提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施

摘 要：現(xiàn)階段PLC廣泛的運用在社會中的各行各業(yè)，因此為了完善PLC系統(tǒng)，實現(xiàn)其控制系統(tǒng)可靠性的提高。文章對影響PLC控制系統(tǒng)的可靠性的因素進行闡述，并論述了提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的具體措施。

關(guān)鍵詞：PLC；控制系統(tǒng)；可靠性

引言

與傳統(tǒng)的繼電器相比PLC具有更多的優(yōu)點，首先其運用了強大的軟件功能代替了大量的繼電器元件，使得工作人員在安裝控制柜時大大減少了排線、接線的工作。與此同時PLC比傳統(tǒng)繼電器適用的環(huán)境更為復雜，且具有很強的抗干擾的能力。但是在使用PLC的過程中由于專業(yè)技術(shù)人員對于環(huán)境、氣候等原因考慮的欠缺或者是PLC自身存在的缺陷都會導致其控制系統(tǒng)具有問題，因此提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性成為了當今PLC發(fā)展的一大難題。

1 影響PLC控制系統(tǒng)可靠性的主要因素

PLC是為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境所涉及的一種具有專業(yè)性的控制裝置，因此在工業(yè)生產(chǎn)過程中并不需要一些較為特殊的措施來保障其可靠性，但是仍然有一些因素會影響到PLC的可靠程度。主要包括：

1.1 復雜、惡劣的環(huán)境因素，例如超高溫、過強的電磁場、超低壓等。

1.2 安裝、使用的不恰當，例如布線問題，電源接觸不良或者是接地不良等。

1.3 保護設(shè)計的欠缺，例如錯誤程序，程序冗余等。這些因素多會導致PLC控制系統(tǒng)的內(nèi)部信息的缺失或錯誤，嚴重時則會導致控制系統(tǒng)的紊亂，嚴重影響著PLC控制系統(tǒng)的可靠性。

2 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施

2.1 輸入、輸出端子的保護

當輸入信號源以及輸出的驅(qū)動都是感性元件，需要運用并聯(lián)的方式在直流電路的兩端上連接一個續(xù)流二極管。而當運用的是交流電路的時候則需要并聯(lián)一個電阻在交流電路的兩端。一般來說上述的措施能夠完善地組織電感性輸出、輸入的電路。一般來說在斷開的瞬間將會產(chǎn)生一定程度的感應電勢，這些感應電視將阻止浪涌電流所產(chǎn)生的沖擊，一般是對PLC控制系統(tǒng)的輸出點、輸入端點以及內(nèi)部的電源之間所產(chǎn)生的沖擊。除此之外PLC控制系統(tǒng)的輸出驅(qū)動負載是電磁閌、交流接觸器的時候，在PLC系統(tǒng)的驅(qū)動元件、輸出端之間可以以隔離的作用連接固態(tài)繼電器。以此來促使PL輸出的控制信號進行放大，信號一般可以通過晶閘管之后進入到固態(tài)繼電器中實現(xiàn)驅(qū)動，并從固態(tài)繼電器內(nèi)輸出傳送到驅(qū)動元件上，最終將連接到AC220V的電壓上。一般來說金屬氧化物壓敏電阻可以有效地保證連接的固態(tài)繼電器的電壓在一定的范圍內(nèi)，而RH的阻值呈現(xiàn)為最大狀態(tài)。如果固態(tài)繼電器的組織比較小的時候，且低于一定的標準范圍，那么電壓瞬間就會斷開。這一過程可以吸收線圈內(nèi)存儲的能量。通過多次的實驗以及生產(chǎn)中的運用發(fā)現(xiàn)這種方式可以有效的提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性。

