关于PLC控制系统性能的探究

摘　要：文章中通过PLC的控制系统，对PLC的一些情况进行了简单的叙述，同时也对控制系统的可靠性问题阐述了几种主要措施。

关键词：PLC控制系统；可靠性；性能
　　就目前来看，国内外的PLC年生产率在大幅度的提高，因为PLC的用处十分的广泛，例如，机械行业、冶金行业、电力行业以及汽车行业都要用到PLC控制系统，尤其是在机械行业中更加的依赖于PLC的一体化技术。PLC的控制系统的可靠性关系到生产效率，所以在对其技术的探讨时是所要考虑的第一个问题。通常实际上有以下几个方面：第一就是保护程序和数据，其次就是要适应工业生产中的换进，并且还要针对系统的独立性来对一些冗余和容错结构进行调整，保证其安全性，最后就是在运行时候保证其连贯性和可靠性。但是针对PLC的控制系统的可靠性还要保证以下几个方面。
一、使用环境
　　PLC都有一定的适合的工作环境，温度和湿度要适宜，每个生产厂家都对PLC的适用温度有一定的规定。同时还不能有污染，一些灰尘大、油烟重并且具有腐蚀性和可燃性气体的地方，不适宜使用PLC，在这些地方使用PLC会造成元件和印刷线路板的腐蚀，还有一些震动和冲击源的地方也不适宜使用PLC的控制系统，同时一些干扰源强烈的地方也不适合使用PLC的控制系统，因为这些干扰源会有很强大的磁场和放射性，严重影响PLC控制系统的准确性和寿命。
二、合理的安装与布线
(1)注意电源安装。电源是干扰进入PLC的主要途径。PLC系统的电源有两类:外部电源和内部电源。在干扰较强或可靠性要求较高的场合,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。
(2)远离高压。PLC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。在柜内PLC应远离高压电源线。
(3)合理的布线。传输线之间的相互干扰是数字调节系统中较难解决的问题,这些干扰主要来自传输导线间分布电容及电感引起的电磁互耦。所以布线时应注意以下几点:①I/O线、动力线及其它控制线应分开走线,尽量不要在同一线槽中布线;②交流线与直流线、输入线与输出线最好分开走线;③开关量与模拟量的I/O线最好分开走线,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;④PLC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,不能与其它的连线敷埋在同一线槽内;⑤PLC的I/O回路配线,必须使用压接端子或单股线,否则容易出现火花。
三、安全保护环节
(1)短路保护。当PLC输出控制的负载短路时,为了避免PLC内部输出元件损坏,应该在PLC外部输出回路中装上熔断器,进行短路保护。
(2)互锁与联锁措施。在系统功能表上,有时并不出现对联锁、互锁功能的具体描述,但为了系统的可靠性,在硬件设计和编程过程中都必须注意考虑,并应互相配合,有时还要“双管齐下”。
(3)失压保护与紧急停车措施。PLC外部负载的供电线路应具有失压保护措施,当临时停电再恢复供电时,不按下“启动”按钮PLC的外部负载就不能自行启动。这种接线方法的另一个作用是,当特殊情况下需要紧急停机时,按下“停止”按钮就可以切断负载电源,而与PLC毫无关系。
(4)感性输入/输出的处理。PLC的输入端或输出端常常接有感性元件。如果是直流感性元件,应在其两端并联续流二极管;如果是交流元件,应在其两端并联阻容电路(也称灭弧罩,有系列产品可供选择),从而抑制电路断开时产生的电弧对PLC内部输入、输出元件的影响。
四、软件措施
　　硬件措施不能完全的对干扰有所消除，同时还需要采取一些软件的保护，这样才能使PLC控制系统的抗干扰能力越来越强。下面列举一些软件的措施。
1. 消除开关量输入信号抖动
　　对于实际中的一些开关输入信号来说，当出现外界的干扰的时候，会对时通时断的信号，出现“抖动”的现象，这种现象虽然不会对继电器的电磁惯性造成影响，但是在PLC系统中，PLC的扫描速度会过快，周期也会比实际继电器的时间缩短，所以PLC就会检测出那些“抖动”的信号，仅为出现错误，不能保持系统的正常运行。
2. 故障的检测与诊断
  就PLC本身来说，具有很高的可靠性和自我诊断能力，所以当PLC出现故障的时候，可以运行其强大的自我诊断能力来对故障原因急性查找，进一步排除故障，恢复正常工作。大量的工程实践表明,PLC外部输入、输出设备的故障率远远高于PLC本身的故障率。为了及时发现故障,在没有酿成事故之前使PLC自动停机和报警,也为了方便查找故障,提高维修效率,可用PLC程序实现故障的自诊断和自处理。
3. 消除预知干扰
　　有些干扰是可以预知的,比如，PLC的输出命令在执行机构中运行的时候，常常伴有火花或者电弧发生，这些产生的干扰信号都会是PLC接受到错误的信息，因此要在短时间内产生封锁PLC的某些输入信号,在干扰易发期过去后,再取消封锁。
五、结束语
　　对于PLC控制系统的干扰问题，一直都是一个十分扰人的问题，PLC就其本身来说可靠性是很高的，所以对于控制系统的影响一般只有两个因素：输入信号原件和输出执行原件。通过采用成熟技术和高质量的输入输出元器件,合理配置PLC硬件和软件资源,并充分利用PLC内部软元件设计PLC控制系统故障检测与诊断程序,屏蔽输入元件的误信号,防止输出元件误动作,对关键元器件实行软、硬双重保护,这样的话，对于其安全可靠的运行就会变得很稳定。
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