自動控制系統(tǒng)的可靠性問題探究

李剛毅

摘要：本文主要研究了當(dāng)前plc自控系統(tǒng)構(gòu)建下的可靠性構(gòu)建，并且針對plc的自動控制系統(tǒng)提出了對應(yīng)的可靠性建議分析。

關(guān)鍵詞：可靠性；PLC自動控制系統(tǒng)；建議

PLC自動控制系統(tǒng)又被稱為可編程控制器，它的特點(diǎn)主要有：首先是較強(qiáng)的抗干擾能力；其次是較高的可靠性，同時它的編程比較簡單易學(xué)；最后是具有較高的性能價格比，因此PCL自動控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用范疇。

工業(yè)年月機(jī)器適當(dāng)前幾期的主要中央控制樞紐，主要是通過組態(tài)軟件進(jìn)行構(gòu)建，利用大屏幕進(jìn)行對應(yīng)的監(jiān)視處理，對每個控制點(diǎn)都可以進(jìn)行自動化處理或者進(jìn)行自動報警警告等，同時還可以進(jìn)行歷史記錄查詢，系統(tǒng)的每個主要部件會記錄累計的運(yùn)行時間等。

下位機(jī)plc以及對應(yīng)的中央控制單元當(dāng)中進(jìn)行串行通訊的構(gòu)建思路來對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。一般時候1000m以內(nèi)距離的，可以采用485雙絞線通訊的方式，如果距離較遠(yuǎn)的話，可以采用光纖通訊的方式，如果距離更遠(yuǎn)的話，是要選用無線通訊的方式。下位機(jī)要通過PLC自動控制系統(tǒng)新型控制，根據(jù)控制對象的多少以及范圍，選擇要用一臺或者多臺進(jìn)行控制，Plc的自動控制系統(tǒng)當(dāng)中的數(shù)據(jù)交換是基于內(nèi)部鏈接構(gòu)建下的寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)的分享和交換的，plc自動控制系統(tǒng)的特性使得PLC自動控制系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用以及人們的認(rèn)可。

1 控制性環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題的原因

雖然當(dāng)前構(gòu)建下的工業(yè)控制計算機(jī)以及對應(yīng)的編程控制器相對來說比較可靠，但是輸入信號如果出現(xiàn)了問題。對應(yīng)的模擬量信號就會出現(xiàn)誤差情況，PLC自動控制系統(tǒng)的對英出口針對性的負(fù)責(zé)處理接口就會脫離正常工作流程，直接導(dǎo)致過程出現(xiàn)錯誤，會造成經(jīng)濟(jì)損失。

在現(xiàn)場，PLC信號出現(xiàn)錯誤的影響原因有：

（1）PLC傳輸信號線出現(xiàn)短路或者斷路（原因有：機(jī)械拉扯造成的短路或者斷路；鼠災(zāi)造成的短路或者斷路等）情況，如果PLC傳輸信號線發(fā)生了問題，現(xiàn)場的信號就沒有辦法直接達(dá)到PLC的自控系統(tǒng)當(dāng)中，是的運(yùn)行動作出現(xiàn)問題；

（2）機(jī)械觸點(diǎn)法陣震動，現(xiàn)場的出點(diǎn)即使只合攏一次，PLC自動控制系統(tǒng)會錯誤的認(rèn)定現(xiàn)場觸點(diǎn)閉合好多次，雖然在硬件中加入濾波電路，但是因為PLC掃描的周期比較短，其中任然存在指令出錯的情況；

（3）機(jī)械開關(guān)出現(xiàn)故障，比如說，觸點(diǎn)發(fā)生接觸不良的情況等，這些都會導(dǎo)致PLC自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，不能正常工作運(yùn)行。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)錯誤的影響因素有：

（1）控制負(fù)載的接觸點(diǎn)出現(xiàn)接觸不良的情況，動作的可靠性無法得到保證，這就直接導(dǎo)致PLC的自動控制系統(tǒng)做出指令卻無法讓下級按照要求進(jìn)行工作；

（2）控制變頻器出現(xiàn)了對應(yīng)的故障，讓變頻器的電機(jī)無法按照要求進(jìn)行正確動作執(zhí)行；

（3）電動閥以及電磁閥的開關(guān)出現(xiàn)問題，該關(guān)的時候沒有關(guān)，該開的時候沒有及時開啟，導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒有對照PLC的自動控制系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)定動作處理，沒有辦法執(zhí)行動作，直接導(dǎo)致PLC的自動控制系統(tǒng)自身出現(xiàn)可靠性異常反應(yīng)。

