前言

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，它具備抗干擾能力強、應(yīng)用簡單、性價比高等特點。PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行，怎樣提高控制系統(tǒng)的可靠性一直是技術(shù)人員研究的熱點問題，自動化控制系統(tǒng)中使用的各類PLC，有的安裝在各類機電設(shè)備和生產(chǎn)現(xiàn)場，有的安裝在控制室，它們多數(shù)處于強電設(shè)備和強電電路所形成的強電磁環(huán)境中，為了提高整個系統(tǒng)的可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高產(chǎn)品質(zhì)量，另一方面系統(tǒng)的合理設(shè)計、安裝和有效維護也要引起工程師的足夠重視。筆者結(jié)合多年的實踐經(jīng)驗，分析了控制系統(tǒng)可靠性降低的主要原因，提出了一些切實可行的解決方案，對廣大工控一線的工程師們有一定的指導(dǎo)意義。

1 控制系統(tǒng)可靠性降低的主要原因

　　雖然PLC本身的可靠性比較高，但若輸入的開關(guān)信號本身出了錯，模擬信號就會出現(xiàn)較大的偏差，導(dǎo)致執(zhí)行機構(gòu)的錯誤輸出，最終造成無法挽回的經(jīng)濟損失。影響輸入信號出錯的原因主要有以下幾點：（1）由于連接松動、機械拉扯、線路老化等造成的信號線路短路或者斷路。當(dāng)傳輸信號線出現(xiàn)故障，操作信號無法傳輸給PLC，造成控制出現(xiàn)錯誤。（2）機械觸點接觸問題。有的觸點雖然只閉合了一回，PLC卻誤認為閉合了多次，即使有些系統(tǒng)中添加了微分指令、濾波電路等應(yīng)對策略，但PLC掃描周期很短，任然在輸出指令出錯，造成錯誤的結(jié)果輸出。（3）變送器出錯，由于系統(tǒng)機械故障，導(dǎo)致變送器放映工業(yè)現(xiàn)場非電量較大或較小，使控制系統(tǒng)不能正常工作。

　　控制系統(tǒng)可靠性降低的原因除了輸入信號容易出現(xiàn)錯誤，執(zhí)行機構(gòu)容易出錯也是主要原因。造成執(zhí)行機構(gòu)出錯有以下一些原因：（1）控制負載接觸不良，即使操作人員發(fā)出了指令，但執(zhí)行機構(gòu)沒有動作。（2）變頻器工作環(huán)境惡劣，由于變頻器自身出現(xiàn)故障，導(dǎo)致工作電機沒有按要求啟停。（3）各種電磁閥、電動閥的開關(guān)沒到位，導(dǎo)致執(zhí)行機構(gòu)不能按照PLC的控制要求工作。

2 提高PLC自動控制系統(tǒng)可靠性的措施

　　為了減少輸入信號的錯誤和提高執(zhí)行機構(gòu)的準(zhǔn)確性，應(yīng)有相應(yīng)的報警系統(tǒng)及時快捷的提示給現(xiàn)場的工程師，盡快找出故障，排除故障，讓系統(tǒng)可靠、安全、有效的工作。筆者根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗，認為提高系統(tǒng)可靠性應(yīng)該從以下幾方面入手：

　　2.1 提高輸入信號的可靠性

　　為了提高現(xiàn)場輸入信號的可靠性，首先要選擇質(zhì)量過硬的開關(guān)和變送器，防止出現(xiàn)由質(zhì)量不足導(dǎo)致的傳輸線路接觸不良、短路或者斷路問題。針對現(xiàn)場條件來選擇合適的硬件，避免由于硬件原因引起PLC的錯誤指令。在程序設(shè)計時，可適當(dāng)增加數(shù)字濾波程序以提高輸入信號的可靠性。

　　其次，在PLC程序中加入定時器，根據(jù)觸點抖動情況和系統(tǒng)的相應(yīng)時間來確定定時時間，這樣解決觸點機械抖動等問題，使觸點穩(wěn)定閉合后才出現(xiàn)其他響應(yīng)。根據(jù)實際情況對模擬信號多次采樣，然后利用數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)交換等指令獲取采樣的中間值，這樣得到的信號指令更加準(zhǔn)確可靠。

　　另外，我們還可以結(jié)合控制系統(tǒng)本身的特點，借助信號之間的關(guān)系來評判信號的可信度。PLC控制系統(tǒng)都有一些設(shè)計條件，可以把這些條件當(dāng)做判斷信號是否出錯的初步依據(jù)，如果采集到的信號超出或者不滿足這些條件，我們可以利用報警系統(tǒng)對操作人員進行提示。

　　2.2 提高執(zhí)行機構(gòu)的可靠性

　　現(xiàn)場信號準(zhǔn)確輸入給PLC后，PLC執(zhí)行相關(guān)程序，控制系統(tǒng)按照程序運行結(jié)果對現(xiàn)場裝置進行控制和調(diào)解。要保證執(zhí)行機構(gòu)的可靠操作，可采取一些措施：如果負載由接觸器控制，通過對接觸器控制來啟動或停止負載動作，我們要重點關(guān)注啟動時接觸器是否可靠吸合，停止時是否可靠釋放；當(dāng)開啟或關(guān)閉電動閥時，根據(jù)具體時間的不同設(shè)置延時時間，通過延時檢測開關(guān)的到位信號，若這些信號不能按時準(zhǔn)確的返回到PLC，說明電動閥可能出現(xiàn)故障，工程師需要對閥做相應(yīng)的報警處理。

　　2.3 設(shè)計合理可靠的報警系統(tǒng)

　　故障報警系統(tǒng)是整個PLC自動控制系統(tǒng)必不可少的一部分，它的可靠性直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的運行情況。我們可以根據(jù)現(xiàn)場的實際需求，設(shè)計多級報警系統(tǒng)：一級報警系統(tǒng)可以設(shè)置在工控現(xiàn)場的各類控制柜上，用指示燈來提示設(shè)備正常運行或故障情況，當(dāng)設(shè)備運行正常時，對應(yīng)的指示燈可用綠色信號提示，如出現(xiàn)故障時，指示燈要轉(zhuǎn)變成紅色閃爍燈，以提示現(xiàn)場操作人員；二級故障提示可以設(shè)置在中心控制的屏幕的監(jiān)視器上，當(dāng)設(shè)備有故障時，在屏幕上可以看到文字顯示的故障類型和故障程度，在相應(yīng)的工藝流程圖上也要設(shè)置出閃爍燈進行提示，讓故障狀況一目了然，此外還要將故障事件記錄在歷史事件里面，以便對系統(tǒng)的有效維護和修理提供參考；三級故障顯示可以設(shè)置在中心控制室的信號箱里面，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，信號箱能以聲、光等方式提示操作人員，及時排除故障。在處理故障時，要對不同程度的故障進行分類，當(dāng)出現(xiàn)故障時，工作人員要根據(jù)實際情況具體分析，對于那些影響不大的故障，我們可以在不停機的狀況下排除故障，對于比較嚴(yán)重的故障，要對整個系統(tǒng)進行停機整修，這樣可以大大提高系統(tǒng)效率。

3 結(jié)言

　　PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性研究是個比較復(fù)雜的問題，因此，在可靠性設(shè)計方面我們要綜合考慮各方面因素，設(shè)計合理可靠的控制系統(tǒng)，根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場的實際情況具體分析，這樣才能保證整個系統(tǒng)的正常運行。