摘 要:现阶段PLC广泛的运用在社会中的各行各业,因此为了完善PLC系统,实现其控制系统可靠性的提高。文章对影响PLC控制系统的可靠性的因素进行阐述,并论述了提高PLC控制系统可靠性的具体措施。
关键词:PLC;控制系统;可靠性
引言
与传统的继电器相比PLC具有更多的优点,首先其运用了强大的软件功能代替了大量的继电器元件,使得工作人员在安装控制柜时大大减少了排线、接线的工作。与此同时PLC比传统继电器适用的环境更为复杂,且具有很强的抗干扰的能力。但是在使用PLC的过程中由于专业技术人员对于环境、气候等原因考虑的欠缺或者是PLC自身存在的缺陷都会导致其控制系统具有问题,因此提高PLC控制系统的可靠性成为了当今PLC发展的一大难题。
1 影响PLC控制系统可靠性的主要因素
PLC是为工业生产环境所涉及的一种具有专业性的控制装置,因此在工业生产过程中并不需要一些较为特殊的措施来保障其可靠性,但是仍然有一些因素会影响到PLC的可靠程度。主要包括:
1.1 复杂、恶劣的环境因素,例如超高温、过強的电磁场、超低压等。
1.2 安装、使用的不恰当,例如布线问题,电源接触不良或者是接地不良等。
1.3 保护设计的欠缺,例如错误程序,程序冗余等。这些因素多会导致PLC控制系统的内部信息的缺失或错误,严重时则会导致控制系统的紊乱,严重影响着PLC控制系统的可靠性。
2 提高PLC控制系统可靠性的措施
2.1 输入、输出端子的保护
当输入信号源以及输出的驱动都是感性元件,需要运用并联的方式在直流电路的两端上连接一个续流二极管。而当运用的是交流电路的时候则需要并联一个电阻在交流电路的两端。一般来说上述的措施能够完善地组织电感性输出、输入的电路。一般来说在断开的瞬间将会产生一定程度的感应电势,这些感应电视将阻止浪涌电流所产生的冲击,一般是对PLC控制系统的输出点、输入端点以及内部的电源之间所产生的冲击。除此之外PLC控制系统的输出驱动负载是电磁闶、交流接触器的时候,在PLC系统的驱动元件、输出端之间可以以隔离的作用连接固态继电器。以此来促使PL输出的控制信号进行放大,信号一般可以通过晶闸管之后进入到固态继电器中实现驱动,并从固态继电器内输出传送到驱动元件上,最终将连接到AC220V的电压上。一般来说金属氧化物压敏电阻可以有效地保证连接的固态继电器的电压在一定的范围内,而RH的阻值呈现为最大状态。如果固态继电器的组织比较小的时候,且低于一定的标准范围,那么电压瞬间就会断开。这一过程可以吸收线圈内存储的能量。通过多次的实验以及生产中的运用发现这种方式可以有效的提高PLC控制系统的可靠性。
2.2 输入、输出信号的防错
当晶体管、光电开关等输出类型成为输人信号源的时候,或者是当晶体管输出、双向晶闸管作为输出元件的时候,PLC系统的外部的负载实质上是极其小的,因此时常会由于这类输出元件导致极其重大的漏电现象,特别是在关断的时候。这是会因为产生的漏电现象导致外部负载电路、输人电路等不能及时的关断,从而影响到输人、输出信号的正确性。针对于这一问题可以在输人、输出端并联一个旁路电阻,从而减小其PLC的输人电流,并降低其外部负载上的电流,从而保证输入、输出信号的准确性。
2.3 联锁、互锁功能的软硬件设置
在PLC的系统功能表中很多时候并没有对互锁以及联锁的具体功能进行详细的分析,但是为了提高PLC控制系统的可靠程度在进行硬件设计或者是编程的过程中需要对联锁、互锁等软件设施加以考虑,主要是保证软件设置之间的相互配合。仅仅在PLC的内部逻辑上进行互锁、联锁会在PLC系统运行过程中发生外电路故障,也就导致PLC控制系统可靠性的降低。例如对电机正、反转接触器的互琐,仅在梯形图中用软件来实现是不够的。这是由于大功率的电机经常会由于接触器的主触点“烧死”而使得线圈在断电后,主电路不能正常的断开从而出现故障。
2.4 故肆检测程序的设计
通过相关部门的统计以及作者大量的实验发现,PLC经常出现的事故并不是由于其本身原因而是由于其外部的输出或者是输人元件造成的事故引起的。一般情况下在这些元件出现故障的时候,PLC控制系统并不能自动的停机。所以要想提高PLC控制系统的可靠性,不仅需要在硬件上加以改革与创新,还需要在软件中增加故障检测程序的设计。一般来说这对于PLC的软件系统是设计大体可以分为两大类,具体如下:
2.4.1 时间故障检测法
PLC控制系统的工作程序是需要精确归纳与计算的,因此其运行的每一步都对应的存在着一个极其精准的时间范围,以此来保证PLC控制系统的可靠性。因此可以运用这些固定的时间作为检测的参数对PLC运行过程中的工步动作进行检测。但是如果PLC控制系统在运行过程中的某一个工步动作所需的时间与规定时间不符的时候,那么所接入的定时器就会尤其预置的时间还未转入下一个工步动作时发出预设的故障处理信号,通过一系列的反应最终导致PLC系统的工作循环程序的停止。
2.4.2 逻辑错误检测法
为了真正提高PLC控制系统的可靠性,特别是在PLC控制系统正常运行的过程中其输人、输出信号以及中间记忆装置等之间所存在的特殊的逻辑关系的可靠性,可以运用逻辑错误的检测方法进行检测。一般来说,在PLC程序中可以事先加入一些已经编辑好的常见故障的异常逻辑程序。在PLC系统出现错误的时候,实现编辑好的程序就会在异常逻辑关系的状态输出作为故障信号,用来实现报警、停机等控制。
3 结束语
综上所述,提高PLC控制系统的可靠性首先需要对影响PLC可靠性的因素进行分析与总结,并从软件与硬件两个方面进行探究,可见提高PLC控制系统可靠性的措施是多种多样的,在运用这些方法的时候首先需要结合PLC的自身特征,从而制定出更加适用于自身的提高PLC控制系统可靠性的措施。
参考文献
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[2]廖常初.可编程序控制器应用技术[M].重庆:重庆大学出版社,1996.
[3]刘美俊.提高PLC控制系统可靠性的措施[J].电工技术杂志,2001 (1).
作者简介:刘洪洋(1979,5-),女,吉林省农安县,本科,讲师,研究方向:电气工程及其自动化。