浅谈对PLC自动控制系统可靠性的认识

崔江

【摘 要】近年来，社会各个行业和领域在工作中对PLC自动控制装置的应用逐渐增多。由于PLC系统本身具备着诸多优势而受到人们的高度重视与关注。本文就PLC自动控制系统的可靠性进行全面总结与研究，针对其可靠性运行特点做了简要阐述，并提出了相关的提高方法与建议。

【关键词】可编程控制器；可靠性；计算机

在目前的社会发展中，可编程控制器作为工业控制机的入口连接设备而受到人们的高度重视与关注。在传统的过程中，通常都是利用大屏幕作为主要的显示器来对工业控制机进行检测与管理，但是由于其自动化水平低和容易受到各种外界因素的干扰而可靠性差的原因而不得不在工作中对其进行优化与处理。而在工业控制机械中，选用以PLC为基础的自动控制设备来进行链接对于实现数据转换和资源共享十分有效，且还具备着编程简单、灵活和可靠的工作优势。

1.可编程控制器概述

1.1可编程控制器概念

在目前的社会生产工作中，PLC系统应用尤为广泛，尤其是在工业生产中，其就如同以个机械的大脑一般对各种机械的工作模式和运行系统进行着全面、系统的控制。在这种工作中，编程人员就如同是大脑中掌握的知识以及社会的法律制度。在这种情况下，各种机械和设备的运行都要围绕PLC作为主要的基础平台来进行运转，且PLC系统在运行中要针对其可靠性发出一个科学的指令模式。因此我们在工作的过程中要PLC系统进行全面系统的研究。

1.2 PLC运行原理

在PLC系统应用中，其主要的工作原理是通过以计算机CPU作为主要的工作核心，使得PLC在运行的过程中不但能够满足相关的工作原理和基础功能要求，更是能够具备了计算机系统的运算、控制和编程功能，这样一个复杂、系统和全面的管理系统在应用的过程中有助于各种系统软件和设备运行要求，也实现了自动化控制和管理要求。就目前社会发展中PLC系统分析而言，其在工作中可以说集合了工业专业机械、计算机以及信息技术三方面的优势和优点，这就促使了其在工作中具备了良好的可靠性和通用性，也为各种工程领域和生产行业提供了相关的理论依据和基础前提。

1.3特点

PLC自动控制系统在应用的过程中由于本身就具备着可靠性能高、稳定性强、抗干扰能力好的优势而受到人们的关注，同时其在应用的过程中更是具备着编程简单的要求，这就使得其在应用中能够满足多个行业和单位的发展要求。

1.3.1可靠性能高

可编程控制器在目前的社会发展中应用越来越广泛，尤其是在工业生产和机械制造业中，更是发挥着不可替代的作用与优势，因此在施工的过程中做好其自动化管理要求就显得十分必要和重要。在目前的各项工程制造领域中采用可编程控制器，可以说其囊括了方面的管理任务，是一种自动化范围广、应用简单方便的工作理念和工作模式。

1.3.2自身优势众多

众所周知，PLC自动控制系统从在着接线简单、语言方便和工作量大的优势。一般在工作中不需要直接进行接线，而用户可以根据需要的工作内容和工作模板来进行深层次的总结和归纳，进而形成系统全面的工作理念和工作流程。其次语言简单，可以说目前的PLC自动化控制系统支持各种图形处理，并且具备着变成简单直观的优势，在施工的过程中对于提高施工效益和应用质量十分有效。

2.常见控制系统可靠性降低的原因

虽然在现阶段的工业控制机械中，可编程序应用较为广泛，其中本身也存在着较高的可靠性能。但是如果在使用的过程中对于PLC开关质量控制不合理，信号输入误差等因素的出现，其必然会引起在执行的过程中出现变动与隐患，进而造成无法挽回的经济损失和严重后果，究其原因主要有以下几点：

2.1影响现场信号错误的原因

2.1.1常见的影响

传输信号或者短路现象的原因主要是由于机械拉线的过程中应力较大或者本身线路存在着老化而引起的，不过其中我们也不可忽视外界因素引起的现场信号中断的现象，如虫害、鼠害等，一旦这些现象的出现与产生，其极容易造成传输信号故障，甚至是引起现场信号无法传递给PLC控制系统，这就造成了控制系统在管理运行的过程中出现错误变动。

2.1.2点抖动

在现场接触的过程中，虽然仅仅是一闭一合的过程，但是其在PLC管理之中确认为已经闭合了多次，因此虽然在线路中添加了滤波电路器，但是其软件的微分指令仍然会发出，进而造成了严重的错误控制现象。

2.1.3现场变送器

在机械开关产生故障的过程中，由于开关自身存在着质量隐患和接触不良，使得变送器在运行的过程中其中从在的非电量偏差较大，进而引起在工作中控制系统无法正常的进行工作。

2.2影响执行机构出错的主要原因有

（1）控制负载的接触不能可靠动作，虽然PLC发出了动作指令，但执行机构并没按要求动作。

（2）各种电动阀、电磁阀该开的没能打开，该关的没能关到位，由于执行机构没能按PLC的控制要求动作，使系统无法正常工作，降低了系统可靠性。要提高整个控制系统的可靠性，必须提高输入信号的可靠性和执行机构动作的准确性，否则PLC应能及时发现问题，用声光等报警办法提示给操作人员，尽快排除故障，让系统安全、可靠、正确地工作。

3.设计完善的故障报警系统

在自动控制系统的设计中应设计3级故障显示报警系统，1级设置在控制现场各控制柜面板，用指示灯指示设备正常运行和故障情况，当设备正常运行时对应指示灯亮，当该设备运行有故障时指示灯以1Hz的频率闪烁。为防止指示灯灯泡损坏不能正确反映设备工作情况，专门设置了故障复位/灯测试按钮，系统运行任何时间持续按该按钮3s，所有指示灯应全部点亮，如果这时有指示等不亮说明该指示灯已坏，应立即更换，改按钮复位后指示灯仍按原工作状态显示设备工作状态。2级故障显示设置在中心控制室大屏幕监视器上，当设备出现故障时，有文字显示故障类型，工艺流程图上对应的设备闪烁，历史事件表中将记录该故障。

4.输入信号可靠性研究

要提高现场输入给PLC信号的可靠性，首先要选择可靠性较高的变送器和各种开关，防止各种原因引起传送信号线短路、断路或接触不良。其次在程序设计时增加数字滤波程序，增加输入信号的可信性。

在现场输入触点后加一定时器，定时时间根据触点抖动情况和系统要的响应速度确定，一般在几十米每秒，这样可保证触点确实稳定闭合后，才有其它响应。模拟信号滤波可对现场模拟信号连续采样3次，采样间隔由A/D转换速度和该模拟信号变化速率决定。3次采样数据分别存放在数据寄存器DT10、DT11、DT12中，当最后1次采样结束后利用数据比较、数据交换指令、数据段比较指令去掉最大和最小值，保留中间值作为本次采样结果存放在数据寄存器DT0中。

5.结论

在许多工程项目在中自动控制系统设计中采用了以上方法，经过几年的运行，证明这些方法的采用对提高系统可靠性运行是行之有效的。