基于PLC控制系统特点的研究及可靠性措施分析

【前言】基于PLC控制系统特点的研究及可靠性措施分析由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。2 PLC控制系统的特点 （1）功能强、编程简单、维护使用方便 PLC控制系统内具有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能，通过通信联网，实现分散控制，集中管理，程序编程采用的简单明了的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，无...

【摘 要】随着工业技术行业的快速发展，plc控制系统已广泛应用于冶金、机械、化工等控制领域，PLC控制系统具有功能强大、通用性强、抗干扰能力优越、可靠性高、编程简单及维护方便等特点，已被很多行业作为首选。通过实践运行说明，PLC 控制系统的扩展性及其自身的特点可完全有效满足生产控制系统的要求。

【关键词】PLC 控制系统 线路设计

中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-319-01

1 引言

PLC控制系统是以计算机发展为基础上发展起来的微机技术，在工业领域中是与继电器控制相结合的产物，PLC控制系统以计算机网络应用技术及自动化控制系统为理论基础，其性能指标及控制功能得到充分发挥其应有的作用，相比一般计算机PLC控制系统具有与工业控制过程更强的通讯接口，成为自动化控制系统的基本装置，在工业控制领域的应用范围越来越大。PLC控制系统最初设计仅作为控制系统的继电器接触器系列的替代品，但经过在工业控制领域应用后，凸显了其极强的抗干扰能力、自诊断功能等，PLC控制系统可靠性远远大于单纯继电器和接触器，有效提高了控制系统的稳定性。PLC控制系统的可靠性与可靠性与设备息息相关，比如输入器件中的行程开关、按钮、接近开关，输出器件中的接触器、继电器和电磁阀等。另外，从软件程序的编制来考虑，如果能编制出一个带有监控的程序，对系统的可靠性也有很大好处。

2 PLC控制系统的特点

（1）功能强、编程简单、维护使用方便

PLC控制系统内具有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能，通过通信联网，实现分散控制，集中管理，程序编程采用的简单明了的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，无需较深的计算机应用基础知识，系统开发周期短，现场调试快，易于修改程序及更改控制方案，无需投资硬件。

（2）在线故障的检测与诊断

PLC系统带有自诊断功能，出现故障后可借助自诊断程序快速查找故障原因，可迅速排查故障恢复生产。PLC系统实践应用说明，PLC外部输入、输出设备的故障率远远高于PLC本身的故障率，而这些设备出现故障后，PLC通过强电保护装置动作后停机，有时甚至会造成设备和人身事故。停机后，为了方便查找故障，提高维修效率，可用PLC程序实现故障的自诊断和自处理。现代的PLC拥有大量的软件资源，如FX2N系列PLC有几千点辅助继电器、几百点定时器和计数器，有相当大的裕量，可以把这些资源利用起来，用于故障检测。

（3）可靠性高，抗干扰能力强

传统的继电器控制系统由于连接过多的继电器，当出现接触不良时，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。PLC具有很强的抗干扰能力，某些干扰是可以预知的，如PLC的输出命令使执行机构（如大功率电动机、电磁铁）动作，常常会伴随产生火花、电弧等干扰信号，它们产生的干扰信号可能使PLC接收错误的信息。在容易产生这些干扰的时间内，可用软件封锁PLC的某些输入信号，在干扰易发期过去后，再取消封锁。

3 提高PLC控制系统的可靠性措施分析

PLC控制系统一般作业环境现场工业生产的生产设备动作，尽管PLC具有很高的可靠性，并且有很强的抗干扰能力，一旦现场工况环境恶劣，如电磁干扰较强，湿度高、电源、输入和输出电路等易受到干扰时，都有可能引起PLC内部信息的破坏而导致控制混乱，甚至造成内部元件损坏，给PLC控制系统的稳定性造成很大影响。为了提高PLC系统运行的可靠性，使用时应注意以下几个方面的问题。

