周洪池

沈阳兰星自动化工程有限公司

PLC控制系统的可靠性设计初探

周洪池

沈阳兰星自动化工程有限公司

在社会经济急速发展的今天，工业化进程不断加快，为了更加便捷的操作、控制，PCL控制系统的应用越来越广泛，PCL控制系统的设计发展成为了人们所关注的重点问题。本文就着重对影响PLC控制系统可靠性的主要因素、PCL控制系统的可靠性设计应遵循的原则以及提高PLC控制系统可靠性的措施三点进项具体说明。

PCL控制系统；原则；硬件措施；软件措施

PCL控制系统基本上是由PCL和生产现场的设备两者组成的，而中央处理器、主机箱、扩展机箱以及可以用到的网络和外部设备是PCL的重要组成部分，生产现场设备包括接触器、继电器、设备开关、安全保护、极限位置、仪表、接线盒、接线端子、传感器、电源线以及电动机等等。他们之间的每一个部分都是环环相扣的，一旦有一部分出现故障，整个系统的正常工作运转都将受到极大的威胁。因此PCL控制系统的可靠性设计探究工作就显得极其重要，这样PCL控制系统的稳定性才会得到保障，才能更好地为工业化进程发展添砖加瓦。

一、影响PLC控制系统可靠性的主要因素

在实际的应用之中，电压或者电流变化幅度较大的部分会出现PCL控制系统不可靠不稳定的情况，而影响PCL控制系统可靠性的主要因素有空间的辐射、电源干扰、信号线的引入、接地系统的混乱以及PCL系统内部的干扰等五个方面。空间的辐射干扰主要有雷电天气的影响或者电视、无线电设备、雷达、电力网络等人类活动，这种干扰由电路感应产生干扰或者通讯线路的感应引入干扰两种路径产生。电源也会对PCL控制系统产生干扰，唯一的解决办法就是更换隔离性能更好地电源。一般PCL系统均由电网供电，而电网的覆盖面积比较大、范围较广，所以会因空间电磁的影响而出现感应电压。而且电网内部会因开关操作不当、大型设备的起停而产生的结构的变化。信号传输线除了可以传输各类有价值的信息之外，还会有外部干扰线号的侵入，主要有变送器供电电源串入的干扰和受空间电磁辐射感应的干扰两种途径。这种因信号引入而产生的破坏后果相当严重，引发的问题也很多。错误的接地系统会引起严重的信号干扰，使整个系统瘫痪而无法工作，PCL控制系统的地线若因各个点的电位分布不均引起电位差而产生环路电流，会影响到PCL控制系统的正常工作。当然，PCL系统内部元件以及电路间的电磁辐射会对系统产生影响，所以要对系统进行反复的实际操作和考验再投入到使用之中，以减少问题的发生。

二、PCL控制系统的可靠性设计应遵循的原则

“没有规矩，不成方圆”，原则往往是做事情时所必不可少的。PCL控制系统的优化设计虽然已是社会发展的必要趋势，但其可靠性设计之中应该遵循的原则是必不可少的。PCL控制系统的可靠性设计中应该遵循以下几个原则：简化设计原则，一切系统在保证完整工作的同时都要遵循简单设计原则，PCL控制系统设计时要简化设计，减少设备元件的数量和品种，降低了系统的复杂性，在使用时还能减少事故的发生率，节约了成本，可以说是一举两得；设备的质量控制原则，设备的每一个小元件都是整个PCL控制系统的组成部分，所以每个设备元件质量的好坏会对整个系统的质量产生很大的影响。而错误的选取设备元件会造成操作系统的故障，因此在PCL控制系统中的每一个设备元件都要进行严格的测量计算，以保证其安全的运转；电磁兼容设计原则，PCL操作系统主要用于工业的生产之中，所以当其投入到工厂的运用中时，其操作环境是相当恶劣的，而这些恶劣条件会给PCL操作系统的可靠性带来不小的干扰。

三、提高PLC控制系统可靠性的措施

（一）提高PCL控制系统可靠性的硬件措施

一个控制系统的可靠性构成要素之中必不可少的就是好的硬件措施，而为了抗干扰，使操作系统更加完善，要落实抑制干扰源、破坏干扰途径以及对于干扰敏感的受扰体的抗干扰原则。硬件抗干扰技术是系统设计之时的良好措施，能有效的抑制干扰源的存在并阻断干扰运输通道。要想提高PCL控制系统可靠性的硬件措施，要从以下几点进行注意：首先电源的选择要进行关注，电网干扰是干扰源的重要部分，主要是通过供电电源、变送器供电电源和与PCL系统直接关联的仪表供电电源等途径来影响。所以要选取隔离性能好的隔离变压器，以减少干扰;其次就是输入输出的保护，在输入或者输出的过程之中可能会产生较严重的电器噪音并进入系统，所以就要求要采用数字传感器、对出入通道进行隔离或者采用V/F、F/V转换器来解决；最后就是要完善接地系统，电子线路的任何设备之中，接地是一直可以很好地抑制噪声和防止干扰。在实际的运用之中，要注意地线系统的合理规划和单点或多点接地的选择，而且在接地线的选取工作时，要尽量加粗以减小阻抗。

（二）提高PCL控制系统可靠性的软件措施

当硬件措施做到尽量的完善之时，软件措施也要随之进项提升，以保障PCL控制系统的可靠性。首先就是要提高输入输出信号的准确性，这样才能保障控制系统的可靠性，在此过程中，充分考虑到触点抖动等状况的出现而带来的偏差，再利用软件算法去进一步的精确计算。其次是对信息进行保护与恢复并设置互锁功能，一旦系统发生故障要进行及时锁定，以免造成信息的遗失。最后就是优化检测程序，通过长时间技术人员以来的实践证明，PCL的输入输出元件的故障率很高，所以除了硬件要采取必要的措施，还应该利用时间故障检测法和逻辑错误检测法来增设优化检测功能，以保障PCL控制系统的可靠性。

四、总结

PCL控制系统在工业生产很多方面都会有很大的作用，而其可靠性可想而知十分重要。控制系统可靠性不仅取决于硬件元件的好坏，而且受到环境、安装等很多方面的制约，所以对其问题要进行多方面的评估与考虑，对实际的操作做出不同的应对方法，以提高PCL操作系统的牢靠性，使其在实际应用之中更加便捷高效。

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[2]武建明．浅谈提高PLC控制系统的可靠性[J]．城市建设理论研究(电子版),2014,(34):2175-2176．

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