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                                                    PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)可靠性的認(rèn)識(shí)
摘要：對(duì)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)可靠性問題進(jìn)行7較深入研究，提出了提高系統(tǒng)可靠性運(yùn)行的方法宠佩。實(shí)踐證明這些方法的采用對(duì)提高系統(tǒng)的可靠性是行之有效的边饿。 
關(guān)鍵詞：可靠性；PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)颓涉；研究 
 
引言 
 
可編程控制器由于抗干擾能力強(qiáng)侨识，可靠性高，編程簡單厅驼，性能價(jià)格比高骄熟，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到越來越廣泛應(yīng)用。 
工業(yè)年月機(jī)作為控制單元华孙，配有組態(tài)軟件宦狭，選用大屏幕實(shí)時(shí)監(jiān)視界面，實(shí)現(xiàn)各控制點(diǎn)的動(dòng)態(tài)顯示海槐、數(shù)據(jù)修改乘碑、故障診斷、自動(dòng)報(bào)警金拒，還可顯示查詢歷史事件記錄兽肤，系統(tǒng)各主要部件累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，各裝置工藝流程圖绪抛，各裝置結(jié)構(gòu)圖等资铡。控制單元和下位機(jī)PLc之間采用串行通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換幢码，通常距離在1000m以內(nèi)選用485雙絞線通訊方式笤休，較常距離可選用光纖通訊，更長距離也可選用無線通訊方式症副。下位機(jī)選用PLC控制店雅，根據(jù)控制對(duì)象的多少，控制對(duì)象的范圍贞铣，可選用一臺(tái)或多臺(tái)PLC進(jìn)行控制闹啦，PLE之間數(shù)據(jù)交換是利用內(nèi)部鏈接寄存器沮明，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和共享。由于PLC對(duì)現(xiàn)場進(jìn)實(shí)時(shí)監(jiān)控具有很高的可靠性窍奋，且編程簡單贺跟、靈活，因此越來越受到人們重視绰瘾。 
 
一 控制系統(tǒng)可靠性降低的主要原因 
 
雖然工業(yè)控制機(jī)和可編程控制器本身都具有很高的可靠性，但如果輸入給PLC的開關(guān)量信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤柄倒，模擬量信號(hào)出現(xiàn)較大偏差蚜雏，PLC輸出口控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒有按要求動(dòng)作，這些都可能使控制過程出錯(cuò)靡抓，造成無法挽同的經(jīng)濟(jì)損失附柜。 
 
(一)影響現(xiàn)場輸入給PLC信號(hào)出錯(cuò)的主要原因有： 
1 造成傳輸信號(hào)線短路或斷路(由于機(jī)械拉扯，線路自身老化簿混，特別是鼠害)僚料，當(dāng)傳輸信號(hào)線出故障時(shí)，現(xiàn)場信號(hào)無法傳送給PLC烁枣，造成控制出錯(cuò)毡飒。 
2 點(diǎn)抖動(dòng)，現(xiàn)場觸點(diǎn)雖然只閉合一次隶鹰，PLc卻認(rèn)為閉合了多次痪寻，雖然硬件加了濾波電路，軟件增加微分指令虽惭，但由于PLC掃描周期太短橡类，仍可能在計(jì)數(shù)、累加芽唇、移位等指令中出錯(cuò)顾画，出現(xiàn)錯(cuò)誤控制結(jié)果。 
3 現(xiàn)場變送器匆笤，機(jī)械開關(guān)自身出故障研侣，如觸點(diǎn)接觸不良，變送器反映現(xiàn)場非電量偏差較大或不能正常工作等疚膊，這些故障同樣會(huì)使控制系統(tǒng)不能正常工作义辕。 
 
(二)影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)出錯(cuò)的主要原因有： 
1 控制負(fù)載的接觸不能可靠動(dòng)作，雖然PLC發(fā)出了動(dòng)作指令寓盗，但執(zhí)行機(jī)構(gòu)并沒按要求動(dòng)作灌砖。 
2 控制變頻器起動(dòng)，由于變頻器自身故障傀蚌，變頻器所帶電機(jī)并沒按要求工作晌叽。 
3 各種電動(dòng)閥甲施、電磁閥該開的沒能打開，該關(guān)的沒能關(guān)到位囊砰，由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒能按PLC的控制要求動(dòng)作重我，使系統(tǒng)無法正常工作，降低了系統(tǒng)可靠性为惧。要提高整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性狼谋，必須提高輸入信號(hào)的可靠性和執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的準(zhǔn)確性，否則PLC應(yīng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題搬即，用聲光等報(bào)警辦法提示給操作人員坑搀，盡快排除故障，讓系統(tǒng)安全贿桃、可靠溜封、正確地工作。
二 設(shè)計(jì)完善的故障報(bào)警系統(tǒng) 
 
