1、提高PLC控制系統可靠性的方法摘要：本文對提高PLC控制系統的可靠性進行了一些探討，是作者在對PLC的使用過程中發現的一些對改進控制系統可靠性有用的方法。在本篇論文中，著重闡述了可編程序控制器所處的工作環境、具體接地方式及其控制系統中存在的實際輸入電路和相應的輸出電路等多樣化方面，并據此提出建設性的相關方法及其相應的改進措施。關鍵詞：PLC控制系統；可靠性；抗干擾；軟件程序。前言實際上，對于可編程序控制器而言，其主要基于程序控制器及其相應的微機控制領域，將兩者彼此之間進行緊密結合，從而形成全新的自動化控制系統。通過利用PLC，針對各式各樣的系統設備，進行嚴密的控制，將能遠遠優于單個儀器在實際工

2、作過程中的可靠性。但由于PLC本身是由電子元件構成，其輸入、輸出電路控制電壓低、容量小，所以，整個PLC控制系統的可靠性，在很大程度上，都會受到諸多外圍設備的實際影響，例如：正常安裝環境、行程開關、繼電器和電磁閥等的特點，如果其外圍設備性能不穩定，將會使PLC的可靠性降低，影響設備的正常運行。另外，通過編寫一個帶有監控功能的軟件程序并將其運用在工作程序中，也能提高PLC系統的可靠性。在下述內容中，將主要針對PLC如何基于其所涉及到的多樣化外圍設備及其相應的軟件程序，來切實提升自身具備的可靠性，進行更深層次的細致闡述。一、從PLC外圍設備來考慮提高PLC的可靠性在工業領域中，為了迎合相對復雜的生

3、產環境，各種類型的PLC控制設備應運而生。然而，當實際工作環境相對惡劣的情況下，例如：在外界環境中，存在相對較高的電磁干擾及其濕度，則將會嚴重污染PLC控制設備的電源，進而嚴重影響到該設備存在的可靠性。（一）工作環境的要求通常情況下，對于PLC而言，其在實際工作的過程中，需要將自身周邊的環境溫度，控制于0-550C的區間內，與此同時，當進行安裝時，需要盡可能規避熱源直射，并且保證一定的通風度，實現良好散熱。除此之外，空氣中存在的相對濕度，不得超過85%，這樣能夠切實保障PLC具備相對良好的絕緣性。對于PLC而言，當其在實際安裝的過程中，需要遵循說明書提及的基本要求，盡可能規避存在振動的諸多場合

4、，并配備相應的減振裝置。如果空氣中存在粉塵污染，則需要將PLC進行完全封閉的安裝。（二）電源的要求 對于電網而言，其所具備的穩定性能，也將在一定程度上，對PLC控制系統中存在的精度及其相應的可靠性，產生較為深遠的實際影響。通常情況下，PLC將會直接從電網中，獲取維護自身穩定運行的電源，故此，在其電源的連線位置，需要配備隔離變壓器及其相應的浪涌防護器等多樣化保護設備，盡可能降低電網對于PLC造成的實際影響。與此同時，在隔離變壓器中，如果將其蘊含的屏蔽層進行接地，則將能夠有效避免PLC受到電網信號的干擾，在此情況下，隔離變壓器需要選擇380/220的型號，才能獲得相對良好的實際效果。除此之外，對于

5、PLC的輸入電源線路及其輸出電源線路而言，最好選擇雙絞線，才能切實規避不同電源線彼此之間存在的干擾現象；對于相對關鍵的設備，需要利用分離供電系統或者UPS電源等相關設備，進行細致保護。（三） 接地和接線1、通常情況下，PLC主要安裝于控制盤柜。這是由于控制盤柜和大地彼此之間，將會表現出一定的電位差，通過接地能夠有效降低電流及其混入電源輸入信號的干擾，并且能夠切實規避由于漏電而形成的電動勢干擾。若想切實保障PLC設備在實際運行過程中的可靠性，必須首先對其進行相對良好的接地。在此過程中，PLC設備必須相對獨立，不能和電動機等諸多動力設備，實現共通接地。在不得已的情況下，應該選擇共用接地，禁止共通接

