PLC自动控制系统的可靠性研究及设计方案分析

董宗哲

在工业生产中，控制系统处于核心位置，利用大屏幕能够实时监控各个控制点的动态情况。利用PLC自动控制系统能够保障控制的可靠性，有效提高控制的效果，可以说PLC自动控制系统对工业生产意义重大。

1 PLC自动控制系统的可靠性研究

利用控制系统自身的特点来提高读入PLC信号的可靠性，通过信号之间的关系来对信号的可信度进行判断。将输入变化范围控制在一定时间内，通过输出值的变化时间来判断信号的影响、传送信号是否故障、极限开关是否故障，及时通知操作人员对故障进行处理。通过准确输入现场信号给PLC系统执行，通过执行结果对现场的装置进行控制和调整。一旦负载被接触器所控制，启动以及停止这种指令则转为接触器线圈对其进行控制。提高输入信号以及执行机构的可靠性和准确性能够有效提高PLC自动控制系统运行的可靠性。在自动控制系统中，设置故障报警装置能够有效监测运行状况及是否存在故障。

输入给PLC信号可靠性的提升，需要考虑到变送器以及开关稳定性设计。以避免各种成瘾造成的传送信号发生短路、短路等情况。此外，程序设计中还增加数字滤波程序，增设输入信号可靠性。

现场输入出点设计中增加定时器，时间设定按照触电抖动频率以及系统响应速度需求确定。确保出点稳定闭合情况下才出现其他响应。模拟信号滤波采取图2b程序设计。现场模拟信号采取连续采样方式进行设计，采样间隔则根据A/D转换速度及相关决定。3次采樣数据存放数据寄存器。完成最后数据采样之后，可通过数据对比、交换等方式计算最大最小值，并去掉峰值后保留中间值，以存放数据器DT0。

此外，改善PLC现场信号可靠性也可采取利用信号关系判断信号可信度的方法实现。如液位控制，因为储罐尺寸为确定数据，进液或出液阀门开度以及阀内压力均为已知的情况下，则可以按照内液变化确定相关数据。将液位计算结果输入PLC数据估算内液差，即可以通过判断液位计是否发生故障，通过报警系统即可以进行检修。

2 PLC自动控制系统设计优化方案

2.1 硬件系统

2.1.1 输入电路：PLC电源的适应范围较广，增设电源滤波器能够有效减少对电源的干扰影响。也可采用隔离变压器，凭借双层隔离技术，采用初级线圈和次级线圈均与初级电器中性点进行接地，次级线圈同时也要与屏蔽层的输入电路进行接地，能够减少高低频脉冲对系统的影响。输入电路在电源的选择上需要注意容量大小，对短路情况提前做好预防工作，能保障PLC系统的正常运行[1]。

2.1.2 输出电路：变频器及指示灯按照电子自动化工业的生产标准常规采用晶体管作为输出。晶体管的延迟较短，能够有效适应系统的各种高频情况。选择继电器输出能够让系统的整体设计结构更加简单合理，有效提升系统的负载性能和抗干扰性能。PLC输出系统在断电时会受到负载的冲击，需要在负载处设置二极管和浪涌吸收器，这样能够有效避免PLC系统被损坏。

2.1.3 抗干扰设计：如今，变频器和晶闸管在PLC自动化控制系统中被广泛应用，这就涉及干扰问题。采取隔离措施避免电磁波干扰，也可以采用隔离变压器，让电容通过中性点进行接地处理[2]。可以采用金属外壳对干扰因素进行屏蔽，有效保护PLC自动控制系统。金属外壳接地能够有效屏蔽静电和磁场，降低干扰辐射。布线方面则将强电与弱电进行分线处理，保证一定的距离，但不完全重合。采用双绞线屏蔽线缆的形式来作为模拟信号的传输线路。

2.2 软件系统

2.2.1程序的设计：程序的设计方面为提升PLC的适应性，可以划分为基础部分、模块化部分。基本部分程序通常操控较为简单的系统工艺，同时也可以作为模块化部分的单元程序使用。整体来说基本程序部分也可以分为顺序、循环以及条件分支等三个结构。模块化部分则是主要将多个任务进行分别设定，在统一的平台上通过调试以及编程等将模块的程序进行整合。为有效提升维护工作的便捷程度，通常会对计数器和计时器进行统一的编号，但不能够使用相同的编号。对内部的继电器和中间标志也进行统一的编号并且进行工作的分配。

2.2.2 系统编程：在设计的过程中也可以采用触点串联的方式接入PLC输入端，这样能够有效降低系统空间的占用比例。使用二分频技术能够有效实现设备的启停功能均由一个按钮来实现。模块化的系统设计相对灵活性更高，可以将正反自锁互锁转程序封装成为一个模块，正反转点动封装成为一个模块。PLC程序通过这样的设置能够对模块进行更加充分的调动。有效减少编程的工作量，也能避免占用量过大的情况。这样的编程方式能够有效提升PLC自动化工程的设计，尤其是针对大型PLC自动化工程的设计。编程工作结束后也要对输入端进行深入的检测，指示灯显示正常代表着系统运行正常。

结束语

在对PLC自动控制系统的稳定问题方面进行了深入的分析后，对PLC自动控制系统的稳定性提高措施进行了深入的研究和讨论，通过优化和完善设计能够有效提升PLC自动控制系统的稳定性和可靠性。

参考文献：

[1]李伟，杨利荣.基于软PLC的自动控制系统的配置与实现[J].机械制造与自动化，2019，（4）：206-208，211.

[2]邬晓林.研究探讨PLC自动控制系统的可靠性[J].中国科技博览， 2018，（13）                                          责编/樊力行