1、維修電工技師職業(yè)文章（國家職業(yè)資格二級）文章類型：論文文章題目：提高PLC 控制系統(tǒng)的可靠性姓名:準考證號：所在省市：工作單位：1目錄第 1 章：從 PLC 外圍設(shè)備來考慮提高PLC 的可靠性 41.1工作環(huán)境的要求41.2電源的要求41.3接地和接線41.4PLC 的 I/O 電5第 2 章：從 PLC 的軟件程序來考慮提高控制系統(tǒng)的可靠性62.1 運行狀況超時檢測62.2 邏輯錯誤檢測72.3 降級操作設(shè)計8第三章結(jié)束語 82提高 PLC 控制系統(tǒng)的可靠性工作單位：湖南有色股份有限公司黃沙坪礦業(yè)分公司姓名:伍平生內(nèi)容摘要可編程序控制器是在程序控制器和微機控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的微機技術(shù)跟繼電

2、器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物， 并已成為自動化控制系統(tǒng)的基本裝置。用 PLC 來控制系統(tǒng)設(shè)備，其工作的可靠性要比單純繼電器和接觸器控制大大提高。 就三菱的 F 系列，據(jù)稱其平均無故障時間已達 30 萬小時。所以，整個 PLC 控制系統(tǒng)的可靠性，主要取決于 PLC 的外圍設(shè)備，比如輸入器件中的行程開關(guān)、輸出器件中的接觸、繼電器和電磁閥等。另外，從軟件程序的編制來考慮，如果能編制出一個帶有監(jiān)控的程序，對提高系統(tǒng)的可靠性也有很大好處。下面就如何提高 PLC 控制系統(tǒng)的可靠性進行一些探討。簡述了影響可編程序控制器控制系統(tǒng)可靠性的主要因素， 并就可編程序控制器的工作環(huán)境、電源的要求、接地和連接線的方式、降

3、級操作設(shè)計、控制系統(tǒng)的輸入電路和輸出電路與可編程序控制的軟件程序編制等多個方面，提出了一些可行的方法和措施。關(guān)鍵詞：可編程序控制器；外圍設(shè)備；軟件程序；可靠性。3第 1 章從 PLC 外圍設(shè)備來考慮提高PLC 的可靠性PLC 是專為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計的控制設(shè)備,當工作環(huán)境較為惡劣，如電磁干擾較強，濕度高、電源、輸入和輸出電路等易受到干擾時，會使控制系統(tǒng)的可靠性受到影響。11 工作環(huán)境的要求一般 PLC 工作的環(huán)境溫度應(yīng)在 00C-550C 的范圍，并要避免太陽光直接照射； 安裝時要遠離的熱源， 保證足夠大的散熱空間和通風(fēng)條件；空氣的相對濕度應(yīng)小于 85%，不結(jié)露，以保證 PLC 的絕緣良好。

4、PLC 應(yīng)避免安裝在有振動的場所； 對振動源允許的條件則應(yīng)按照產(chǎn)品說明書的要求， 安裝減振橡膠墊或采取其他防振措施。 空氣中有粉塵和有害氣體時，應(yīng)將 PLC 封閉安裝 .。1.2 電源的要求不同的 PLC 產(chǎn)品 ,對電源的要求也不同 ,這里包括電源的電壓等級、頻率、交流紋波系數(shù)和輸入輸出的供電方式等。對電磁干擾較強、而對 PLC 可靠性要求以較高的場合， PLC 的供電應(yīng)與動力供電和控制電路供電分開， 必要時，可采用帶屏蔽的隔離變壓器供電、串聯(lián) LC 濾波電路等。在設(shè)計時，外接的直流電源應(yīng)采用穩(wěn)壓電源，供電功率應(yīng)留有 20%-30%的余量。對由控制本身提供的真流電源， 應(yīng)了解它所能提供的最大電

5、流， 防止過電流造成設(shè)備的損壞 。41.3 接地和接線(1)PLC 的良好接地是正常運行的前提,在設(shè)計時 ,PLC 的接地應(yīng)與動力設(shè)備的接地分開 ,采用專用接地 ;如不能分開接地時 ,應(yīng)采用共用接地;絕對禁止采用共通接地方法 .如圖 1 所示 ,接地點應(yīng)盡可能靠近 P 接地線的徑應(yīng)大于 4mm,接地電阻一般應(yīng)小于 10 歐姆（ 2）PLC 的接線包括輸入線和輸出接線。 輸入接線的長度不宜過長，一般不大于 30m；在線路距離較長時， 可采用中間繼電器進行信號的轉(zhuǎn)換。輸入接線的 COM 端與輸出接線的 COM 端不能接在一起。輸入接線與輸出接線的電纜應(yīng)分開設(shè)置。 必要時，可在現(xiàn)場分別設(shè)置接線箱。集

