PLC控制系統的可靠性設計初探

周洪池

沈陽蘭星自動化工程有限公司

PLC控制系統的可靠性設計初探

周洪池

沈陽蘭星自動化工程有限公司

在社會經濟急速發展的今天，工業化進程不斷加快，為了更加便捷的操作、控制，PCL控制系統的應用越來越廣泛，PCL控制系統的設計發展成為了人們所關注的重點問題。本文就著重對影響PLC控制系統可靠性的主要因素、PCL控制系統的可靠性設計應遵循的原則以及提高PLC控制系統可靠性的措施三點進項具體說明。

PCL控制系統；原則；硬件措施；軟件措施

PCL控制系統基本上是由PCL和生產現場的設備兩者組成的，而中央處理器、主機箱、擴展機箱以及可以用到的網絡和外部設備是PCL的重要組成部分，生產現場設備包括接觸器、繼電器、設備開關、安全保護、極限位置、儀表、接線盒、接線端子、傳感器、電源線以及電動機等等。他們之間的每一個部分都是環環相扣的，一旦有一部分出現故障，整個系統的正常工作運轉都將受到極大的威脅。因此PCL控制系統的可靠性設計探究工作就顯得極其重要，這樣PCL控制系統的穩定性才會得到保障，才能更好地為工業化進程發展添磚加瓦。

一、影響PLC控制系統可靠性的主要因素

在實際的應用之中，電壓或者電流變化幅度較大的部分會出現PCL控制系統不可靠不穩定的情況，而影響PCL控制系統可靠性的主要因素有空間的輻射、電源干擾、信號線的引入、接地系統的混亂以及PCL系統內部的干擾等五個方面。空間的輻射干擾主要有雷電天氣的影響或者電視、無線電設備、雷達、電力網絡等人類活動，這種干擾由電路感應產生干擾或者通訊線路的感應引入干擾兩種路徑產生。電源也會對PCL控制系統產生干擾，唯一的解決辦法就是更換隔離性能更好地電源。一般PCL系統均由電網供電，而電網的覆蓋面積比較大、范圍較廣，所以會因空間電磁的影響而出現感應電壓。而且電網內部會因開關操作不當、大型設備的起停而產生的結構的變化。信號傳輸線除了可以傳輸各類有價值的信息之外，還會有外部干擾線號的侵入，主要有變送器供電電源串入的干擾和受空間電磁輻射感應的干擾兩種途徑。這種因信號引入而產生的破壞后果相當嚴重，引發的問題也很多。錯誤的接地系統會引起嚴重的信號干擾，使整個系統癱瘓而無法工作，PCL控制系統的地線若因各個點的電位分布不均引起電位差而產生環路電流，會影響到PCL控制系統的正常工作。當然，PCL系統內部元件以及電路間的電磁輻射會對系統產生影響，所以要對系統進行反復的實際操作和考驗再投入到使用之中，以減少問題的發生。

二、PCL控制系統的可靠性設計應遵循的原則

“沒有規矩，不成方圓”，原則往往是做事情時所必不可少的。PCL控制系統的優化設計雖然已是社會發展的必要趨勢，但其可靠性設計之中應該遵循的原則是必不可少的。PCL控制系統的可靠性設計中應該遵循以下幾個原則：簡化設計原則，一切系統在保證完整工作的同時都要遵循簡單設計原則，PCL控制系統設計時要簡化設計，減少設備元件的數量和品種，降低了系統的復雜性，在使用時還能減少事故的發生率，節約了成本，可以說是一舉兩得；設備的質量控制原則，設備的每一個小元件都是整個PCL控制系統的組成部分，所以每個設備元件質量的好壞會對整個系統的質量產生很大的影響。而錯誤的選取設備元件會造成操作系統的故障，因此在PCL控制系統中的每一個設備元件都要進行嚴格的測量計算，以保證其安全的運轉；電磁兼容設計原則，PCL操作系統主要用于工業的生產之中，所以當其投入到工廠的運用中時，其操作環境是相當惡劣的，而這些惡劣條件會給PCL操作系統的可靠性帶來不小的干擾。

三、提高PLC控制系統可靠性的措施

（一）提高PCL控制系統可靠性的硬件措施

一個控制系統的可靠性構成要素之中必不可少的就是好的硬件措施，而為了抗干擾，使操作系統更加完善，要落實抑制干擾源、破壞干擾途徑以及對于干擾敏感的受擾體的抗干擾原則。硬件抗干擾技術是系統設計之時的良好措施，能有效的抑制干擾源的存在并阻斷干擾運輸通道。要想提高PCL控制系統可靠性的硬件措施，要從以下幾點進行注意：首先電源的選擇要進行關注，電網干擾是干擾源的重要部分，主要是通過供電電源、變送器供電電源和與PCL系統直接關聯的儀表供電電源等途徑來影響。所以要選取隔離性能好的隔離變壓器，以減少干擾;其次就是輸入輸出的保護，在輸入或者輸出的過程之中可能會產生較嚴重的電器噪音并進入系統，所以就要求要采用數字傳感器、對出入通道進行隔離或者采用V/F、F/V轉換器來解決；最后就是要完善接地系統，電子線路的任何設備之中，接地是一直可以很好地抑制噪聲和防止干擾。在實際的運用之中，要注意地線系統的合理規劃和單點或多點接地的選擇，而且在接地線的選取工作時，要盡量加粗以減小阻抗。

（二）提高PCL控制系統可靠性的軟件措施

當硬件措施做到盡量的完善之時，軟件措施也要隨之進項提升，以保障PCL控制系統的可靠性。首先就是要提高輸入輸出信號的準確性，這樣才能保障控制系統的可靠性，在此過程中，充分考慮到觸點抖動等狀況的出現而帶來的偏差，再利用軟件算法去進一步的精確計算。其次是對信息進行保護與恢復并設置互鎖功能，一旦系統發生故障要進行及時鎖定，以免造成信息的遺失。最后就是優化檢測程序，通過長時間技術人員以來的實踐證明，PCL的輸入輸出元件的故障率很高，所以除了硬件要采取必要的措施，還應該利用時間故障檢測法和邏輯錯誤檢測法來增設優化檢測功能，以保障PCL控制系統的可靠性。

四、總結

PCL控制系統在工業生產很多方面都會有很大的作用，而其可靠性可想而知十分重要。控制系統可靠性不僅取決于硬件元件的好壞，而且受到環境、安裝等很多方面的制約，所以對其問題要進行多方面的評估與考慮，對實際的操作做出不同的應對方法，以提高PCL操作系統的牢靠性，使其在實際應用之中更加便捷高效。

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[2]武建明．淺談提高PLC控制系統的可靠性[J]．城市建設理論研究(電子版),2014,(34):2175-2176．

[3]龔欣．淺談提高PLC控制系統的可靠性[J]．城市建設理論研究(電子版),2014,(22):3108-3108．