淺談對PLC自動控制系統(tǒng)可靠性的認識

崔江

【摘 要】近年來，社會各個行業(yè)和領(lǐng)域在工作中對PLC自動控制裝置的應(yīng)用逐漸增多。由于PLC系統(tǒng)本身具備著諸多優(yōu)勢而受到人們的高度重視與關(guān)注。本文就PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性進行全面總結(jié)與研究，針對其可靠性運行特點做了簡要闡述，并提出了相關(guān)的提高方法與建議。

【關(guān)鍵詞】可編程控制器；可靠性；計算機

在目前的社會發(fā)展中，可編程控制器作為工業(yè)控制機的入口連接設(shè)備而受到人們的高度重視與關(guān)注。在傳統(tǒng)的過程中，通常都是利用大屏幕作為主要的顯示器來對工業(yè)控制機進行檢測與管理，但是由于其自動化水平低和容易受到各種外界因素的干擾而可靠性差的原因而不得不在工作中對其進行優(yōu)化與處理。而在工業(yè)控制機械中，選用以PLC為基礎(chǔ)的自動控制設(shè)備來進行鏈接對于實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和資源共享十分有效，且還具備著編程簡單、靈活和可靠的工作優(yōu)勢。

1.可編程控制器概述

1.1可編程控制器概念

在目前的社會生產(chǎn)工作中，PLC系統(tǒng)應(yīng)用尤為廣泛，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)中，其就如同以個機械的大腦一般對各種機械的工作模式和運行系統(tǒng)進行著全面、系統(tǒng)的控制。在這種工作中，編程人員就如同是大腦中掌握的知識以及社會的法律制度。在這種情況下，各種機械和設(shè)備的運行都要圍繞PLC作為主要的基礎(chǔ)平臺來進行運轉(zhuǎn)，且PLC系統(tǒng)在運行中要針對其可靠性發(fā)出一個科學(xué)的指令模式。因此我們在工作的過程中要PLC系統(tǒng)進行全面系統(tǒng)的研究。

1.2 PLC運行原理

在PLC系統(tǒng)應(yīng)用中，其主要的工作原理是通過以計算機CPU作為主要的工作核心，使得PLC在運行的過程中不但能夠滿足相關(guān)的工作原理和基礎(chǔ)功能要求，更是能夠具備了計算機系統(tǒng)的運算、控制和編程功能，這樣一個復(fù)雜、系統(tǒng)和全面的管理系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中有助于各種系統(tǒng)軟件和設(shè)備運行要求，也實現(xiàn)了自動化控制和管理要求。就目前社會發(fā)展中PLC系統(tǒng)分析而言，其在工作中可以說集合了工業(yè)專業(yè)機械、計算機以及信息技術(shù)三方面的優(yōu)勢和優(yōu)點，這就促使了其在工作中具備了良好的可靠性和通用性，也為各種工程領(lǐng)域和生產(chǎn)行業(yè)提供了相關(guān)的理論依據(jù)和基礎(chǔ)前提。

1.3特點

PLC自動控制系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中由于本身就具備著可靠性能高、穩(wěn)定性強、抗干擾能力好的優(yōu)勢而受到人們的關(guān)注，同時其在應(yīng)用的過程中更是具備著編程簡單的要求，這就使得其在應(yīng)用中能夠滿足多個行業(yè)和單位的發(fā)展要求。

1.3.1可靠性能高

可編程控制器在目前的社會發(fā)展中應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)和機械制造業(yè)中，更是發(fā)揮著不可替代的作用與優(yōu)勢，因此在施工的過程中做好其自動化管理要求就顯得十分必要和重要。在目前的各項工程制造領(lǐng)域中采用可編程控制器，可以說其囊括了方面的管理任務(wù)，是一種自動化范圍廣、應(yīng)用簡單方便的工作理念和工作模式。

1.3.2自身優(yōu)勢眾多

眾所周知，PLC自動控制系統(tǒng)從在著接線簡單、語言方便和工作量大的優(yōu)勢。一般在工作中不需要直接進行接線，而用戶可以根據(jù)需要的工作內(nèi)容和工作模板來進行深層次的總結(jié)和歸納，進而形成系統(tǒng)全面的工作理念和工作流程。其次語言簡單，可以說目前的PLC自動化控制系統(tǒng)支持各種圖形處理，并且具備著變成簡單直觀的優(yōu)勢，在施工的過程中對于提高施工效益和應(yīng)用質(zhì)量十分有效。