6、地。與此同時，接地點需要設置在PLC周邊，通常情況下，主要選擇直徑為4mm2的接地線,并且其實際長度不高于50m，接地電阻不高于10。外圍 設 備PLC外圍 設 備PLC外圍 設 備PLC(a)專用接地（b）共用接地（c）共通接地圖12、對于PLC而言，其所涉及到的接線，一般大致細分為兩種。其中，主要包含輸入接線，與此同時，包含輸出接線。對于輸入接線而言，其實際長度不能高于30m，假設線路距離相對較長，則應該利用中間繼電器，完成長距離信號彼此之間的相互轉換。值得一提的是，上述兩種接線的COM端，不能實現相互連接，并且雙方電纜需要保持一定的獨立性，例如：設置各自的接線箱等。除此之外，直流及其交流

7、信號線，甚至是模擬信號線之間，都需要設置單獨的電纜線，不能實現共通；無論是對于信號線而言，還是對于電源電纜而言，都最好不要進行平行敷設，如果在不得已的情況下，必須將其實際最小間距設置超過30cm。集成電路或晶體管設備的輸入信號和輸出信號的接線必須采用屏蔽電纜，屏蔽層的接地端應為一點接地，接地點宜在控制器側。（四） PLC的I/O電路 1、由于PLC的輸入信號來自于輸入電路接受的開關量和模擬量等信號。故此，對于PLC控制系統而言，其所具備的可靠性，在很大程度上，將取決于輸入電路中多樣化元器件的實際質量的及其相應的具體連接方式。例如：按鈕及其行程開關的接線質量等。在實際生產過程中，多樣化設備中存在

8、的機械限位開關，極易造成損壞，故此，當進行實際設計時，應該摒棄傳統的機械限位開關，改用具備相對較高實際可靠性的接近開關。除此之外，按鈕中涉及的觸點實際質量，也將會對系統具備的可靠性，產生一定程度的影響。詳見圖2及其圖3。依次表示兩個控制線路及其相對應的梯形圖。從理論角度而言，下述兩個控制線路，存在一模一樣的控制功能，然而，當操作按鈕，并且實現接通的過程中，下述兩個控制線路的可靠性，卻并不相同。在圖2所示的梯形圖中，其輸入的開關量由按鈕SB1、SB2的接通和斷開來提供，而SB1、SB2在接線時都接其常開觸點，假設SB2為停止按鈕，那么在按鈕故障和其連接線路開路時，設備將不能停止，極易引發安全事故

9、。然而，在圖3的電路中，SB2主要用于連接常閉觸點，故此，當SB2及其接線，表現出開路狀態時，相關設備將會立刻停止運行，這就切實保障了系統具備的實際安全性能及其相應的可靠性。PLCSB1PLCX1SB1X1SB2X2SB2X2X1X2X1X2 圖2 起，停控制線路圖3 起，停控制線路2、當PLC控制系統的實際輸入端，存在感性負載的情況下，需要在其兩端，并聯接入某個電阻R及其相應的電容C，以此來有效預防反沖感應電勢，對關鍵模塊造成一定的損傷，詳見圖4。值得一提的是，當選擇具體交流輸入方式的過程中，需要尤其注重RC的恰當選擇，才能獲得相對良好的成效。針對相關試驗裝置，進行更深層次的細致測試，能夠得

10、知，如果實際負荷容量不高于10VA，則通常情況下，將會選擇120+0.1F的組合。同理，如果實際負荷容量高于10VA,則通常情況下，將會選擇47+0.47F的組合，并且電容涉及到的額定電壓，應該遠遠超過電源峰值電壓。除此之外，當選擇直流輸入方式的過程中，對于二極管而言，其實際額定電流最佳為1A,并且其實際額定電壓，必須高于電源電壓的3倍，才能獲得相對良好的成效。(a)交流輸入方式 (b)直流輸入方式圖4 輸入端有感性負荷時的方式3、當PLC控制系統的實際輸出端，存在感性負載的情況下，需要在其兩端，并聯接入某個RC浪涌吸收器，或者并聯接入某個續流二極管D，才能切實提升系統整體表現出的抗干擾效果。

