摘要：现代化的工业生产因PLC控制系统的引入而变得更具信息化与自动化。为了优化生产，PLC系统可以发挥更加高效的作用。现阶段，一些PLC控制系统的设计及应用可靠性还存在缺陷，各因素影响复杂且频繁。文章在探讨PLC控制系统可靠性的影响因素后，对于PLC 控制系统设计原则进行了说明，同时就硬件和软件两方面对PLC 控制系统可靠性设计提出了对策，简要分析了PLC 控制系统可靠性设计注意事项。
关键词：PLC控制系统；可靠性；设计
PLC控制系统即可编程逻辑控制器，可被广泛用于各种工业化生产设施设备中，通过强化内部的各种存储程序，不断地通过逻辑运算、顺序控制、定时计数、算术操作等动作来响应并完成用户指令，快速完成利用数模信号来加强各种工业机械或生产过程输入/输出环节控制。伴随着科技进步，PLC 控制系统的推广普及让工业化生产实现了信息化与自动化。PLC控制系统的可靠性是关系到各企业工业生产过程效率与安全性的重要体现。如今，整个设计和生产环节都存在容易导致PLC控制系统的可靠性降低的因素，值得人们保持高度的重视与积极的研究，努力提出更高效的改善解决对策。
1 PLC控制系统可靠性的影响因素
PLC 控制系统可靠性受影响因素众多，其中最为重要的因素就在于PLC系统自身结构组成以及现场生产设备的影响。PLC系统的自身结构组成主要有CPU中央处理器、主机以及外部设备等；而现场生产设备则包含各种功能电器、仪表、开关、电源及信号线等。因此，PLC控制系统可能受到的可靠性影响就主要是各种设备所产生的干扰问题，如大量的电磁干扰、电源干扰、信号线干扰、接地干扰等。这些干扰中主要的干扰影响就是空间辐射电磁干扰，随着电磁场力的增加，设备可能遭受更为严重的损害；同时，电源干扰主要针对大功率用电装置而言，它们因供电线路的阻抗耦合而产生干扰；对信号线引入干扰、接地系统交叉干扰、执行机构秩序混乱等干扰往往是由于PLC 控制系统出现自身错误而引发。
2 PLC控制系统可靠性设计原则
（1）简化性。PLC 控制系统常以简化设计实现可靠性。设计者简化各种控制元件后，保持高度统一来提高控制系统操作性，让整个控制系统故障发生概率降低，提高系统可维护性。
（2）高质量性。PLC 控制系统的所有设备元件都应保持高质量性，这样才能更好地满足设计要求，提高控制系统的高效运作，促进设计可靠性。
（3）电磁兼容性。由于PLC 控制系统在工业运用中易受电磁干扰而降低系统可靠性，因此在设计时应提高安装的科学性，积极消除电磁干扰，维护系统正常。
（4）安全性。PLC 控制系统应该首先强调安全性，履行生产、人身、设备等众多环节安全。对控制系统而言，在设计时可加大对各种安全保护技术功能的研究开发，如加强接地保护、短路保护、限位保护、限速保护、急停保护等功能。
3 PLC控制系统可靠性设计的改善对策
3.1 PLC控制系统的硬件设计考虑
PLC 控制系统可在硬件方面加强设计来提高可靠性。首先，要考虑电源干扰。由于电源干扰对PLC 控制系统可靠性存在较大影响，因此系统应独立供电，优先选择性能良好高隔离度的变压器，配置高抑制性低电容值的配电器来消除干扰。应加强供电分离，PLC的供电系统要出于防止抗电网干扰来强化设备隔离。其次，要保护输入/输出通道。对于PLC控制系统，应该坚持数字化规范管理。加强选择转换器来强化输入/输出通道的电气隔离。一旦整个系统接入电路输入信号，则输入段的电路设备性能就会影响系统可靠性。对于设备的质量要求，理应以输入开关触点良好，接线可靠牢固为主。第三，接地系统要突出安全可靠。接地位置要合理，接地方法要正确。接地线路的选择要准备，以粗线径为主，才能降低电阻值。PLC系统与其他设备间的接地要分离独立，尽量安排PLC 控制系统周围设接地点。
3.2 PLC控制系统的软件设计考虑