2.2 輸入、輸出信號的防錯

當晶體管、光電開關(guān)等輸出類型成為輸人信號源的時候，或者是當晶體管輸出、雙向晶閘管作為輸出元件的時候，PLC系統(tǒng)的外部的負載實質(zhì)上是極其小的，因此時常會由于這類輸出元件導致極其重大的漏電現(xiàn)象，特別是在關(guān)斷的時候。這是會因為產(chǎn)生的漏電現(xiàn)象導致外部負載電路、輸人電路等不能及時的關(guān)斷，從而影響到輸人、輸出信號的正確性。針對于這一問題可以在輸人、輸出端并聯(lián)一個旁路電阻，從而減小其PLC的輸人電流，并降低其外部負載上的電流，從而保證輸入、輸出信號的準確性。

2.3 聯(lián)鎖、互鎖功能的軟硬件設(shè)置

在PLC的系統(tǒng)功能表中很多時候并沒有對互鎖以及聯(lián)鎖的具體功能進行詳細的分析，但是為了提高PLC控制系統(tǒng)的可靠程度在進行硬件設(shè)計或者是編程的過程中需要對聯(lián)鎖、互鎖等軟件設(shè)施加以考慮，主要是保證軟件設(shè)置之間的相互配合。僅僅在PLC的內(nèi)部邏輯上進行互鎖、聯(lián)鎖會在PLC系統(tǒng)運行過程中發(fā)生外電路故障，也就導致PLC控制系統(tǒng)可靠性的降低。例如對電機正、反轉(zhuǎn)接觸器的互瑣，僅在梯形圖中用軟件來實現(xiàn)是不夠的。這是由于大功率的電機經(jīng)常會由于接觸器的主觸點“燒死”而使得線圈在斷電后，主電路不能正常的斷開從而出現(xiàn)故障。

2.4 故肆檢測程序的設(shè)計

通過相關(guān)部門的統(tǒng)計以及作者大量的實驗發(fā)現(xiàn)，PLC經(jīng)常出現(xiàn)的事故并不是由于其本身原因而是由于其外部的輸出或者是輸人元件造成的事故引起的。一般情況下在這些元件出現(xiàn)故障的時候，PLC控制系統(tǒng)并不能自動的停機。所以要想提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，不僅需要在硬件上加以改革與創(chuàng)新，還需要在軟件中增加故障檢測程序的設(shè)計。一般來說這對于PLC的軟件系統(tǒng)是設(shè)計大體可以分為兩大類，具體如下：

2.4.1 時間故障檢測法

PLC控制系統(tǒng)的工作程序是需要精確歸納與計算的，因此其運行的每一步都對應的存在著一個極其精準的時間范圍，以此來保證PLC控制系統(tǒng)的可靠性。因此可以運用這些固定的時間作為檢測的參數(shù)對PLC運行過程中的工步動作進行檢測。但是如果PLC控制系統(tǒng)在運行過程中的某一個工步動作所需的時間與規(guī)定時間不符的時候，那么所接入的定時器就會尤其預置的時間還未轉(zhuǎn)入下一個工步動作時發(fā)出預設(shè)的故障處理信號，通過一系列的反應最終導致PLC系統(tǒng)的工作循環(huán)程序的停止。

2.4.2 邏輯錯誤檢測法

為了真正提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，特別是在PLC控制系統(tǒng)正常運行的過程中其輸人、輸出信號以及中間記憶裝置等之間所存在的特殊的邏輯關(guān)系的可靠性，可以運用邏輯錯誤的檢測方法進行檢測。一般來說，在PLC程序中可以事先加入一些已經(jīng)編輯好的常見故障的異常邏輯程序。在PLC系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤的時候，實現(xiàn)編輯好的程序就會在異常邏輯關(guān)系的狀態(tài)輸出作為故障信號，用來實現(xiàn)報警、停機等控制。

3 結(jié)束語

綜上所述，提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性首先需要對影響PLC可靠性的因素進行分析與總結(jié)，并從軟件與硬件兩個方面進行探究，可見提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施是多種多樣的，在運用這些方法的時候首先需要結(jié)合PLC的自身特征，從而制定出更加適用于自身的提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施。

參考文獻

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作者簡介：劉洪洋（1979，5-），女，吉林省農(nóng)安縣，本科，講師，研究方向：電氣工程及其自動化。