周洪池

沈陽蘭星自動化工程有限公司

PLC控制系統(tǒng)的可靠性設計初探

周洪池

沈陽蘭星自動化工程有限公司

在社會經(jīng)濟急速發(fā)展的今天，工業(yè)化進程不斷加快，為了更加便捷的操作、控制，PCL控制系統(tǒng)的應用越來越廣泛，PCL控制系統(tǒng)的設計發(fā)展成為了人們所關注的重點問題。本文就著重對影響PLC控制系統(tǒng)可靠性的主要因素、PCL控制系統(tǒng)的可靠性設計應遵循的原則以及提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施三點進項具體說明。

PCL控制系統(tǒng)；原則；硬件措施；軟件措施

PCL控制系統(tǒng)基本上是由PCL和生產(chǎn)現(xiàn)場的設備兩者組成的，而中央處理器、主機箱、擴展機箱以及可以用到的網(wǎng)絡和外部設備是PCL的重要組成部分，生產(chǎn)現(xiàn)場設備包括接觸器、繼電器、設備開關、安全保護、極限位置、儀表、接線盒、接線端子、傳感器、電源線以及電動機等等。他們之間的每一個部分都是環(huán)環(huán)相扣的，一旦有一部分出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)的正常工作運轉(zhuǎn)都將受到極大的威脅。因此PCL控制系統(tǒng)的可靠性設計探究工作就顯得極其重要，這樣PCL控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性才會得到保障，才能更好地為工業(yè)化進程發(fā)展添磚加瓦。

一、影響PLC控制系統(tǒng)可靠性的主要因素

在實際的應用之中，電壓或者電流變化幅度較大的部分會出現(xiàn)PCL控制系統(tǒng)不可靠不穩(wěn)定的情況，而影響PCL控制系統(tǒng)可靠性的主要因素有空間的輻射、電源干擾、信號線的引入、接地系統(tǒng)的混亂以及PCL系統(tǒng)內(nèi)部的干擾等五個方面。空間的輻射干擾主要有雷電天氣的影響或者電視、無線電設備、雷達、電力網(wǎng)絡等人類活動，這種干擾由電路感應產(chǎn)生干擾或者通訊線路的感應引入干擾兩種路徑產(chǎn)生。電源也會對PCL控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，唯一的解決辦法就是更換隔離性能更好地電源。一般PCL系統(tǒng)均由電網(wǎng)供電，而電網(wǎng)的覆蓋面積比較大、范圍較廣，所以會因空間電磁的影響而出現(xiàn)感應電壓。而且電網(wǎng)內(nèi)部會因開關操作不當、大型設備的起停而產(chǎn)生的結(jié)構的變化。信號傳輸線除了可以傳輸各類有價值的信息之外，還會有外部干擾線號的侵入，主要有變送器供電電源串入的干擾和受空間電磁輻射感應的干擾兩種途徑。這種因信號引入而產(chǎn)生的破壞后果相當嚴重，引發(fā)的問題也很多。錯誤的接地系統(tǒng)會引起嚴重的信號干擾，使整個系統(tǒng)癱瘓而無法工作，PCL控制系統(tǒng)的地線若因各個點的電位分布不均引起電位差而產(chǎn)生環(huán)路電流，會影響到PCL控制系統(tǒng)的正常工作。當然，PCL系統(tǒng)內(nèi)部元件以及電路間的電磁輻射會對系統(tǒng)產(chǎn)生影響，所以要對系統(tǒng)進行反復的實際操作和考驗再投入到使用之中，以減少問題的發(fā)生。