PLC 控制系统也应在软件方面加强可靠性设计。第一，提高信号可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆PLC 控制系统的输入输出信号要准确，才能促进PLC 控制系统的正常运作。可以信号模拟实验来收集更多信号资源。第二，加强保护恢复功能设计。一旦PLC 控制系统出现故障，系统应及时激励信息保护机制，降低信息的大范围缺失而导致损失。第三，加强维护的科学性。PLC 控制系统的故障维护至关重要。所有的维护操作都应坚持科学性，保持高标准。定期检查要求有一定的检查周期，检查过程要全面细致，不可漏检。当然，PLC 控制系统最好加入故障自诊自理功能设计，将未知的故障及时查明并进行自动风险处理。
4 PLC 控制系统可靠性设计注意事项
在PLC控制系统可靠性设计中，应注意几点：
4.1系统元器件或零部件的品质要好，应积极防范设备质量问题
PLC控制系统要强调可靠性，其组成元器件或零部件的可靠性就不能忽视，要着重要求这些材料要技术成熟，性能出色。设计者在设计PLC系统时，应要求所有的工序和组成部件都是相对成熟的，这样才能经得起实践应用的考验。PLC控制系统的设计装配完成后，不便于开展后期改动，因此若其中有部件不过关，将直接影响整个系统的性能质量，甚至导致报废，浪费资源。同时，在组装元器件或零部件的过程中，要生产组装的技术要求也相对较高。据不完全统计，每年报废的PL C控制系统中超过一半的系统报废原因是由元器件与零部件的质量不达标所致，这样说明了整个PLC控制系统的可靠性设计生产还要特别重视防范设备质量问题。
4.2加强PLC控制系统故障检测程序设计，提高系统可靠性
PLC控制系统中的故障检测程序设计是十分关键的环节。PLC控制系统的运行必然需要有实时的监测监控共鞥，确保运行过程中的问题能被及时发现，而且能被及时的处理解决。PLC控制系统的故障检测程序可从两方面展开研究：其一是强化控制系统中各进程具体动作的时间设置；其二是加强进程之间的逻辑思考从而检测出实际错误。以时间为为故障检测解决手段时，强调规定所有机械运行的时间，对于超出合理运行时间的情况要进行故障报警。以逻辑结构为故障检测解决手段时，要正确记录PLC控制系统的执行逻辑顺序，若实际运行与理论运行之间的逻辑顺序不同，则要检查PLC控制系统是否出错。通过及时的故障检查和处理，能够降低PLC控制系统的损耗，提升系统可靠性。
4.3合理使用PLC系统的内部定时器，屏蔽错误信号的输入
PLC控制系统的可靠运行过程中，不同的进程能够引导系统或外部设备的匀速平稳运动，整个运行的程序与时间之间存在更为紧密的联系。受PLC控制系统的影响，不同的机械装置所实施的动作，可能会受外部震动等错误信息的误导，让PLC控制系统失去对整个外部干扰信号的分析与判断能力，无疑直接降低了PLC控制系统的可靠性。出于安全及可靠性考虑，理应在PLC控制系统内部增强对定时器的设计与使用，保障能够对PLC控制下的各种机械的匀速运行时间进行合理的计算。一旦在外部有机械运动出现失误信号，定时器可以有效完成屏蔽，并确保PLC控制系统能够正常开展其他程序操作。
4.4要重视计算PLC控制系统的软硬件冗余配置
PLC控制系统的可靠性设计要强化对硬件、软件的配置，时刻关注各硬软件的冗余情况。这些冗余的存在可有效提升PLC控制系统可靠性，增强系统运行可靠性，特别是对于某些大型PLC控制系统的设计，软硬件的冗余配置更显关键。冗余设置要求PLC控制系统的运行中不能让所有的资源都被占用，只有合理的冗余才更合适。硬件冗余的设置原则是当系统带载启动后应保持不低于15%的冗余。
结束语
PLC 控制系统的可靠性设计，能够保障系统的正常运作，从而促进正常生产，是企业实现信息化、自动化发展的重要选择。只有加强对可靠性设计影响因素的分析，并强化对各种硬件、软件部分的设计，才能更好地提升PLC 控制系统的设计水平。
参考文献
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[3]熊幸明.PLC 控制系统的可靠性分析[J].创意与实践,2012,9(03):80-81.
论文作者:姜英贵
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/14
标签：控制系统论文; 可靠性论文; 系统论文; 干扰论文; 冗余论文; 设备论文; 故障论文; 《基层建设》2017年第13期论文;