脆通过以太网进行通讯，因此很受

用户的欢迎。甚至，在一些单台PLC和一台PANELPC构成的人机界面

的系统中，由于PANELPC中通常有内置的以太网口，也有用户采纳这

种通讯方式。目前，OpenPLC对一些SCADA系统和连续流程行业的远

程监控系统和限制系统，基本上采纳这样的方式。

还有一种分布式网络在大型PLC系统中是最为广泛考虑的结构。通

过运用人机界面(HMI)和DDE服务器均可获得对象限制器的数据，同时

可以通过Internet远程获得该限制器的数据。各个CPU独立运行，通过

以太网结构采纳C/S方式进行数据的存取。数据的采集和限制功能的实

现都在OpenPLC的CPU模块中实现，而数据的保存则在上位机的服务

器中完成。数据的显示和打印等则通过HMI界面和组态软件来实现。

六、软件调试

PLC的内部固化了一套系统软件，使得你起先能够进行初始化工作和

对硬件的组态。PLC的启动设置、看门狗、中断设置、通讯设置、I/O模

块地址识别都是在PLC的系统软件中进行的。

每种PLC都有各自的编程软件作为应用程序的编程工具，常用的编

程语言是梯形图语言，也有ST、IL和其它的语言。如何运用编程语言进

行编程，这里就不细述了。

但是，用一种编程语言编出非常优化的程序，则是工程师编程水平的

体现。每一种PLC的编程语言都有自己的特色，指令的设计与编排思路

都不一样。假如对一种PLC的指令非常熟识，就可以编出非常简洁、美

丽、流畅的程序。例如，对于同样的一款PLC的同样一个程序的设计，

假如编程工程师对指令不熟识，编程技巧也差的话，须要1。。。条语句；

但一个编程技巧超群的工程师，可能只须要200条语句就可以实现同样的

功能。程序的简洁不仅可以节约内存，出错的概率也会小很多，程序的执

行速度也快很多，而且，今后对程序进行修改和升级也简洁很多。

所以，虽然说全部的PLC的梯形图逻辑都大同小异，一个工程师只

要熟识了一种PLC的编程，再学习其次个品牌的PLC就可以很快上手。

但是，工程师在运用一个新的PLC的时候，还是应当细致将新的PLC的

编程手册细致看一遍，看看指令的特殊之处，尤其是自己可能要用到的指

令，并考虑如何利用这些特殊的方式来优化自己的程序。

各个PLC的编程语言的指令设计、界面设计都不一样，不存在孰优

孰劣的问题，主要是风格不同。我们不能武断地说三菱PLC的编程语言

不如西门子的STEP7,也不能说STEP7比ROCKWELL的RSLOGIX

要好，所谓的好与不好，大部分是工程师形成的编程习惯与编程语言的设

计风格是否适用的问题。

现场经常须要对已经编好的程序进行修改。修改的缘由可能是用户的

需求变更了，可能是发觉了原来编程时的错误，或者是PLC运行时发生

了电源中断，有些状态数据会丢失，如非保持的定时器会复位，输入映射

区会刷新，输出映射区可能会清零，但状态文件的全部组态数据和偶然的

事务如计数器的累计值会被保存。

工程师在这个时候可能会须要对PLC进行编程，使某些内存可以复

原到缺省的状态。在程序不须要修改的时候，可以设计应用默认途径来重

新启动，或者利用首次扫描位的功能。

全部的智能I/O模块，包括模拟量I/O模块，在进入编程模式后或

者电源中断后，都会丢失其组态数据，用户程序必需确认每次重新进入运

行模式时，组态数据能够被重新写入智能I/。模块。

在现场修改已经运行时常被忽视的一个问题是，工程师遗忘将PLC

切换到编程模式，虽然这个错误不难发觉，但工程师在