為了讓PLC的自動控制系統(tǒng)可靠性提升，我們要保證信號準(zhǔn)確率以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行動作的準(zhǔn)確程度。另外，PLC自動控制系統(tǒng)在檢測的時候發(fā)現(xiàn)問題的話，要及時發(fā)出警告，盡早把故障排除。

2 故障報警系統(tǒng)的完備

我們在進(jìn)行自動控制系統(tǒng)的設(shè)計處理的時候，對應(yīng)設(shè)計了三級故障顯示的系統(tǒng)框架：首先是在當(dāng)前控制現(xiàn)場的控制面板當(dāng)中進(jìn)行指示燈的判定運(yùn)轉(zhuǎn)正常情況，當(dāng)設(shè)備正常運(yùn)行的時候，燈光正常點(diǎn)亮，如果出現(xiàn)了故障，燈光就開始閃爍。為了防止指示燈的損壞出現(xiàn)，無法正常指示故障與否，設(shè)置故障復(fù)位測試燈按鈕，在系統(tǒng)運(yùn)行的時候，按這個按鈕達(dá)到三秒及以上，如果指示燈不亮的話，說明這個指示燈出現(xiàn)問題，應(yīng)該及時更換，反之，指示燈正常運(yùn)行。2級故障顯示的時候，中央控制室的大屏幕上進(jìn)行顯示設(shè)置，如果出現(xiàn)設(shè)備故障，那么故障本身的類型以及對應(yīng)的故障記錄數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)。最后一級顯示就是在中央控制室的信號箱當(dāng)中進(jìn)行設(shè)置的。如果設(shè)備出現(xiàn)了問題，那么信號箱就會發(fā)出聲音和光線進(jìn)行報警處理。在進(jìn)行故障處理的時候，故障是會獲得嚴(yán)格分類的。一些影響系統(tǒng)本身的鼓掌會優(yōu)先處理，但是一些對系統(tǒng)影響不大的故障仍然可以進(jìn)行正常運(yùn)行，在進(jìn)行運(yùn)行的時候進(jìn)行故障排除，這樣就可以提升PLC本身的可靠性構(gòu)建。

3 輸入信號的安全可靠分析

為了在現(xiàn)場進(jìn)行PLC自動控制系統(tǒng)的信號輸入準(zhǔn)確率提升，我們首先要關(guān)注的問題就是選擇對應(yīng)的高性能變送器以及對應(yīng)的開關(guān)設(shè)備進(jìn)行處理，這樣為了防止出現(xiàn)短路以及接觸不良的情況，我們要做好準(zhǔn)備措施，以防萬一。另外，在進(jìn)行程序設(shè)計的時候，設(shè)計濾波程序，來提升信號本身的準(zhǔn)確率。

在現(xiàn)場，輸入觸點(diǎn)之后，要加定時器，定時的時間可以根據(jù)觸點(diǎn)抖動以及PLC自動控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度決定，一般定時的時間是幾十毫秒左右，這個定時時間可以確保觸點(diǎn)在正常關(guān)閉之后，才會有其他的接觸點(diǎn)進(jìn)行響應(yīng)。在現(xiàn)場進(jìn)行模擬信號實(shí)驗，要連續(xù)采集3次以上的樣本，采樣間隔的依據(jù)是：首先是A/D轉(zhuǎn)換速度，另外還有模擬信號的變化速率。3次采樣的數(shù)據(jù)要進(jìn)行分別存放，在最后一次采樣結(jié)束以后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，去掉最大值以及最小值，對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。

為了提高PLC接收信號的準(zhǔn)確度，可以通過控制系統(tǒng)本身來實(shí)現(xiàn)，通過信號之間的對比，可以有效判斷PLC信號的準(zhǔn)確度。如，在進(jìn)行液位控制的時候，因為儲罐的尺寸是一定的，同時進(jìn)液的閥門開度與壓力以及出液的閥門開度與壓力同樣是有一個度的，所以一定時間內(nèi)的液體的變化高度是相對固定的，如果數(shù)據(jù)相差較大的話，通過判斷可只是液位計發(fā)生了故障，這個時候要對液位計進(jìn)行檢查維修。在進(jìn)行程序設(shè)計的時候，要進(jìn)行信號對比，如果液位計讀數(shù)在極限的位置的話，說明這個信號是可信的；反之，不在極限位置，可能是極限開關(guān)出現(xiàn)故障了，也可能是傳輸信號線的線路出現(xiàn)故障，需要檢查人員進(jìn)行檢查維修，排除故障。這樣可以有效地提高輸入信號的準(zhǔn)確度。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及生產(chǎn)效率的提高，PLC自動控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用非常廣泛，為了提高PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性，我們要不斷的進(jìn)行研究。

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