6、成電路或晶體管設(shè)備的輸入信號和輸出信號的接線必須采用屏蔽電纜，屏蔽層的接地端應(yīng)為一點接地，接地點宜在控制器側(cè)。1.4PLC 的 I/O 電路(1)由于 PLC 是通過輸入電路接受開關(guān)量|、模擬量等輸入信號的，因此輸入電路的元器件質(zhì)量的好壞和連接方式直接影響著控制系統(tǒng)的可靠性，比如：按鈕、行程開關(guān)等輸入開關(guān)量的觸點接觸是否良好、接線是否牢固等。設(shè)備上的機械限位開關(guān)是比較容易產(chǎn)生故障的元件，在設(shè)計時，應(yīng)盡量選用可靠性高的接近開關(guān)代替機械限位開關(guān)。此外，按鈕的常開和常閉觸點的選擇也會影響到系統(tǒng)的可靠性。現(xiàn)以一個簡單的起動、 停止控制線路為例， 圖 2 和圖 3 所示的是兩個控制線路和它們對應(yīng)梯形圖，

7、這兩個控制線路的控制功能完全一樣，按下起動按鈕，輸出動作；按下停止按鈕，輸出斷開；但它們的可靠5性不一樣，假設(shè)輸出斷開為安全狀態(tài)，可靠性要高，這是因為SBI、SB2 都有發(fā)生故障的可能，而最常見的現(xiàn)象是輸入電路開路。不論SBI 、SB2 開關(guān)本身開路還是接線開路，輸出都安全狀態(tài)，保證了系統(tǒng)的安全和可靠 。(2)在輸入端有感性負荷時 ,為了防止反沖感應(yīng)電勢損壞模塊 ,在負荷兩端并接電容 C 和電阻 R(交流輸入信號 ),或并接續(xù)流二極管 D(直流輸入信號 )，在采取交流輸入方式時， CR 的選擇要適當才能起到較好的效果。通過試驗裝置的測試，當負荷容量在 10VA 以下，一般 0.1 微乏+120

8、 歐姆 ;負荷容量在 10VA 以上時 ,一般選 0.47 微乏 +47 歐姆較適宜 .要采取直流輸入方式時 ,經(jīng)試驗得知 ,二極管的額定電流應(yīng)選為 IA,額定電壓要大于電源電壓的3 倍 。(3)在輸出端有感性負載時,通過試驗得知 ,若是交流負載場合 ,應(yīng)在負載的兩端并接CR 浪涌吸收器 ;如交流是 100V、200V、電壓而功率為400VA 左右時， CR 浪涌吸收器為0.47UF+47 歐姆 .CR 愈靠近負載 ,其抗干效果愈好 ;若是直流負載場合 ,則在負載的兩端并接續(xù)流二極管 D,二極管也要靠近負載 ,其反向耐壓應(yīng)是負載電壓的 4 倍第 2 章 從 PLC 的軟件程序來慮提高控制系統(tǒng)的

9、可靠性2.1 運行狀況超時檢測為了提高 PLC 控制系統(tǒng)工作的可靠性 ,可以專門設(shè)置一個定時器 , 作為監(jiān)控程序部分 ,對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行檢測 .若程序運行能正常結(jié)束,則該定時器就即被清零,若程序運行發(fā)生故障 ,如出現(xiàn)死循環(huán)等 ,該6定時器在設(shè)定的時間內(nèi)就無法清零,此時 PLC 發(fā)出報警信號 .在設(shè)計應(yīng)用程序時 ,使用這種方法來實現(xiàn)對系統(tǒng)各部分運行狀態(tài)的監(jiān)控.如果用PLC 來控制某一對象時 ,編制程序時可定義一個定時器來對這一對象的運行狀態(tài)進行監(jiān)視,該定時器的設(shè)定時間即為這一對象工作所需的最大時間，當啟動該對象運行時，同時也啟動該定時器，若該對象的運行程序在程序在規(guī)定的時間結(jié)束工作，發(fā)出一個