3.1 PLC系统作业环境要求

PLC控制系统由于各厂家的指标不同，一般允许的温度环境控制在0～55°C，避免太阳直射，足够的通风散热空间，空气的相对湿度应小于85%，不结露，以保证PLC的绝缘良好。湿度太大也会影响模拟量输入/输出装置的精度。因此，不能将PLC安装在结露、雨淋的场所。并且避免在有大量污染物（如灰尘、油烟、铁粉等）、腐烛性气体和可燃性气体的场所，尤其是有腐蚀性气体的地方，易造成元件及印刷线路板的腐蚀的场所工作。远离有强烈振动和冲击场所，尤其是连续、频繁的振动。必要时可以采取相应措施来减轻振动和冲击的影响，以免造成接线或插件的松动。

3.2 PLC控制系统对电源的要求

PLC控制系统主要是有外部电源和内部电源两种，电源是干扰进入PLC的主要途径。外部电源是用来驱动PLC输出设备（负载）和提供输入信号的，外部电源的容量与性能由输出设备和PLC的输入电路决定。由于PLC的I/O电路都具有滤波、隔离功能，所以外部电源对PLC性能影响不大。内部电源是PLC的工作电源，它的性能好坏直接影响到PLC的可靠性。因此，为了保证PLC的正常工作，对内部电源有较高的要求。一般PLC的内部电源都采用开关式稳压电源或原边带低通滤波器的稳压电源。在干扰较强或可靠性要求较高的场合，PLC的供电应与动力供电和控制电路供电分开，应该用带屏蔽层的隔离变压器，对PLC系统供电。还可以在隔离变压器二次侧串接LC滤波电路。PLC系统设计时应考虑以下几个问题：①隔离变压器与PLC和I/O电源之间最好采用双绞线连接，以控制串模干扰；②系统的动力线应足够粗，以降低大容量设备起动时引起的线路压降，供电功率应留有20%-30%的余量；③ PLC输入电路用外接直流电源时，最好采用稳压电源，以保证正确的输入信号。④PLC系统设计时，不能在高压电器和高压电源线附近安装，更不能与高压电器安装在同一个控制柜内。⑤PLC应远离强干扰源，如大功率晶闸管装置、高频设备和大型动力设备等，同时PLC还应该远离强电磁场和强放射源，以及易产生强静电的地方。

3.3 PLC系统线路设计

PLC控制系统线路主要是输入线路和输出线路，线路也是干扰PLC控制系统稳定性的主要因素，设计时应充分考虑PLC现场控制的线路长短，如果线路较长对于模拟信号可采用增加信号隔离器，具有一定的抗干扰能力，设计时应着重考虑以下几点：①PLC的良好接地是正常运行的前提，在设计时，PLC的接地应与动力设备的接地分开，采用专用接地；如不能分开接地时，应采用共用接地；绝对禁止采用共通接地方法.②I/O线、对于传送模拟量信号的I/O线最好用屏蔽线，且屏蔽线的屏敝层应一端接地。、动力线及其它控制线应在不同线槽布线，避免相互干扰；③输入接线的COM端与输出接线的COM端不能接在一起。输入接线与输出接线的电缆应分开设置。必要时，可在现场分别设置接线箱。PLC的基本单元与扩展单元之间电缆传送的信号小、频率高，很容易受干扰，如PLC系统连接的DP通讯电缆应严格分开。④PLC控制系统的I/O回路配线，控制柜内必须压紧端子，接触不良很容易造成出现火花现象，长期将会给继电器烧坏，严重会造成整个控制柜损坏。

4 结语

PLC控制系统运行的稳定性极大的提高了工业领域的设备运行的可靠性，很多场所可实现无人值守，提高了自动控制系统的功能，降低工人劳动强度，充分发挥了PLC控制系统运行稳定性的特性，具有广泛的应用前景。

参考文献：

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[2] 冯学香. 提高PLC控制系统稳定性的探究[J].硅谷，2012（02） [3] 张军，刘小兵，唐恒，杜发兴.提高PLC控制系统可靠性的研究[D].四川工业学院学报，2004（02）