关于对PLG自动控制可靠性的

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【摘 要】可编程逻辑控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统,作为一种全新的工业控制器由于其具备体积比较小、功能比较强大、编程方法通俗易懂,过程控制比较容易实现,从而获得非常广泛的应用.

【关 键 词】可编程逻辑控制器；可靠性；思考

可编程控制器（PLC）是通过筹措、组织规划,并通过数字输入和输出操作,来控制各类机械或生产过程,PLC自动控制系统是新一代集成化管理信息系统,它扩展了管理的功能,其核心思想是供应链管理.它是一种用于工业现场的前端自动化技术基础装备,可以直接在多数工业环境中使用,PLC自动控制系统的可编程控制器本身都具有很高的可靠性.然而,当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,就可能造成程序错误或运算错误,从而产生误输入并引起误输出,这将会造成设备的失控和误动作,从而不能保证PLC的正常运行,要提高PLC控制系统可靠性,需多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能.

1　控制系统的可靠性降低的主要原因

1.1　现场信号无法传送给PLC自动控制系统,造成控制出错

1.1.1　由于机械设备本身的问题（这里的问题指的是机械老化、虫鼠的破坏）,致使输送信号线产生故障,从而导致现场的信号无法传送给PLC自动控制系统,得控制出现错误,进而导致通信系统不能正常工作,不能利用PLC自动控制系统的属性特性,不能通过PLC自动控制系统完成对数据的抽取、转换与加载.

1.1.2　由于触点与接线的接触问题（这里的问题指的是触电接触是否完好,接线是否牢固）,从而导致其不能将数据生成到数据仓库中,将数据融入PLC自动控制经营分析系统,也实现不了数据采集、数据处理、决策分析、综合查询、报表管理等功能.

1.1.3　现场信号无法传送给PLC自动控制系统造成控制出错,机械触点抖动,现场触点虽然只闭合一次,PLC却认为闭合了多次,虽然硬件加了滤波电路,软件增加微分指令,但由于PLC扫描周期太短,仍可能在计数、累加、移位等指令中出错,出现错误控制结果.各种电动阀、电磁阀该开的没能打开,该关的没能关到位,由于执行机构没能按PLC的控制要求动作,使系统无法正常工作,降低了系统可靠性.

1.2　出现干扰,PLC自动控制系统没有按要求动作执行出现干扰,PLC自动控制系统没有按要求动作执行,其中,控制负载的接触不能可靠动作,虽然PLC发出了动作指令,但执行机构并没按要求动作；控制变频器起动,由于变频器自身故障,变频器所带电机并没按要求工作；PLC不能采用数字信号处理技术,不能解决自动控制系统的控制负载的技术难题.让系统安全、可靠、正确地工作,必须尽快排除故障.

对电磁干扰较强、而对PLC可靠性要求又较高的场合,PLC的供电应与动力供电和控制电路供电分开；必要时,可采用带屏蔽的隔离变压器供电、串联LC滤波电路等,在设计时,外接的直流电源应采用稳压电源,供电功率应留有的余量.

这样只能采用PLC自动控制系统的控制负载,执行没按要求动作,追究其主要原因是由于传输信号线的短路或者断路,当故障产生时,时机械触点抖动,这充分表面了对PLC自动控制系统的控制执行没按要求,综合PLC自动控制系统的控制自动化装置还不能够适用于各种控制系统.PLC自动控制系统的可靠性安全检测技术能够综合各方面的安全因素,从整体上动态反映了网络安全状况,并对安全状况的发展趋势进行预测和预警,为增强安全性提供可靠的参照依据.

2　提高PLC自动控制可靠性的途径

2.1　硬件方面的措施

2.1.1　输入接线.