10、工作完成信號， 使該定時器清零，說明這一對象的運行程序正常，否則屬運行不正常，發(fā)出報警信號或停機信號。 監(jiān)控程序的梯形， 定時器 T1 為檢測元件，X001 為控制對象動作信號， X002 為動作完成信號， M2 為報警或停機信號。假設(shè)被控對象運行程序完成一次循環(huán)需要50s，則定時器 K,值可取 510（T1 為 100ms 定時器）。當 X001=1 時，被控對象運行開始， T1 開始計時，如在規(guī)定的時間內(nèi)被控對象的運行程序能正常結(jié)束，則 X002 動作， M1 復(fù)位，定時器 T1 被清零，等待下一次循環(huán)的開始；若在規(guī)定時間沒有發(fā)出被控對象運行完成的動作信號， 則判斷為故障， T1 的觸點閉

11、合，接通 M2 發(fā)出報警信號或停機信號。2.2 邏輯錯誤檢測在系統(tǒng)正常運行時， 可編程序控制器的輸入、 輸出信號和內(nèi)部信號（如輔助繼電器的狀態(tài)）相互之間存在著確定的關(guān)系，如出現(xiàn)異常的邏輯信號，則說明出現(xiàn)了故障。因此，可以編寫一些常見故障的異常邏輯關(guān)系，一旦異常邏輯關(guān)系為 NO 狀態(tài)，就應(yīng)該按故障處理。例如某機械運動過程中先后有兩個限位開關(guān)對應(yīng)的 PLC 輸入地址分別7為 X001，X002，在兩個信號不會同時為NO 狀態(tài)，如果他們同時為NO 狀態(tài)，就說明至少有一個限位開關(guān)被卡死，應(yīng)該停機處理。（8）梯形圖中，這兩個限位開關(guān)對應(yīng)的輸入繼電器的常開觸點X001，X002 串聯(lián)，來驅(qū)動一個表示限位開

12、關(guān)故障的輔助繼電器M0，當 M0為 NO 狀態(tài)時就發(fā)出報警信號或停機信號2.3. 降級操作設(shè)計降級操作是指在設(shè)計時， 將手動操作包括在內(nèi)的設(shè)計，例如，緊急停車的設(shè)計，關(guān)鍵設(shè)備的開停和再啟動功能的設(shè)計等。這樣，一旦發(fā)生故障，可采用降級的操作， 即對部分或全部設(shè)備進行手動的開停操作，以避免設(shè)備的損壞或?qū)θ藛T的傷害。此外，在設(shè)計中也可考慮從全自動到半自動、直至手動的操作等。3 結(jié)束語PLC 控制系統(tǒng)的工作可靠性與多種因素有關(guān),有此客觀因素也影響著控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性.通過采取設(shè)計正確的硬件線路、選擇質(zhì)量高的元器件、改善工作環(huán)境、編制監(jiān)控程序等措施，可以使 PLC 控制系統(tǒng)的工作可靠性和穩(wěn)定性得到很大的提

13、高 。參考文獻（1） 廖常初 . 可編程控制器基礎(chǔ)及應(yīng)用. 北京：機械工業(yè)出版社,2003.（2） 三菱公司. FX2 系列可編程序控制器使用手冊. 2001.8想來生活，從來就不是陽春白雪的神話。光陰的陌上，總有風(fēng)自八方來，或許是憂凄，也許是歡喜,無論怎樣，都是歲月最真的饋贈。待到老去的那一日，偶爾有回憶念及了過往，依舊還會有初初的心動，流轉(zhuǎn)了眉眼。而那一路迤邐而來的美好，一步一步寫就兩個梅花小楷 日常。暖陽小窗，無事此靜坐。杯盞光陰，又在指間如風(fēng)輕過，回首，依稀還是那年秋，低低一低眉，卻已是春光葳蕤。光陰荏苒，而流年從來也不曾缺少錯亂和猶疑。是否在這樣一個萬物復(fù)蘇的季節(jié)里，一切的紛擾是非，終究會給出一個水落石出的答案。輕倚初春的門楣，且把盞清風(fēng)，問心明月，讓來者可來，去者可去，宿命里的擁有，一一欣喜悅納。而我也只需以花香繞肩的美，步履從容的，走過生命里的山山水水。若說，那一程走舊的時光，已然溫暖了我的眉眼。那么，在明日那個花滿枝椏的清晨，我依舊愿意輕踮了腳尖，重行在與你初見的陌上，只待，與你折柳重逢。然后，在你溫熱