PLC控制系统可靠性的措施.docx

PLC控制系统可靠性的措施
 
   
 
 
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
 
摘要：本文主要通过对PLC控制系统可靠性影响因素进行分析，进一步提出了如何提升PLC控制系统的可靠性，分析研究了PLC系统控制设计的重点，从而阐述了如何降低PLC可靠性损坏的程度，以及提升PLC的抗干扰能力，希望能够对今后PLC系统可靠性运行提供帮助。
关键词：控制系统，可靠性，电磁兼容性，冗余
可编程控制器(PLC)是以微处理器为基础，专业为工业而设计的,操作方便的数字式电子装置。PLC最初仅仅是为了替代继电器控制系统而存在，随着科学技术的发展，它渐渐综合了计算机、自动控制、网络通信等技术，其功能远远超出了继电器系统的功能，在钢铁、化工、制造等领域得到了越来越广泛的应用，极大地促进了现代工业生产的自动化程度。而PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行,而系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。在现代工业控制系统中，虽然PLC在设计和制造过程时厂家已采取了多层次的抗干扰措施,具有一定的稳定性和可靠性,但由于PLC的应用范围越来越广,应用区域越来越复杂,所以受到的干扰也就越来越多。过于恶劣的环境或安装使用不当的情况下，都有可能引起PLC内部信息的破坏而导致控制混乱，甚至造成内部元件的损坏。因此,研究PLC控制系统干扰的来源问题、以及如何确保其可靠性等问题尤其具有现实意义。
一、影响PLC可靠性的主要因素
目前，PLC在国内外已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输等各个行业。PLC的可靠性会直接影响到系统能否长期稳定运行，因此加强PLC系统的可靠性是必要的。影响PLC可靠性的因素有很多，如各种干扰，接地系统以及布线的不合理等。下面列出几项影响PLC系统可靠性的主要因素。(1)来自空间的辐射干扰:主要由电力网络、电气设备的暂态过程、电视、雷达及高频感应加热设备等产生，其分布极为复杂。这种干扰影响主要来自两条路径，一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰;二是对PLC通信网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率等因素有关。(2)来自电源的干扰:按其产生的方式不同可分为内部干扰源和外部干扰源。内部干扰源是指供电电网内部的变化引发引入的干扰，主要有刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等。外部干扰源主要是供电电网受到来自周围空间的电磁干扰。由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电、雷达等产生的空间辐射电磁场会对PLC系统形成辐射干扰。对于电源引入的干扰，PLC本身具有一定的抵制能力，但若干扰过强则可能引起程序或运算错误，影响PLC的正常运行。(3)信号线引入的干扰:与PLC控制系统连接的各类信号传输线除了传输有效的各类信息外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要由两种途径
:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源输入的电网干扰;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常，大大降低测量精度及输入信号准确性，严重时将引起元器件损伤，甚至重大事故。另外，机械拉扯，线路自身老化，触电接触不良等原因也会造成信号不能正确