论PLC自动控制系统的可靠性
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作者: 唐爽
一、引言
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的应用。在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制，等等，对工业现场中的这些自动控制问题，可编程控制器已成为解决的最有效的工具之一。PLC控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产和经济发展。提高控制系统的可靠性是整个系统安全可靠运行的关键。
控制系统的可靠性是一个是一个十分复杂的系统工程问题，它涉及系统的设计、测试检验、分析试验、安装运行等多个方面，PLC控制的可靠性是PLC与被控对象结合后组成的系统的可靠性。
二、影响控制系统可靠性的原因
工控机和PLC自身都有比较高的可靠性能，可是输入给可编程控制器的输入信号一旦有错误，模拟信号出现偏差，可编程控制器执行机构动作错误，都会使控制过程出现错误，从而造成很大的经济损失。
（一）影响输入给可编程控制器的信号出现错误的因素
1.由于机械力、线路老化及其他问题造成信号线出现问题，当信号线出现问题时，现场的输入信号就没法传入给可编程控制器，控制系统就会出错。
2.机械触点抖动。虽然现场触点只会一次闭合，但可编程控制器却会认为有多次闭合，虽然软件和硬件分别加了微分指令和滤波电路，但因为可编程控制器扫描的周期时间比较短，还有可能在运算过程中出现错误，从而导致控制结果出错。
3.现场变送器接点接触不稳定造成开关出现故障，现场变送器反映出电量偏差大甚至不能工作，这些都是造成系统不稳定的因素。
（二）执行机构出现错误的因素
1.可编程控制器发出了指令，但是执行机构没有按照要求动作。
2.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。
3.电动阀、电磁阀的开关没有按动作开关，因为执行机构没有按要求完成动作，导致系统工作失常，系统的可靠性降低。
（三）其他因素
除上述以外还有很多其它因素，如：系统工作的环境，温度、湿度，周围环境污染，振源和污染源，布线的合理性，接线的正确性，以及软件系统的运行情况，等等。
三、提高PLC自动控制系统可靠性的办法
（一）在控制系统中加入报警系统。
我们应该在控制系统中设计加入三个等级的故障报警系统。在现场控制柜的面板上设置第一级，设备的运行情况用指示灯指示，灯亮表示设备运行正常，指示灯以固定频率闪烁说明有故障应当及时维修。在中心控制室设置第二级报警系统，中心控制室可加入监视器，便于出现故障时可以显示故障类型而且可以记录故障。在中心控制室的信号箱内设计第三级故障报警系统，信号箱可以通过光电等形式报警，方便工作人员处理。
（二）提高输入信号稳定性及可靠性
1.硬件方面。选用较可靠的开关和变送器，避免不明原因导致的传送线路短路、断路或接触不良。
2.软件。现场输入触点后加一定时器，根据触点抖动情况和系统要求及相应速度确定定时时间；使用数字滤波程序，增加输入信号的可靠性。
四、输入信号和执行机构的可靠性
想要提高可编程控制器输入信号的可靠性，防止传送信号线出现问题，在选配件的时候要选的变送器和开关的可靠性要求一定要高。并且在设计程序中要加入数字滤波层序，这样可以提高输入信号的可信度。
提高读入PLC现场信号的可靠性还可利用控制系统自身特点，利用信号之间关系来判断信号的可信程度。
当现场的信号准确地输入给PLC后，PLC执行程序，将结果通过执行机构对现场装置进行调节、控制。为保证机构按控制要求工作可采用如下办法：当接触器控制负载时，停止和启动这种负载时转变为对接触器线圈的控制，启动和停止时接触器是否可靠的的吸合和释放，这是问题的关键所在。
电动阀门在开启和关闭时，根据它们闭合的时间，设置一定的延时，经过检测开启闭合信号，这些信号如果没有按时正确地反馈给可编程控制器，就说明阀有问题，做阀故障报警处理。
五、结语
在PLC控制系统中要想使系统可靠、高效地运行，必须综合考虑影响系统可靠性的各方面因素并且采取有效措施。本文论述了基于PLC控制的自动控制系统的可靠性研究，影响可靠性的内容，以及改善这些情况的方法，进一步分析了控制系统的可靠性问题。
参考文献：
［１］胡寿松.自动控制原理（第五版）.科学出版社，2007.
［２］庞广信.可编程控制器技术应用［M］.化学工业出版社，2006.
［３］王廷才.变频器原理及应用（第二版）.机械工业出版社，2009.
［４］陈明,张京妹.制系统可靠性设计.西北工业大学出版社，2006.
［５］［苏］格拉祖诺夫.自动控制系统可靠性理论基础.水利电力出版社，1989.
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