PLC自動控制系統的可靠性研究及設計方案分析

董宗哲

在工業生產中，控制系統處于核心位置，利用大屏幕能夠實時監控各個控制點的動態情況。利用PLC自動控制系統能夠保障控制的可靠性，有效提高控制的效果，可以說PLC自動控制系統對工業生產意義重大。

1 PLC自動控制系統的可靠性研究

利用控制系統自身的特點來提高讀入PLC信號的可靠性，通過信號之間的關系來對信號的可信度進行判斷。將輸入變化范圍控制在一定時間內，通過輸出值的變化時間來判斷信號的影響、傳送信號是否故障、極限開關是否故障，及時通知操作人員對故障進行處理。通過準確輸入現場信號給PLC系統執行，通過執行結果對現場的裝置進行控制和調整。一旦負載被接觸器所控制，啟動以及停止這種指令則轉為接觸器線圈對其進行控制。提高輸入信號以及執行機構的可靠性和準確性能夠有效提高PLC自動控制系統運行的可靠性。在自動控制系統中，設置故障報警裝置能夠有效監測運行狀況及是否存在故障。

輸入給PLC信號可靠性的提升，需要考慮到變送器以及開關穩定性設計。以避免各種成癮造成的傳送信號發生短路、短路等情況。此外，程序設計中還增加數字濾波程序，增設輸入信號可靠性。

現場輸入出點設計中增加定時器，時間設定按照觸電抖動頻率以及系統響應速度需求確定。確保出點穩定閉合情況下才出現其他響應。模擬信號濾波采取圖2b程序設計。現場模擬信號采取連續采樣方式進行設計，采樣間隔則根據A/D轉換速度及相關決定。3次采樣數據存放數據寄存器。完成最后數據采樣之后，可通過數據對比、交換等方式計算最大最小值，并去掉峰值后保留中間值，以存放數據器DT0。

此外，改善PLC現場信號可靠性也可采取利用信號關系判斷信號可信度的方法實現。如液位控制，因為儲罐尺寸為確定數據，進液或出液閥門開度以及閥內壓力均為已知的情況下，則可以按照內液變化確定相關數據。將液位計算結果輸入PLC數據估算內液差，即可以通過判斷液位計是否發生故障，通過報警系統即可以進行檢修。

2 PLC自動控制系統設計優化方案

2.1 硬件系統

2.1.1 輸入電路：PLC電源的適應范圍較廣，增設電源濾波器能夠有效減少對電源的干擾影響。也可采用隔離變壓器，憑借雙層隔離技術，采用初級線圈和次級線圈均與初級電器中性點進行接地，次級線圈同時也要與屏蔽層的輸入電路進行接地，能夠減少高低頻脈沖對系統的影響。輸入電路在電源的選擇上需要注意容量大小，對短路情況提前做好預防工作，能保障PLC系統的正常運行[1]。

2.1.2 輸出電路：變頻器及指示燈按照電子自動化工業的生產標準常規采用晶體管作為輸出。晶體管的延遲較短，能夠有效適應系統的各種高頻情況。選擇繼電器輸出能夠讓系統的整體設計結構更加簡單合理，有效提升系統的負載性能和抗干擾性能。PLC輸出系統在斷電時會受到負載的沖擊，需要在負載處設置二極管和浪涌吸收器，這樣能夠有效避免PLC系統被損壞。

2.1.3 抗干擾設計：如今，變頻器和晶閘管在PLC自動化控制系統中被廣泛應用，這就涉及干擾問題。采取隔離措施避免電磁波干擾，也可以采用隔離變壓器，讓電容通過中性點進行接地處理[2]。可以采用金屬外殼對干擾因素進行屏蔽，有效保護PLC自動控制系統。金屬外殼接地能夠有效屏蔽靜電和磁場，降低干擾輻射。布線方面則將強電與弱電進行分線處理，保證一定的距離，但不完全重合。采用雙絞線屏蔽線纜的形式來作為模擬信號的傳輸線路。

2.2 軟件系統

2.2.1程序的設計：程序的設計方面為提升PLC的適應性，可以劃分為基礎部分、模塊化部分。基本部分程序通常操控較為簡單的系統工藝，同時也可以作為模塊化部分的單元程序使用。整體來說基本程序部分也可以分為順序、循環以及條件分支等三個結構。模塊化部分則是主要將多個任務進行分別設定，在統一的平臺上通過調試以及編程等將模塊的程序進行整合。為有效提升維護工作的便捷程度，通常會對計數器和計時器進行統一的編號，但不能夠使用相同的編號。對內部的繼電器和中間標志也進行統一的編號并且進行工作的分配。

2.2.2 系統編程：在設計的過程中也可以采用觸點串聯的方式接入PLC輸入端，這樣能夠有效降低系統空間的占用比例。使用二分頻技術能夠有效實現設備的啟停功能均由一個按鈕來實現。模塊化的系統設計相對靈活性更高，可以將正反自鎖互鎖轉程序封裝成為一個模塊，正反轉點動封裝成為一個模塊。PLC程序通過這樣的設置能夠對模塊進行更加充分的調動。有效減少編程的工作量，也能避免占用量過大的情況。這樣的編程方式能夠有效提升PLC自動化工程的設計，尤其是針對大型PLC自動化工程的設計。編程工作結束后也要對輸入端進行深入的檢測，指示燈顯示正常代表著系統運行正常。

結束語

在對PLC自動控制系統的穩定問題方面進行了深入的分析后，對PLC自動控制系統的穩定性提高措施進行了深入的研究和討論，通過優化和完善設計能夠有效提升PLC自動控制系統的穩定性和可靠性。

參考文獻：

[1]李偉，楊利榮.基于軟PLC的自動控制系統的配置與實現[J].機械制造與自動化，2019，（4）：206-208，211.

[2]鄔曉林.研究探討PLC自動控制系統的可靠性[J].中國科技博覽， 2018，（13）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 責編/樊力行