前 言
目前我司牽引機所采用的PLC均是德國西門子的S7-300系列的PLC，此系列的PLC雖然其硬件組態(tài)及其軟件系統(tǒng)均做得很優(yōu)秀、盡善完美，但是仍有某些缺陷給我們帶來了沉重的打擊，由此所造成的經(jīng)濟損失也是我們所不能承受之重。記得我們剛從Trevisan?Ｃometal公司接手全面負責接管鋁材牽引機的日常維修工作之初，由于不懂S7-300/PLC存在的缺陷，缺少保護其硬件組態(tài)的經(jīng)驗和方法。結果我們的維修工在各生產(chǎn)線對機臺設備進行電焊作業(yè)維修工作時，屢次造成牽引機的硬件組態(tài)系統(tǒng)的某些配件被不同程度的燒壞，如通信模塊，模擬量輸入/輸出模塊，光通信等配件的燒毀；以上配件的燒毀不僅給一線的維修工帶來搶修設備的難度，造成鋁材擠壓機停機時間的攀升，阻礙設備的正常生產(chǎn)，更直接的造成較高的維修成本，因以上配件均是數(shù)以千計甚至是上萬元的配件。因此，一但發(fā)生燒毀事故都將造成不同程度的維修成本。
無論是什么問題必然事出有因，要想從根本上解決問題，必須從根本原因入手。為此本人在經(jīng)過長時間的跟蹤、研究、論證、實驗后，終于發(fā)現(xiàn)了PLC硬件組態(tài)配件被燒毀的根本原因和過程，并得出以下結論，供大家參考。
一、S7-300/PLC的結構、特性
首先我們來分析S7-300/PLC的結構、特性：S7-300/PLC的構造是由最底部的鋁制板底座、母線連接件、以及CPU模塊、計數(shù)模塊、模擬量模塊、通信模塊、數(shù)字量I/O模塊等組成一個完整的硬件組態(tài)；各獨立的功能模塊均由母線連接件串連起來后由定位鑼絲固定在鋁制板的底座上連成一個整體。而PLC的主站與從站之間的信號控制連接則由通信模塊、通信電纜、以及光通信等進行信號傳輸。這樣的組織設計對于工控要求的隨意性、靈活性以及維修更換的時效性的確很好。但是此種結構的連接方式要想保證傳輸信號的準確性與穩(wěn)定性不受感應電、強磁場等因素的干擾而產(chǎn)生誤動作,就必須將PLC的輸入控制電源與電網(wǎng)的地線進行有效的連接，保證良好的接地導通。因此PLC的電源模塊的電源輸入端M（-24V）與接地端子直接短接，接地導通。
二、燒毀的根本原因和過程
由于我們鋁材生產(chǎn)線上的設備為防止電氣設備漏電時對現(xiàn)場作業(yè)人員產(chǎn)生電擊的危險均由鐵板等金屬和導線與電網(wǎng)的地線及設備的電柜體連成一體的。因此當我們進行電焊作業(yè)時就會有一股電流通過電焊機地線→地板→電網(wǎng)地線→電柜體→PLC的金屬底座→流竄到PLC的公共接地端M端→PLC的硬件組態(tài)配件。由于PLC的接地點與電源接入點M點（-24V）被直接短接。因此這股電流通過M點（-24V）的電源線迅速流通到所有接通（-24V）電源線的配件上。此時如果某配件處于通電狀態(tài)必將形成兩股電流交叉、短路，當這股入侵電流達到或超過該配件所有能承受的極限擊穿電流時，該配件立即被擊穿燒毀。
三、感應電流的大小、關系
在找到S7-300硬件組態(tài)被燒毀的過程與原因后，本人用萬用表在電焊作業(yè)時對流向PLC的電流做了焊接點與焊機地線、PLC接地點之間不同距離時所產(chǎn)生的電流進行監(jiān)測，實驗得出如下表附表1與附表2兩組數(shù)據(jù)。
附表1：焊機輸出電流為120A時在PLC側地線所測各不同位置點的電流值
附表2：焊接點位置固定不變時改變焊機輸出不同電流時所測的電流值
從表1和表2中不難得出以下結論：1.電焊作業(yè)起焊(點焊)時的電流略高于連續(xù)燒焊時的電流；2.在焊機地線與焊接點固定不變的情況下，流向設備的感應電流與電焊機的輸出電流成正比； 3.電焊機地線與焊接點兩者之間的距離越遠，所產(chǎn)生的感應電流越大；4.電焊機地線與電焊作業(yè)點離PLC越遠所產(chǎn)生的感應電流越小。
四、預防的對策
在我們經(jīng)過論證、實驗得知以上四點結論后，在以后的現(xiàn)場電焊作業(yè)時便可做到：一、電焊作業(yè)時盡量切斷PLC的控制電源；二、電焊機的輸出電流盡量調(diào)?。蝗?、電焊機的地線與焊接作業(yè)點的距離盡量縮短；四、電焊作業(yè)點應盡量遠離PLC電柜；五、電焊作業(yè)時電焊機地線必須牢固可靠的接地；六、PLC電柜的接地線連接必須牢固可靠。進行有針對性、有效的避免電焊作業(yè)時其感應電流對PLC的硬件組態(tài)的損壞。
五、結束語
本文主要分析德國西門子S7-300/PLC的結構特點；電焊作業(yè)時感應電流的形成、流向、大小關系；以及該電流對PLC硬件組態(tài)燒毀的過程。從根本上探索S7-300/PLC硬件組態(tài)在電焊作業(yè)時容易被燒壞的原因與解決方法。此外，本人在想如今PLC的有效接地在保證傳輸信號的準確性與穩(wěn)定性的同時，就猶如樓頂設置的沒有深埋入地下的避雷針一樣，避雷不成反變成了引雷針。假想在PLC側直接連接一條地線；或者，在PLC的公共接地端M端的外側串聯(lián)上，如“二級管”等具有單向?qū)ǖ暮喴纂娮釉皇欠褚材苡行У慕拥?，既能在保證PLC傳輸信號的準確性與穩(wěn)定性，又能像避雷針一樣成功的引開感應電流，保護PLC的硬件組態(tài)配件不被燒毀呢？有待論證與實驗。