二、PCL控制系統(tǒng)的可靠性設計應遵循的原則

“沒有規(guī)矩，不成方圓”，原則往往是做事情時所必不可少的。PCL控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計雖然已是社會發(fā)展的必要趨勢，但其可靠性設計之中應該遵循的原則是必不可少的。PCL控制系統(tǒng)的可靠性設計中應該遵循以下幾個原則：簡化設計原則，一切系統(tǒng)在保證完整工作的同時都要遵循簡單設計原則，PCL控制系統(tǒng)設計時要簡化設計，減少設備元件的數(shù)量和品種，降低了系統(tǒng)的復雜性，在使用時還能減少事故的發(fā)生率，節(jié)約了成本，可以說是一舉兩得；設備的質(zhì)量控制原則，設備的每一個小元件都是整個PCL控制系統(tǒng)的組成部分，所以每個設備元件質(zhì)量的好壞會對整個系統(tǒng)的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。而錯誤的選取設備元件會造成操作系統(tǒng)的故障，因此在PCL控制系統(tǒng)中的每一個設備元件都要進行嚴格的測量計算，以保證其安全的運轉(zhuǎn)；電磁兼容設計原則，PCL操作系統(tǒng)主要用于工業(yè)的生產(chǎn)之中，所以當其投入到工廠的運用中時，其操作環(huán)境是相當惡劣的，而這些惡劣條件會給PCL操作系統(tǒng)的可靠性帶來不小的干擾。

三、提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施

（一）提高PCL控制系統(tǒng)可靠性的硬件措施

一個控制系統(tǒng)的可靠性構成要素之中必不可少的就是好的硬件措施，而為了抗干擾，使操作系統(tǒng)更加完善，要落實抑制干擾源、破壞干擾途徑以及對于干擾敏感的受擾體的抗干擾原則。硬件抗干擾技術是系統(tǒng)設計之時的良好措施，能有效的抑制干擾源的存在并阻斷干擾運輸通道。要想提高PCL控制系統(tǒng)可靠性的硬件措施，要從以下幾點進行注意：首先電源的選擇要進行關注，電網(wǎng)干擾是干擾源的重要部分，主要是通過供電電源、變送器供電電源和與PCL系統(tǒng)直接關聯(lián)的儀表供電電源等途徑來影響。所以要選取隔離性能好的隔離變壓器，以減少干擾;其次就是輸入輸出的保護，在輸入或者輸出的過程之中可能會產(chǎn)生較嚴重的電器噪音并進入系統(tǒng)，所以就要求要采用數(shù)字傳感器、對出入通道進行隔離或者采用V/F、F/V轉(zhuǎn)換器來解決；最后就是要完善接地系統(tǒng)，電子線路的任何設備之中，接地是一直可以很好地抑制噪聲和防止干擾。在實際的運用之中，要注意地線系統(tǒng)的合理規(guī)劃和單點或多點接地的選擇，而且在接地線的選取工作時，要盡量加粗以減小阻抗。

（二）提高PCL控制系統(tǒng)可靠性的軟件措施

當硬件措施做到盡量的完善之時，軟件措施也要隨之進項提升，以保障PCL控制系統(tǒng)的可靠性。首先就是要提高輸入輸出信號的準確性，這樣才能保障控制系統(tǒng)的可靠性，在此過程中，充分考慮到觸點抖動等狀況的出現(xiàn)而帶來的偏差，再利用軟件算法去進一步的精確計算。其次是對信息進行保護與恢復并設置互鎖功能，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障要進行及時鎖定，以免造成信息的遺失。最后就是優(yōu)化檢測程序，通過長時間技術人員以來的實踐證明，PCL的輸入輸出元件的故障率很高，所以除了硬件要采取必要的措施，還應該利用時間故障檢測法和邏輯錯誤檢測法來增設優(yōu)化檢測功能，以保障PCL控制系統(tǒng)的可靠性。

四、總結(jié)

PCL控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)很多方面都會有很大的作用，而其可靠性可想而知十分重要。控制系統(tǒng)可靠性不僅取決于硬件元件的好壞，而且受到環(huán)境、安裝等很多方面的制約，所以對其問題要進行多方面的評估與考慮，對實際的操作做出不同的應對方法，以提高PCL操作系統(tǒng)的牢靠性，使其在實際應用之中更加便捷高效。

[1]韓峰．芻議如何提升PLC控制系統(tǒng)的可靠性設計[J]．科技創(chuàng)新與應用,2015,(4):96-96．

[2]武建明．淺談提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性[J]．城市建設理論研究(電子版),2014,(34):2175-2176．

[3]龔欣．淺談提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性[J]．城市建設理論研究(電子版),2014,(22):3108-3108．