關(guān)于PLC自動控制系統(tǒng)可靠性探討

楊旺

摘 要：可編程控制器也稱PLC，由于其自身具有諸多的優(yōu)點，在近年來各個行業(yè)中都得到廣泛的應(yīng)用，人們對PLC自動控制裝置也更為關(guān)注和重視。該文對可編程控制器進行了概述，同時對控制系統(tǒng)可靠性降低的原因進行了具體的分析，并進一步對故障報警系統(tǒng)的設(shè)計及故障可靠性的研究進行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：可編程控制器 ?可靠性 故障報警系統(tǒng) ?計算機

中圖分類號：C94 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0080-01

在現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展中，PLC自動控制裝置得以更加廣泛的應(yīng)用，其通常作為工業(yè)控制機的入口連接設(shè)備，以PLC為基礎(chǔ)的自動控制設(shè)備可以有效的實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和資源的共享，而且在編程上更簡單、靈活和可靠，完全改變了利用大屏幕來對工業(yè)控制機進行檢測和管理可靠性差的問題，有效的提高了檢測和管理的現(xiàn)代化水平，減少了外界干擾因素的產(chǎn)生，具有較高的可靠性。

1 可編程控制器概述

1.1 可編程控制器概念

目前社會發(fā)展過程中的各個行業(yè)及領(lǐng)域都廣泛的應(yīng)用PLC系統(tǒng)，特別是在工業(yè)生產(chǎn)中，PLC系統(tǒng)實現(xiàn)了對各種機械的工作模式和運行進行全面、系統(tǒng)的控制，編程人員只需要對PLC系統(tǒng)編入設(shè)定好的程序，PLC系統(tǒng)就可以進行自動化的控制，在這種情況下，PLC系統(tǒng)可以說是一個主要的基礎(chǔ)平臺，通過其所發(fā)出的科學(xué)指令，各種機械和設(shè)備都圍繞其進行運轉(zhuǎn)，確保了工業(yè)自動化的實現(xiàn)。

1.2 PLC運行原理

PLC系統(tǒng)其主要是核心是CPU，由于CPU作為計算機的大腦，這樣PLC系統(tǒng)在運行時就具備了計算機的運算、控制和編程功能，這就使PLC系統(tǒng)能夠更好的與各種系統(tǒng)軟件和設(shè)備運行要求相符合，能夠更好的滿足自動化控制和管理的要求。目前在PLC系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中，其不僅具備了工業(yè)專業(yè)機械的優(yōu)點，而且充分的結(jié)合了計算機和信息技術(shù)，這三個方面的優(yōu)點和優(yōu)勢的充分的融合，決定了PLC系統(tǒng)具有良好的可靠性和通用性，不僅為工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展提供了相關(guān)的理論依據(jù)，而且也是各生產(chǎn)行業(yè)得以發(fā)展的基礎(chǔ)前提條件。

1.3 特點

1.3.1 自動化范圍廣

隨著可編程控制器的廣泛應(yīng)用，其不僅作為一種工作理念，而且也作為一種工作模式在各行業(yè)中應(yīng)用越發(fā)的廣泛，特別是在當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)和機械制造行業(yè)中，可編程控制器更是發(fā)揮著不可替代的作用，利用可編程控制器不僅可以更好的完成方方面面的管理任務(wù)，而且可以說這是一種應(yīng)用簡單方便的工作理念和工作模式，具有自動化范圍廣的特點。

1.3.2 自身優(yōu)勢眾多

在一般情況下，PLC自動控制系統(tǒng)在工作中不需要直接進行接線，并且工作量大，語言方便，用戶要形成全面、系統(tǒng)的工作理念和工作流程只需要進行深層次的總結(jié)和歸納就可以完成。而且PLC自動化控制系統(tǒng)還可以對各種圖形處理進行支持，具有簡單直觀的優(yōu)勢，可以有效的提高應(yīng)用質(zhì)量。

2 常見控制系統(tǒng)可靠性降低的原因

可編程控制器在現(xiàn)階段的工業(yè)控制機械中被廣泛的應(yīng)用，其自身的可靠性也相對較高，但其使用過程中還會存在著一些因素，這些因素的存在必然會導(dǎo)致可編程控制器的可靠性受到影響，使其在執(zhí)行過程中存在隱患，從而導(dǎo)致無法彌補的經(jīng)濟損失發(fā)生。

2.1 影響現(xiàn)場信號錯誤的原因

2.1.1 常見的影響

現(xiàn)場信號中較為常見的影響是由傳輸信號或短路現(xiàn)象引起的，這主要是由于受到機械拉力或是本身線路老化的影響，而且在外界因素影響下也極易導(dǎo)致現(xiàn)場信號出現(xiàn)中斷的情況，一旦這些因素存在，則會導(dǎo)致現(xiàn)場信號傳輸出現(xiàn)故障，使信號無法正常的進行傳輸，PLC控制系統(tǒng)由于接收不到準(zhǔn)確的信號，從而導(dǎo)致其在運行過程中出現(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

（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）由于執(zhí)行機構(gòu)沒有按PLC的控制要求動作，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，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作，系統(tǒng)可靠性被降低了。要使得整個控制系統(tǒng)的可靠性得到提高，必須做到提高執(zhí)行機構(gòu)動作的準(zhǔn)確性和輸入信號的可靠性。只有這樣，當(dāng)PLC發(fā)現(xiàn)問題時，才能夠做到及時并準(zhǔn)確的用聲光等報警方式向工作人員報警，再由相關(guān)工作人員去排除故障，使得系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。

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1 Hz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3 s，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，才有其他響應(yīng)。

模擬信號濾波采樣間隔由A/D轉(zhuǎn)換速度和該模擬信號變化速率決定，可對現(xiàn)場模擬信號進行3次采樣。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)語

PLC控制系統(tǒng)的高效、可靠運行，則需要在其運行過程中采取切實有效的措施來對影響系統(tǒng)可靠性的因素進行防范，針對于不同因素所產(chǎn)生的原因，從而在設(shè)計和編程中采取科學(xué)合理的技術(shù)措施，并在實踐工作中進行不斷完善和改進，有效的提高PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性，使其性能更好的發(fā)揮出來，加快社會和經(jīng)濟的發(fā)展和進步。

參考文獻

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