簡單PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性分析

【摘 要】現(xiàn)在工業(yè)的信息化進程不斷加快，正在朝著自動控制的方向發(fā)展，因此工業(yè)中繼電器控制系統(tǒng)正在逐漸被PLC自動控制系統(tǒng)所取代，而且從實際工業(yè)中的工程實例發(fā)展也可以看出，將來的工業(yè)控制必是PLC自動控制系統(tǒng)。但是也必須指出現(xiàn)有的很多PLC 自動控制系統(tǒng)由于其發(fā)展不成熟以及受到元器件可靠性等因素的影響，其可靠性方面還有待提高。

【關鍵詞】信息化 自動控制 可靠性 提高

一、PLC自動控制系統(tǒng)分析

PLC自動控制系統(tǒng)一般由中央處理器（CPU）、存儲設備、編程器、輸出輸入設備以及其他的外部設備等組成。在PLC 自動控制系統(tǒng)中，中央處理器（CPU）是其核心，復雜數(shù)據的處理，同時控制著該系統(tǒng)中其余設備的指令的執(zhí)行，其一般由控制電路以及運算器等設備構成?，F(xiàn)在這些電路通常都集成在一個整塊的電路芯片上，利用地址總線、數(shù)據總線以及控制總線與存儲、輸入輸出等設備相連，從而可以利用這些總線控制這些外部設備的工作。中央處理器（CPU）根據用戶編寫的程序以及輸入的數(shù)據，這些可以設定其工作的功能，同時要把這些數(shù)據與程序存放在隨機存儲器中。這樣當PLC自動控制系統(tǒng)開始工作后，中央處理器（CPU）就可以從隨機存儲器（RAM）中調取指令，然后依次執(zhí)行用戶編寫的程序，直到執(zhí)行到最后一句，從而完成工業(yè)系統(tǒng)的自動控制。PLC自動控制系統(tǒng)可以對工業(yè)現(xiàn)場進行實施監(jiān)控，而且編寫程序簡單，同時具有高的可靠性，所以在現(xiàn)代工業(yè)控制領域中應用越來越廣泛。

二、PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性設計分析

（一）PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性設計簡述

在工業(yè)自動控制過程中，PLC自動控制系統(tǒng)能正常可靠工作就是可靠性設計的范疇。在PLC自動控制系統(tǒng)設計過程中，要充分考慮到其可靠性設計的內容，研究其不可靠的因素，這樣就可以確保其在工作過程中的穩(wěn)定可靠，避免在工作過程中出現(xiàn)問題，影響生產的正常進行。PLC自動控制系統(tǒng)可靠性設計過程主要包括制定可靠性的指標、預測系統(tǒng)的可靠性、分配系統(tǒng)各部分可靠性的指標以及研究提高可靠性的措施與審核系統(tǒng)的可靠性。

（二）PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性設計指標分析

PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性設計指標是指對其特征量的要求。規(guī)劃系統(tǒng)可靠性指標就是要確定系統(tǒng)各部分的指標項目以及指標數(shù)值。PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性需要由系統(tǒng)各部分進行綜合的反映。系統(tǒng)指數(shù)分布失效的可靠性指標一般用失效率或者MTBF表示；而可靠度與可靠壽命比較適用于早期失效系統(tǒng)或者耗損失效；若系統(tǒng)是可以修復的，那么一般利用有效度進行度量，有效度是指系統(tǒng)的正常工作的時間與正常工作時間與不能正常工作時間的和的比值。同時在不同的工作環(huán)境以及時間等，同一個系統(tǒng)的可靠性特征量存在很大的差別，所以列寫系統(tǒng)的可靠性指標時需要指明系統(tǒng)工作的環(huán)境以及時間等指標。如系統(tǒng)的可靠性指標必須工作在額定負載電壓以及電流，這樣的指標才有實際的意義。

三、改善PLC自動控制系統(tǒng)可靠性的措施

雖然PLC自動控制系統(tǒng)相比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)有很多優(yōu)點，但是也存在有一些缺陷，所以為了保障工業(yè)生產的順利進行，因此仍有必要采取不同的措施提高其可靠性與穩(wěn)定性。

（一）選擇合理的PLC自動控制系統(tǒng)方案

在設計PLC 自動控制系統(tǒng)時，要盡可能減少系統(tǒng)使用的元器件的數(shù)量以及焊點數(shù)量等，這樣可以有效地提高系統(tǒng)的工作可靠性。通常可以將繼電器等元器件有可編程控制器（PC）進行替代，這樣雖然在一定程度上提高了系統(tǒng)的價格，但是可以有效地縮短系統(tǒng)的研發(fā)時間、減少工作量以及便于維護，同時可以提高系統(tǒng)的可靠性。另外還可以增加冗余設計系統(tǒng)，可以在系統(tǒng)的關鍵位置或者容易出現(xiàn)失效的部分設置冗余單元。

（二）篩選PLC自動控制系統(tǒng)的元器件

目前為了減低PLC自動控制系統(tǒng)早期的失效率，那么系統(tǒng)中使用的元器件都進行了篩選或者老化試驗，一般是將元器件在額定狀態(tài)下工作一段時間，這樣就可以將早期失效的元器件剔除。而當元器件進入其耗損失效期之后，這時其失效率也會增加，那么為了減少這個時期系統(tǒng)失效率，避免影響系統(tǒng)的正常工作，要定期替換這個時期的元器件，這樣一方面可以提高系統(tǒng)的可靠性，另一方面可以延長系統(tǒng)的使用壽命。另外若元器件起著關鍵的作用，那么可以使用高一個級別的元器件種類，可以也可以有效提高系統(tǒng)的可靠性，如用軍用級的元器件替代工業(yè)級的元器件。

（三）提高PLC自動控制系統(tǒng)輸入信號的可靠性

提高系統(tǒng)輸入信號的可靠性同樣可以提高系統(tǒng)的可靠性，因此有必要研究提高其輸入信號的可靠性。

這一方面可以通過選用好的變送器與各種開關來保證系統(tǒng)輸入信號的可靠性，從而有效地解決與改善輸入信號遇到的問題，另一方面可以在編寫自動控制程序時，加入相應的濾波器程序，這樣可以明顯改善輸入信號的穩(wěn)定性。另外還可以在工業(yè)控制現(xiàn)場輸入觸點增加“看門狗”（Watch dog）定時器，利用定時器可以使系統(tǒng)閉合穩(wěn)定之后，系統(tǒng)的部分才會發(fā)生響應。在工業(yè)系統(tǒng)重復開關的過程中，定時器計時可以有效地提高系統(tǒng)的可靠性。

四、總結

現(xiàn)在工業(yè)控制變得比較復雜，因此原有的工業(yè)控制系統(tǒng)的可靠性等已經不能適應工業(yè)的發(fā)展，所以要認真研究PLC控制系統(tǒng)以及它的可靠性。相關工作人員要積極研究影響PLC控制系統(tǒng)的各種因素，從而采取相對應的解決措施，最終提高自動控制系統(tǒng)的可靠性，保障生產順利進行。

參考文獻：

[1]陳劍波. 簡單PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性分析[J]. 電子世界，2013，10：95-96.

[2]劉國棟，鄧娟妮. PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性分析[J]. 科技資訊，2011，24：57.

[3]馮馬才. 對PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性問題與其設計方案的探究[J]. 科協(xié)論壇（下半月），2011，11：57-58.

[4]畢玉華. 對PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性認識[J]. 科技傳播，2012，12：123+111.

[5]陳金洪. 提高PLC自動控制系統(tǒng)可靠性[J]. 寧夏工程技術，2002，02：188-190.