简单LC自动控制系统的可靠性分析

【摘要】随着现代信息技术的发展，越来越多的企业已经开始采用自控控制系统来对企业进行监测和管理。由于PLC自动控制系统具有很高的可靠性以及编程比较简单，操作也比较方便，因此，被广泛应用于工业中，越来越受到更多企业的重视。本文针对影响PLC自制控制系统可靠性的因素进行分析，探讨如何提高PLC自动控制系统的可靠性。

【关键词】PLC自动控制系统；可靠性；分析

PLC自动控制系统是以服务企业为宗旨，将可编逻辑控器与企业以及企业以外的相关环境主体联动起来形成的一个自动的可控制系统。工业控制单元作为中央控制单元，配有组态软件，选用大屏幕实时监控，实现各个控制点的数据修改以及故障诊断，还可以显示各装置的结构图，各个装置的工艺图等等。工业控制机与下位机PLC之间采用串行通讯方式进行数据的交换，通常情况下，范围在一千米以内选用的通讯方式是485双绞线进行通讯的，如果距离比较远的就采用光纤进行通讯，甚至更长的距离就采用无线通讯的方式。PLC自动控制系统实现数据的共享和交换主要是通过利用内部的链接寄存器。由于PLC自动控制系统自身的优越性，因此在工业领域应用越来越广泛。

一、影响PLC自制控制系统可靠性的因素

尽管PLC自动控制系统本身就具有很高的可靠性，但是在操作过程中，如果PLC输出口控制的执行机构没有按要求来操作，输入给PLC的开关量的信号以及模拟信号都出现错误，这些情况都会影响PLC自动控制系统的可靠性。

1.PLC自动控制系统的输出后控制执行机构没有按要求操作的原因：①由于变频器自身的故障，导致变频器所带的电机就不会按照工作要求来进行工作了。②执行机构没有按照操作要求对各种电动阀以及电磁阀的开关进行及时的打开或者是关闭，或者是该开的没有开到位，该关的也没有关到位，就会使系统出现不能够正常的工作，影响PLC自动控制系统的可靠性。③控制负载的接触器并没有可靠的工作，尽管PLC发出了动作的指令，但是执行机构并没有按照要求进行操作。

2.输入给PLC的开关量的信号以及模拟信号都出现错误的原因：①尽管现场触点只是闭合了以此，但是PLC却认为已经闭合了很多次，另一方面，PLC的扫描周期也比较短，就在计算以及移位、累加上出现错误，就影响了控制信号的错误。②自动控制系统的触点接触不良，以及变送器反映现场的非电量偏差比较大，这些都属于变送器和机械开关自身的故障，同样影响PLC自动控制系统的可靠性。③最后，可能出现线路老化，以及机械之间的拉扯都有可能造成传输信号线的短路或者短路，都造成了现场信号无法输送出去，及时的传递给PLC，就造成了PLC自动控制系统的控制出错。

二、如何提高PLC自动控制系统的可靠性

要想提高PLC自动控制系统可靠想，必须要及时的发现以上的问题，用声光报警系统来提示操作人员，及早的排除故障，让PLC自动控制系统安全可靠的正常运行。

1.建立可靠性的执行机构。针对现场的信号准确的输送给PLC之后，PLC的执行结果将要通过执行机构对现场的调节以及控制来完成的。因此怎样进行执行机构的可靠性操作时当务之急。主要采取以下措施：①当关闭或者开启电动阀以及电磁阀的时候，应该根据阀门的开启以及关闭时间不同，分别设置延时时间，通过检测延时的时间来观察电动阀以及电磁阀是否开关到位的信号，当这些信号不能够按时以及准确的返回给PLC时，就表明电动阀有可能出现故障了，应及时的进行检查处理。②当负载由接触器控制时，通过停止或者启动接触器转为对接触器圈的控制，通过观察启动时，接触器是否可靠吸合；停止时，接触器是否可靠释放。这些措施来提高执行机构的可靠性。

