PLC自動控制系統的可靠性探析

任翠宏 王新志 朱 巍 銀 措 崔 揚 葉婷婷

(甘肅銀光聚銀化工有限公司，甘肅 白銀 730900)

PLC自動控制系統服務于企業自動化控制領域，其數據庫能滿足企業的數據匯集的需要，使多個異種數據源集中在統一網點，使用統一的模式組織儲存工作，延伸了管理功能[1]。PLC系統在工業控制領域使用越來越普遍。筆者分析了影響PLC自動控制系統可靠性的因素，給出了提高其系統可靠性的措施。

1 PLC自動控制系統可靠性影響因素①

PLC自動控制系統的操作應按照規定的執行程序進行，但往往在操作過程中由于執行機構未按要求進行操作，或者輸入的PLC開關量信號和模擬信號有誤，而影響PLC系統的可靠性。

1.1 系統數據輸出后執行機構未正常操作

影響PLC自動控制系統數據輸出后執行機構未正常操作的因素有：

a. PLC自動控制系統內的變頻器故障，造成變頻器自帶電機損壞，無法繼續按要求執行操作；

b. 系統核心執行機構故障，沒有及時對相應電動閥和電磁閥開關進行開或關的控制，或開關控制失誤，使系統無法正常運行；

c. PLC系統對控制負載的接觸器發出相應的動作指令后，接觸器沒有及時接收，造成工作無法進行。

1.2 PLC開關量信號和模擬信號出現錯誤

影響PLC開關量信號和模擬信號出現錯誤的因素有：

a. PLC系統對現場觸點的閉合判斷有誤，即使現場觸點僅閉合一次，但PLC系統判斷為閉合了多次，同時，PLC系統的掃描周期短[2]，僅在移位和累加計算方面出現了錯誤，就會導致接收到的控制信號有誤；

b. 控制系統的硬件出現故障，如觸點接觸不良以及變送器顯示現場的非電量差距大等，由于機械自身出現故障導致系統可靠性得不到保證；

c. 使用時間較長、線路老化及機械磨損等均會影響到傳輸信號線等線路的短路，最后導致現場信號無法傳送給系統的控制執行機構，使PLC自動控制系統無法正常工作。

2 提高PLC自動控制系統的可靠性措施

2.1 提高執行機構的準確性

PLC系統的執行機構是控制的核心機構，其執行的準確性十分關鍵。現場信號發送給PLC系統都要經過執行機構的調節和控制來完成操作，應進一步提高執行機構的準確性。

對電動閥和電磁閥的開關要十分注意時間，對不同閥門的開關時間進行延時設置，根據延時時間進行信號檢測并判斷閥門開關是否正常，若信號沒有按時傳輸給PLC控制系統，說明電動閥已經發生故障，工作人員應及時排查。

通過轉換負載的控制器提高執行機構的可靠性。當接觸器控制負載時，可以停止接觸器的控制啟動，觀察接觸器是否進行有效的釋放或者吸收，如發生不良情況則采取相應措施解決，以此提高PLC系統執行機構的可靠性。

2.2 構建有效的報警系統

2.2.1設置生產現場報警系統

在生產現場的控制面板上安裝指示燈，觀察指示燈是否正常，燈亮說明自動控制系統正常運行；閃爍則表明自動控制系統有可能發生故障，此時工作人員應立即采取措施排除故障。另一方面，為使指示燈不會因自身損壞而產生錯誤的報警信號，可設置故障復位按鈕，專門針對指示燈是否損壞進行檢測，系統工作時間可任意按下按鈕，按下時間為3s，如發現按下后有指示燈不亮，說明該指示燈已經損壞，應及時更換；指示燈全部亮說明無故障。

2.2.2設置中心控制監視屏報警系統

在中心監控顯示屏上設置報警系統，當相關程序有問題時，顯示屏會有文字說明，在對應的工藝流程圖就會有機械設備發出閃爍，同時記錄在歷史記錄表上，監視人員可及時查看并排除故障。

2.2.3設置中心控制室信號箱報警系統

在中心控制室內設置光和聲的報警方式，一旦出現故障，聲光會發出信號，提醒工作人員。

2.3 提高執行機構人員的技能水平

對于警報系統發出的故障信息，要求工作人員具備高水平的應對技能，必須熟悉PLC自動控制系統的工作流程和操作原理，掌握可編程邏輯控制器的運行，具備極強的專業技能，為PLC自動控制系統的可靠性提供保障。通過加強執行機構人員的技能培訓，提高人員的專業素質，可以大大降低系統故障的頻率，維護系統的正常運行，保障系統的可靠性。

2.4 保障輸入信號的可靠性

在PLC控制系統中輸入信號時應確保信號的正確性。變送器和所有閥門開關應保證正常工作，以避免由機器自身損壞引起的線路短路或接觸不良等問題。PLC自動控制系統以所輸入的數據為開關量，將可靠性信號輸入當成模擬量，進行計算機運算，最后將結果傳輸給控制器[3]。對PLC自動控制系統進行可靠性輸入信號分析，主要分析系統數據庫的數據大小和時長。系統的可靠性輸入信號主界面數據顯示為平均值，可以對主界面部分功能模塊進行選擇，主要模塊有時段分析模塊和流向分析模塊，對其進行科學管理，達到統一的職能化、規范化，進一步提高系統控制的安全性服務。PLC自動控制系統的數據庫服務于企業在管理決策的網絡通信全過程，實現將多種數據源統一于一個站點的管理，并擁有統一模式組織存儲功效，同時，使用對操作的可靠性重視程度較高，進一步提高了輸入信號的可靠性。

3 結束語

隨著市場對PLC自動控制系統的需求不斷增加，PLC自動控制系統的可靠性將在實踐中得到逐漸加強與重視，是未來工業領域發展的必然趨勢。因此，進一步加強PLC自動化控制的可靠性研究和設計方案十分有必要，提高PLC控制系統的競爭力也已成為科技時代的迫切需求。

[1] 唐爽.論PLC自動控制系統的可靠性[J].考試周刊,2011,15(4):120～121.

[2] 張東起.淺談對PLC自動控制系統可靠性的認識[J].中國新技術新產品,2011，5(3):321～322.

[3] 張朝英,張華軍.PLC控制系統的可靠性分析[J].科技資訊,2010,11(1)：285～286.