11、實際上，假設交流電壓滿足100V200V的范圍內，并且將其實際功率設置為400VA，則對于RC浪涌吸收器而言，其最佳組合即為47+0.47F。與此同時，當RC更加接近于負載，就會獲得相對良好的抗干擾效果，詳見圖5。如果研究對象為直流負載，則對于二極管而言，其存在的反向耐壓，需要滿足4倍負載電壓。相似于RC，當二極管更加接近于負載，則將獲得相對良好的抗干擾效果，詳見圖6。圖5 輸出端交流感性負載圖6 輸出端直流感性負載二、從PLC的軟件程序來慮提高控制系統的可靠性（一）運行狀況超時檢測若想有效提升PLC控制系統，在實際工作過程中表現出的可靠性,則需要設置定時器，用來針對該系統在實際運行過程中的真

12、實狀態，進行實時監測。當系統正常運行一個周期時，計時器將會自動清零，如果系統在實際運行過程中，出現死循環等一系列故障，則對于計時器而言，其將會由于無法清零而致使系統發出相應的警報信號。通常情況下，當PLC控制系統，意圖針對某特定對象，進行實時控制時，則只需在編制程序的過程中，設置相應的定時器，即可針對某特定對象的實際運行情況，進行相對細致的實時監視。在此過程中，定時器會和對象一起工作，只要對象能夠定期完成工作，定時器將會接收到完成信號，從而實現自主清零，同理，若無法清零，則系統將會發出報警信號，以此預警。對于監控程序而言，其具體梯形示意圖，詳見圖7。在下述圖中，定時器T1主要代表檢測元件，X1

13、主要代表指定控制對象的相關動作信號，與此同時，X2主要代表動作完成信號，M2主要代表報警信號或者相應的停機信號。基于對象而言，其在實際運行的過程中，完成一個完整的程序周期，大致耗費50s，在此情況下，定時器的K值，應該設定為510。如果X1=1，則代表被控對象已經開始正常運行，并基于T1時間初始計時，如果被控對象能夠定期完成工作，則將開始X2動作，在此期間，M1將會接通，并且傳遞于系統運行正常信號，定時器T1將會被自動清零，等待循環工作；同理，如果被控對象不能定期完成工作，則T1觸點將會閉合，在此期間，M2將會接通，并且傳遞于系統報警信號或者相應的停機信號。T1 K510X1 X2 M1 X2

14、 M2 T1圖7 動作超時檢測程序 （二）邏輯錯誤檢測 在系統正常運行時，可編程序控制器的輸入、輸出信號和內部信號（如輔助繼電器的狀態）相互之間存在著確定的關系，如出現異常的邏輯信號，則說明出現了故障。因此，可以編寫一些常見故障的異常邏輯關系，一旦異常邏輯關系為NO狀態，就應該按故障處理。例如某機械運動過程中先后有兩個限位開關對應的PLC輸入地址分別為X1、X2，這兩個信號不會同時為NO狀態，如果他們同時為NO狀態，就說明至少有一個限位開關被卡死，應該停機處理。如圖8梯形圖中，這兩個限位開關對應的輸入繼電器的常開觸點X1、X2串聯，來驅動一個表示限位開關故障的輔助繼電器M0，當M0為NO狀態時

15、就發出報警信號或停機信號。X1X2M0M0圖8邏輯錯誤檢測程序（三）降級操作設計一般情況下，對于降級操作設計而言，其主要代表在實際設計過程中，將相對關鍵的功能程序，例如：緊急停車或者再啟動功能等，全部存儲至全自動程序。在此情況下，如果發生一系列故障，則只要進行降級操作，就能針對相關設備，實現手動開停，從而切實規避相關設備的不必要磨損。除此之外，在實際設計的過程中，應該適當降低全自動的程度，偶爾選擇手動操作，來有效提升其可靠性。三、結束語綜上所述，對于PLC控制系統而言，其在實際工作過程中，表現出的可靠性，和多樣化因素之間息息相關。在此情況下，需要不斷完善實際工作環境，盡可能選擇蘊含相對較高實際質量的各種元器件，制定科學全面的監控程序，并適當進行降級操作，才能從本質上