浅谈PLC可靠性研究

张凤璐

摘要：对PLC自动控制系统可靠性问题进行了较深入研究，认为PLC自动控制系统可靠性降低主要是由于现场输入给PLC的信号出错，执行机构出错以及故障报警系统不完善造成的。

关键词：PLC；执行机构；故障报警系统

可编程控制器由于抗干扰能力强、可靠性高编程简单、性能价格比高，在工业控制领域得到越来越广泛应用。工业控制机作为中央控制单元，配有组态软件，选用大屏幕实时监视界面，实现各控制点的动态显示、数据修改、故障诊断、自动报警，还可显示查询历史事件记录、系统各主要部件累计运行时间、各装置工艺流程图、各装置结构图等。中央控制单元和下位机PLC之间采用串行通讯方式进行数据交换，通常距离在1000m以内选用48双绞线通讯方式，较长距离可选用光纤通讯，更长距离也可选用无线通讯方式。下位机选用PLC控制，根据控制对象的多少、控制对象的范围，可选用一台或多台PLC进行控制，PLC之间数据交换是利用内部链接寄存器，实现数据交换和共享。由于PLC对现场进行实时监控，具有很高的可靠性，且编程简单、灵活，因此越来越受到人们重视。

提高PLC自动控制系统可靠性的方法有以下几种：（1）提高输入信号可靠性。输入信号可靠性研究要提高现场输入给PLC信号的可靠性，首先要选择可靠性较高的变送器和各种开关。防止各种原因引起传送信号线短路、断路或接触不良。其次在程序设计时增加数字滤波程序，增加输入信号的可信性。虽然工业控制机和可编程控制器本身都具有很高的可靠性。但如果输入给PLC的开关量信号出现错误，模拟量信号出现较大偏差，PLC输出口控制的执行机构没有按要求动作，这些都可能使控制过程出错。影响现场输入给PLC信号出错的主要原因有：a.造成传输信号线短路或断路，当传输信号线出故障时，现场信号无法传送给PLC，造成控制出错；b.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；c.现场变送器，机械开关自身出故障，如触点接触不良，变送器反映现场非电量偏差较大或不能正常工作等，这些故障同样会使控制系统不能正常工作。（2）提高执行机构可靠性。造成执行机构出错的主要原因：a.控制负载的接触器出现故障，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。b.各种电动阀、电磁阀自身出现故障，该开的没能打开，该关的没能关到位。c.由于控制变频器自身出现故障，变频器所带电动机没按要求进行工作。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。（3）完善故障报警系统。设计完善的故障报警系统在自动控制系统的设计中我们设计了3级故障显示报警系统，1级设置在控制现场各控制柜面板，用指示灯指示设备正常运行和故障情况。当设备正常运行时对应指示灯亮。当该设备运行有故障时指示灯以1Hz的频率闪烁。为防止指示灯灯泡损坏不能正确反映设备工作情况。专门设置了故障复位灯测试按钮，系统运行任何时间持续按该按钮3s，所有指示灯应全部点亮，如果这时有指示灯不亮说明该指示灯已坏，应立即更换，该按钮复位后指示灯仍按原工作状态显示设备工作状态。2级故障显示设置在中心控制室大屏幕监视器上，当设备出现故障时，有文字显示故障类型，工艺流程图上对应的设备闪烁，历史事件表中将记录该故障。3级故障显示设置在中心控制室信号箱内，当设备出现故障时，信号箱将用声、光报警方式提示工作人员及时处理故障。在处理故障时，叉将故障进行分类，有些故障是要求系统停止运行的，但有些故障对系统工作影响不大，系统可带故障运行，故障可在运行中排除。这样就大大减少整个系统停止运行时间，提高系统可靠性运行水平。

参考文献

[1]汪晓光.可编程控制器原理及应用[M].

[2]暑传标.可编程控制器应用指南[M].

[3]宫淑贞.可编程控制器原理及应用[M].

[4]廖常初.可编程序控制器应用技术[M].

[5]刘美俊.提高PLC控制系统可靠性的措施[Z].

作者简介：张凤璐，男，毕业于黑龙江科技学院电子信息工程专业，现工作单位为黑龙江技师学院。