2.常見控制系統(tǒng)可靠性降低的原因

雖然在現(xiàn)階段的工業(yè)控制機械中，可編程序應(yīng)用較為廣泛，其中本身也存在著較高的可靠性能。但是如果在使用的過程中對于PLC開關(guān)質(zhì)量控制不合理，信號輸入誤差等因素的出現(xiàn)，其必然會引起在執(zhí)行的過程中出現(xiàn)變動與隱患，進而造成無法挽回的經(jīng)濟損失和嚴(yán)重后果，究其原因主要有以下幾點：

2.1影響現(xiàn)場信號錯誤的原因

2.1.1常見的影響

傳輸信號或者短路現(xiàn)象的原因主要是由于機械拉線的過程中應(yīng)力較大或者本身線路存在著老化而引起的，不過其中我們也不可忽視外界因素引起的現(xiàn)場信號中斷的現(xiàn)象，如蟲害、鼠害等，一旦這些現(xiàn)象的出現(xiàn)與產(chǎn)生，其極容易造成傳輸信號故障，甚至是引起現(xiàn)場信號無法傳遞給PLC控制系統(tǒng)，這就造成了控制系統(tǒng)在管理運行的過程中出現(xiàn)錯誤變動。

2.1.2點抖動

在現(xiàn)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(jīng)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(fā)出，進而造成了嚴(yán)重的錯誤控制現(xiàn)象。

2.1.3現(xiàn)場變送器

在機械開關(guān)產(chǎn)生故障的過程中，由于開關(guān)自身存在著質(zhì)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(tǒng)無法正常的進行工作。

2.2影響執(zhí)行機構(gòu)出錯的主要原因有

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

（2）各種電動閥、電磁閥該開的沒能打開，該關(guān)的沒能關(guān)到位，由于執(zhí)行機構(gòu)沒能按PLC的控制要求動作，使系統(tǒng)無法正常工作，降低了系統(tǒng)可靠性。要提高整個控制系統(tǒng)的可靠性，必須提高輸入信號的可靠性和執(zhí)行機構(gòu)動作的準(zhǔn)確性，否則PLC應(yīng)能及時發(fā)現(xiàn)問題，用聲光等報警辦法提示給操作人員，盡快排除故障，讓系統(tǒng)安全、可靠、正確地工作。

3.設(shè)計完善的故障報警系統(tǒng)

在自動控制系統(tǒng)的設(shè)計中應(yīng)設(shè)計3級故障顯示報警系統(tǒng)，1級設(shè)置在控制現(xiàn)場各控制柜面板，用指示燈指示設(shè)備正常運行和故障情況，當(dāng)設(shè)備正常運行時對應(yīng)指示燈亮，當(dāng)該設(shè)備運行有故障時指示燈以1Hz的頻率閃爍。為防止指示燈燈泡損壞不能正確反映設(shè)備工作情況，專門設(shè)置了故障復(fù)位/燈測試按鈕，系統(tǒng)運行任何時間持續(xù)按該按鈕3s，所有指示燈應(yīng)全部點亮，如果這時有指示等不亮說明該指示燈已壞，應(yīng)立即更換，改按鈕復(fù)位后指示燈仍按原工作狀態(tài)顯示設(shè)備工作狀態(tài)。2級故障顯示設(shè)置在中心控制室大屏幕監(jiān)視器上，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，有文字顯示故障類型，工藝流程圖上對應(yīng)的設(shè)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(xiàn)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(guān)，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(shè)計時增加數(shù)字濾波程序，增加輸入信號的可信性。

在現(xiàn)場輸入觸點后加一定時器，定時時間根據(jù)觸點抖動情況和系統(tǒng)要的響應(yīng)速度確定，一般在幾十米每秒，這樣可保證觸點確實穩(wěn)定閉合后，才有其它響應(yīng)。模擬信號濾波可對現(xiàn)場模擬信號連續(xù)采樣3次，采樣間隔由A/D轉(zhuǎn)換速度和該模擬信號變化速率決定。3次采樣數(shù)據(jù)分別存放在數(shù)據(jù)寄存器DT10、DT11、DT12中，當(dāng)最后1次采樣結(jié)束后利用數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)交換指令、數(shù)據(jù)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(jié)果存放在數(shù)據(jù)寄存器DT0中。

5.結(jié)論

在許多工程項目在中自動控制系統(tǒng)設(shè)計中采用了以上方法，經(jīng)過幾年的運行，證明這些方法的采用對提高系統(tǒng)可靠性運行是行之有效的。