關于PLC自動控制系統可靠性探討

楊旺

摘 要：可編程控制器也稱PLC，由于其自身具有諸多的優點，在近年來各個行業中都得到廣泛的應用，人們對PLC自動控制裝置也更為關注和重視。該文對可編程控制器進行了概述，同時對控制系統可靠性降低的原因進行了具體的分析，并進一步對故障報警系統的設計及故障可靠性的研究進行了具體的闡述。

關鍵詞：可編程控制器 ?可靠性 故障報警系統 ?計算機

中圖分類號：C94 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0080-01

在現代化工業的發展中，PLC自動控制裝置得以更加廣泛的應用，其通常作為工業控制機的入口連接設備，以PLC為基礎的自動控制設備可以有效的實現數據轉換和資源的共享，而且在編程上更簡單、靈活和可靠，完全改變了利用大屏幕來對工業控制機進行檢測和管理可靠性差的問題，有效的提高了檢測和管理的現代化水平，減少了外界干擾因素的產生，具有較高的可靠性。

1 可編程控制器概述

1.1 可編程控制器概念

目前社會發展過程中的各個行業及領域都廣泛的應用PLC系統，特別是在工業生產中，PLC系統實現了對各種機械的工作模式和運行進行全面、系統的控制，編程人員只需要對PLC系統編入設定好的程序，PLC系統就可以進行自動化的控制，在這種情況下，PLC系統可以說是一個主要的基礎平臺，通過其所發出的科學指令，各種機械和設備都圍繞其進行運轉，確保了工業自動化的實現。

1.2 PLC運行原理

PLC系統其主要是核心是CPU，由于CPU作為計算機的大腦，這樣PLC系統在運行時就具備了計算機的運算、控制和編程功能，這就使PLC系統能夠更好的與各種系統軟件和設備運行要求相符合，能夠更好的滿足自動化控制和管理的要求。目前在PLC系統在工業生產應用中，其不僅具備了工業專業機械的優點，而且充分的結合了計算機和信息技術，這三個方面的優點和優勢的充分的融合，決定了PLC系統具有良好的可靠性和通用性，不僅為工業生產行業的發展提供了相關的理論依據，而且也是各生產行業得以發展的基礎前提條件。

1.3 特點

1.3.1 自動化范圍廣

隨著可編程控制器的廣泛應用，其不僅作為一種工作理念，而且也作為一種工作模式在各行業中應用越發的廣泛，特別是在當前工業生產和機械制造行業中，可編程控制器更是發揮著不可替代的作用，利用可編程控制器不僅可以更好的完成方方面面的管理任務，而且可以說這是一種應用簡單方便的工作理念和工作模式，具有自動化范圍廣的特點。

1.3.2 自身優勢眾多

在一般情況下，PLC自動控制系統在工作中不需要直接進行接線，并且工作量大，語言方便，用戶要形成全面、系統的工作理念和工作流程只需要進行深層次的總結和歸納就可以完成。而且PLC自動化控制系統還可以對各種圖形處理進行支持，具有簡單直觀的優勢，可以有效的提高應用質量。

2 常見控制系統可靠性降低的原因

可編程控制器在現階段的工業控制機械中被廣泛的應用，其自身的可靠性也相對較高，但其使用過程中還會存在著一些因素，這些因素的存在必然會導致可編程控制器的可靠性受到影響，使其在執行過程中存在隱患，從而導致無法彌補的經濟損失發生。

2.1 影響現場信號錯誤的原因

2.1.1 常見的影響

現場信號中較為常見的影響是由傳輸信號或短路現象引起的，這主要是由于受到機械拉力或是本身線路老化的影響，而且在外界因素影響下也極易導致現場信號出現中斷的情況，一旦這些因素存在，則會導致現場信號傳輸出現故障，使信號無法正常的進行傳輸，PLC控制系統由于接收不到準確的信號，從而導致其在運行過程中出現錯誤變動。

2.1.2 點抖動

在現場接觸的過程中，雖然僅僅是一閉一合的過程，但是其在PLC管理之中確認為已經閉合了多次，因此雖然在線路中添加了濾波電路器，但是其軟件的微分指令仍然會發出，進而造成了嚴重的錯誤控制現象。

2.1.3 現場變送器

在機械開關產生故障的過程中，由于開關自身存在著質量隱患和接觸不良，使得變送器在運行的過程中其中從在的非電量偏差較大，進而引起在工作中控制系統無法正常的進行工作。

2.2 影響執行機構出錯的主要原因

（1）控制負載的接觸不能可靠動作，雖然PLC發出了動作指令，但執行機構并沒按要求動作。

（2）由于執行機構沒有按PLC的控制要求動作，各種電動閥、電磁閥該開的沒能打開，該關的沒能關到位，導致系統無法正常工作，系統可靠性被降低了。要使得整個控制系統的可靠性得到提高，必須做到提高執行機構動作的準確性和輸入信號的可靠性。只有這樣，當PLC發現問題時，才能夠做到及時并準確的用聲光等報警方式向工作人員報警，再由相關工作人員去排除故障，使得系統恢復正常工作。

3 設計完善的故障報警系統

在自動控制系統的設計中應設計3級故障顯示報警系統，1級設置在控制現場各控制柜面板，用指示燈指示設備正常運行和故障情況，當設備正常運行時對應指示燈亮，當該設備運行有故障時指示燈以1 Hz的頻率閃爍。為防止指示燈燈泡損壞不能正確反映設備工作情況，專門設置了故障復位/燈測試按鈕，系統運行任何時間持續按該按鈕3 s，所有指示燈應全部點亮，如果這時有指示等不亮說明該指示燈已壞，應立即更換，改按鈕復位后指示燈仍按原工作狀態顯示設備工作狀態。2級故障顯示設置在中心控制室大屏幕監視器上，當設備出現故障時，有文字顯示故障類型，工藝流程圖上對應的設備閃爍，歷史事件表中將記錄該故障。

4 輸入信號可靠性研究

要提高現場輸入給PLC信號的可靠性，首先要選擇可靠性較高的變送器和各種開關，防止各種原因引起傳送信號線短路、斷路或接觸不良。其次在程序設計時增加數字濾波程序，增加輸入信號的可信性。 在現場輸入觸點后加一定時器，定時時間根據觸點抖動情況和系統要的響應速度確定，一般在幾十米每秒，這樣可保證觸點確實穩定閉合后，才有其他響應。

模擬信號濾波采樣間隔由A/D轉換速度和該模擬信號變化速率決定，可對現場模擬信號進行3次采樣。3次采樣數據分別存放在數據寄存器DT10、DT11、DT12中，當最后1次采樣結束后利用數據比較、數據交換指令、數據段比較指令去掉最大和最小值，保留中間值作為本次采樣結果存放在數據寄存器DT0中。

5 結語

PLC控制系統的高效、可靠運行，則需要在其運行過程中采取切實有效的措施來對影響系統可靠性的因素進行防范，針對于不同因素所產生的原因，從而在設計和編程中采取科學合理的技術措施，并在實踐工作中進行不斷完善和改進，有效的提高PLC自動控制系統的可靠性，使其性能更好的發揮出來，加快社會和經濟的發展和進步。

參考文獻

[1] 阮友德，鄧松，張迎輝.電氣控制與PLC實訓教程[M].人民郵電出版社，2006.

[2] 于慶廣.可編程控制器原理及系統設計[M].北京：清華大學出版社，2004.

[3] 殷洪義.可編程控制器選擇設計與維護[M].北京：機械工業出版社，2009.endprint