必须将PLC的输入接线准备好,尤其应当注意如下几方面的问题：一是输入接线通常小于等于30毫米,假如环境的干扰很小,并且电压降也比较小的时候,输入接线可以稍微长一点.二是输入接线、输出接线不允许共用同一路电缆,而应当彼此分开.三是PLC系统可以承受的脉冲信号其宽度应当比扫描周期所需的时间更长.四是如果PLC输入的最大电流小于输入元件的电流或者出现漏电流的时候,就会出现误动作,使得系统的灵敏度有所降低.因此输入的电流尽量为弱电流,而且对于漏电流应当采取相应的预防措施,尽可能选择输入为汇点输入的PLC.

2.1.2　变送器及开关.

应当增强现场输入到PLC信号的安全稳定性,选用稳定性比较好的变送器以及各类开关,以防各类原因造成传送信号线断路、短路或者出现接触不良等问题.工业生产现场很多干扰是能够预测到的,凡是有干扰的部位,输入与输出端之间就应当设置信号隔离器,让PLC系统接收的信号首先经过半导体器件的调制之后进行转换,而后经过光感器件或者磁感器件的隔离之进行转换,并且进行解调转换到回隔离之前的原信号或者不同信号,最后对于隔离之后信号的电源加以隔离.这样的话能够确保变换之后的电源、信号、地之间相互独立,成功切断了干扰信号的侵入,使得干扰影响PLC系统可靠运行的难题得以解决

2.1.3　晶体二极管.

针对输入电路,如果输入端的外部电路有晶体二极管串联,在串联晶体二极管上的电压应当低于4伏.如果选用舌簧开关（带发光晶体二极管）的时候,晶体二极管串联的数量不允许多于两只.如果输入的是接感性输入电子元件的时候,应当在输入电子元件的两端并联一个晶体二极管或者冲击抑制器,晶体二极管的阴极必须与电压阳极侧相连,以便能够预防电流的冲击.

2.2　软件方面的措施

2.2.1　数字滤波程序.

从软件上提升PLC系统的安全可靠性,一般采取在设计程序的时候加入数字滤波程序,提高输入信号的稳定可靠性.针对数字信号,可以对滤波采取以下设计程序的方法：在工业生产现场输入触点之后增加一个定时器,定时的具体时间按照触点的抖动状况和PLC系统需要的具体响应速度进行确定,通常取10到20毫秒,这样的话可以确保触点真正稳定闭合之后,才允许PLC开始响应.

2.2.2　模拟信号条件下的滤波程序设计.

针对模拟信号,可以对滤波采取以下设计程序的方法：连续三次对于现场模拟信号进行采样,采样的间隔时间按照模拟／数字转换的速度以及该模拟信号波动的速率来决定.三次采样获得的数据各自存放于D10、D11、D12这三个数据寄存器中,在最后一次采样工作完成之后,通过数据对比、交换指令、数据段的对比指令然后去掉最大值和最小值,取中间值当作本次采样的最终结果存放于D10数据寄存器中,当作最终的输入信号.在实践应用过程中,对于采样的次数可以适量增加,以获得更加理想的效果.增强读入PLC系统生产现场信号的稳定可靠性还能够充分利用PLC系统的自身特性,通过信号间的内在逻辑关系对于信号的可靠程度加以判断.

2.2.3　储罐液位PLC自动控制应用.

如果对液位进行控制,因为储罐的大小是确定的,进液或者出液的阀门压力以及开度也是确定,在相对固定的时间之内罐内液体波动的高度的大概范围也是能够知道的,假如此时液位计传输到PLC系统的结果与液位的估算高度相差非常大,大致可以判断为液位计出现故障,利用故障报警系统告诉操作人员对该液位计进行检查.又比如每个储罐都有上下两个液位极限保护装置,一旦开关动作的时候发送信号到PLC,该信号是不是真实可信,在设计程序的时候应当将该信号与该罐的液位计信号进行对比,假如液位计显示的数据也位于极限位置,表明该信号是可靠的；假如液位计显示的数据没有处在极限位置,可以大致判断出液位极限开关出现故障或者是传送信号线路出现了故障,同理利用报警系统告诉操作人员对故障进行处理.

3　结束语

很多自动控制系统设计中采用了以上方法,经过实际运行,证明这些方法的采用对提高系统可靠性运行是行之有效的,可以加以推广.