在自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)設(shè)計(jì)3級(jí)故障顯示報(bào)警系統(tǒng)裹视，1級(jí)設(shè)置在控制現(xiàn)場各控制柜面板踢寂，用指示燈指示設(shè)備正常運(yùn)行和故障情況，當(dāng)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)指示燈亮缠黍，當(dāng)該設(shè)備運(yùn)行有故障時(shí)指示燈以1Hz的頻率閃爍弄兜。為防止指示燈燈泡損壞不能正確反映設(shè)備工作情況，專門設(shè)置了故障復(fù)位／燈測試按鈕瓷式，系統(tǒng)運(yùn)行任何時(shí)間持續(xù)按該按鈕3s挨队，所有指示燈應(yīng)全部點(diǎn)亮，如果這時(shí)有指示等不亮說明該指示燈已壞蒿往，應(yīng)立即更換盛垦，改按鈕復(fù)位后指示燈仍按原工作狀態(tài)顯示設(shè)備工作狀態(tài)。2級(jí)故障顯示設(shè)置在中心控制室大屏幕監(jiān)視器上瓤漏，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)腾夯，有文字顯示故障類型，工藝流程圖上對(duì)應(yīng)的設(shè)備閃爍蔬充，歷史事件表中將記錄該故障蝶俱。3級(jí)故障顯示設(shè)置在中心控制室信號(hào)箱內(nèi)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)饥漫，信號(hào)箱將用聲榨呆、光報(bào)警方式提示工作人員，及時(shí)處理故障拍斜。在處理故障時(shí)行删，又將故障進(jìn)行分類，有些故障是要求系統(tǒng)停止運(yùn)行的惹炕，但有些故障對(duì)系統(tǒng)工作影響不大偶嘁，系統(tǒng)可帶故障運(yùn)行祸铁，故障可在運(yùn)行中排除，這樣就大大減少整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)間是龟，提高系統(tǒng)可靠性運(yùn)行水平秦谁。 
 
三 輸入信號(hào)可靠性研究 
 
要提高現(xiàn)場輸入給PLC信號(hào)的可靠性，首先要選擇可靠性較高的變送器和各種開關(guān)后匀，防止各種原因引起傳送信號(hào)線短路以称、斷路或接觸不良。其次在程序設(shè)計(jì)時(shí)增加數(shù)字濾波程序论赋，增加輸入信號(hào)的可信性公悟。 
在現(xiàn)場輸入觸點(diǎn)后加一定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間根據(jù)觸點(diǎn)抖動(dòng)情況和系統(tǒng)要的響應(yīng)速度確定催杆，一般在幾十ms，這樣可保證觸點(diǎn)確實(shí)穩(wěn)定閉合后瑞你，才有其它響應(yīng)酪惭。模擬信號(hào)濾波可對(duì)現(xiàn)場模擬信號(hào)連續(xù)采樣3次，采樣間隔由A／D轉(zhuǎn)換速度和該模擬信號(hào)變化速率決定者甲。3次采樣數(shù)據(jù)分別存放在數(shù)據(jù)寄存器DTIO春感、DTII、DTl2中虏缸，當(dāng)zui后1次采樣結(jié)束后利用數(shù)據(jù)比較鲫懒、數(shù)據(jù)交換指令、數(shù)據(jù)段比較指令去掉zui大和zui小值刽辙，保留中間值作為本次采樣結(jié)果存放在數(shù)據(jù)寄存器DTO中窥岩。 
提高讀入PLC現(xiàn)場信號(hào)的可靠性還可利用控制系統(tǒng)自身特點(diǎn)，利用信號(hào)之間關(guān)系來判斷信號(hào)的可信程度宰缤。如進(jìn)行液位控制颂翼，由于儲(chǔ)罐的尺寸是已知的，進(jìn)液或出液的閥門開度和壓力是已知的慨灭，在一定時(shí)間里罐內(nèi)液體變化高度大約在什么范圍是知道的朦乏，如果這時(shí)液位計(jì)送給PLC的數(shù)據(jù)和估算液位高度相差較大，判斷可能是液位計(jì)故障慢夸，通過故障報(bào)警系統(tǒng)通知操作人員檢查該液位計(jì)罗炸。又如各儲(chǔ)罐有上下液位極限保護(hù)，當(dāng)開關(guān)動(dòng)作時(shí)發(fā)出信號(hào)給PLC咕菱，這個(gè)信號(hào)是否真實(shí)可靠么歹，在程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將這信號(hào)和該罐液位計(jì)信號(hào)對(duì)比，如果液位計(jì)讀數(shù)也在極限位置珍喘，說明該信號(hào)是真實(shí)的：如果液位計(jì)讀數(shù)不在極限位置橱序，判斷可能是液位極限開關(guān)故障或傳送信號(hào)線路故障唠延，同樣通過報(bào)警系統(tǒng)通知操作人員處理該故障。由于在程序設(shè)計(jì)時(shí)采用了上述方法疫橘，大大提高了輸入信號(hào)的可靠袜簇。 
 
四 執(zhí)行機(jī)構(gòu)可靠性研究 
 
當(dāng)現(xiàn)場的信號(hào)準(zhǔn)確地輸入給PLC后，PLC執(zhí)行程序癌玩，將結(jié)果通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)現(xiàn)場裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)枷量、控制。怎樣保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)按控制要求工作污益，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒有按要求工作桃熄，怎樣發(fā)現(xiàn)故障?可采取以下措施：當(dāng)負(fù)載由接觸器控制時(shí)，啟動(dòng)或停止這類負(fù)載轉(zhuǎn)為對(duì)接觸器線圈控制型奥，啟動(dòng)時(shí)接觸器是否可靠吸臺(tái)瞳收，停止時(shí)接觸器是否可靠釋放，這是zui讓人關(guān)心的厢汹。 
當(dāng)開啟或關(guān)閉電動(dòng)閥門時(shí)螟深，根據(jù)閥門開啟、關(guān)閉時(shí)間不同烫葬，設(shè)置延時(shí)時(shí)間界弧，經(jīng)過延時(shí)檢測開到位或關(guān)到位信號(hào)，如果這些信號(hào)不能按時(shí)準(zhǔn)確返回給PLc搭综，說明閥可能有故障垢箕，做閥故障報(bào)警處理。