2.建立完善的故障报警系统。在设计自动控制系统上采用分层的形式，实现系统的三层故障显示报警制。

（1）一级报警系统：它主要是生产现场的故障显示报警控制，通过在控制现场各控制面板上，采用指示灯指示设备是否正常工作的情况，当指示灯一直亮时就说明自动控制系统正常工作；当指示灯出现闪烁时，就说明自动控制系统出现运行的故障了，就需要及时的检查处理故障。为了防止指示灯泡损坏而不能正常反映控制系统的工作情况，报警系统专门设置了故障复位/灯测试按钮，这个按钮专门检查指示灯是否损坏。在系统工作的任何一段时间可以持续按下灯测试三秒钟，正常情况下，所有的指示灯应该全部亮，如果发现有指示灯不亮，就说明这个指示灯泡已经损坏了，需要及时的更换灯泡。更换完灯泡后，按下故障复位键，所有的指示灯就恢复正常工作了。

（2）二级报警系统：主要是针对中心控制监视屏幕的显示器上，当自动控制系统出现故障时，监视屏幕上就会有文字显示故障的类型，在工艺流程图上对应相关设备就会闪烁，在历史记录表中就会记录这一故障。

（3）三级报警系统：出现设备故障会显示在中心控制室信号箱内，一旦设备出现故障，中心控制室信号箱内就会通过声以及光的报警方式。来提醒操作人员及时处理事故。

在进行故障的处理时，可以将故障进行分类，有些故障的排除对自动控制系统正常运行的影响小，就可以在运行的过程中进行排除，这样一来，就可以大大的减少了整个系统的停止工作时间，提高PLC自动控制的系统的可靠性；有些故障的排除需要在控制系统停止运行后，才能进行排除的。

3.提高执行机构人员的操作技能。对于处理设备故障，必须要求操作人员有较高的专业技能，懂得PLC的操作原理以及充分了解可编程逻辑控制器运行，这样一来，就能更好的为提高PLC自动控制系统的可靠。加强执行机构人员的操作能力的培训，有利于减少在操作过程中出现人为的原因，影响设备的正常运行。最后，必须加强操作人员对自动控制系统的可靠性的重视。

4.提高输入信号的可靠性。要想提高输入信号的可靠性，就必须从以下两方面着手：

（1）在进行程序设计时，通过增加数字滤波程序，从而增加信号的可靠性。模拟信号滤波可以对现场的模拟信号连续采样三次，三次的信号采样分别存放在数据器寄存器中，当进行最后一次采样时，等到结束后，通过利用数据比较，数据的比较指令以及数据的交换指令去除一个最小值一个最大值，得到的中间值就作为本次采样的结果存取到数据寄存器中。这样一来就可以提高PLC自动控制系统的可靠性。

（2）通过强化信号线，因为信号线的准确主要是由于收到电压以及电流的影响，所以，在设计信号线的时候，应该加强信号线的抗压以及抗干扰能力。通过科学的方法，对现场进行设置，减少由于电辐射所带来的干扰，必须严格要求PLC设备以及信号线的选择上，应该选择正规厂商生产的信号线以及设备，这样一来，可以提高设备的使用寿命；选择一些抗老化能力比较好的信号线，避免长时间的使用出现损坏。根据周边的实际环境来进行信号线的布置，当周围会出现很多老鼠时，应该在信号线周围进行防鼠措施；当周围环境比较潮湿或者腐蚀性比较强，应该采用防腐效果好的信号线。

（3）对PLC的设备以及信号线进行不定期或者定期的检查。一旦发现信号线老化，设备接触不良，出现短路或者开关不到位的现象时，应及时处理或者是做好预防措施。

5.提高现场失效调查。对PLC自动控制系统的可靠性提高，一种罪根本打方法就是通过提高现场失效性调查。可靠性设计与一般产品设计以及计算工作不一样，它不能仅仅通过理论和数据就能得到想要的结果，它主要是取决于现场的实际发生的失效情况，通过对它的了解，来制定提高可靠性的对策。通过实验室的实验也是取得失效数据的一种方法，但是由于实验室实验受到内容以及方法的限制，并不能完全代替现场失效调查的分析，因此，要提高现场失效性的调查。

三、结束语

总而言之，提高PLC自动控制系统的可靠性研究是随着实践的工作不断推进的，它是一个动态的过程，需要操作人员不断的完善自身的操作技能以及更高层此的提高系统的可靠性。PLC的自动控制系统的可靠性并不等同于PLC的可靠性，它要比PLC的可靠性更为复杂。因此，提高自动控制系统的可靠性需要在实践中不断的摸索。

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作者简介：陈剑波（1976—），男，现供职于重庆友诚自动化工程技术有限公司。