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可編程序控制器（以下簡稱PLC）是在程序控制器和微機控制器的基礎上發展起來的微機技術和繼電器常規控制概念相結合的產物。從廣義上講，PLC是一種計算機系統，比一般計算機具有更強的與工業過程相連接的輸入輸出接口，并已成為自動化控制系統的基本裝置。PLC已經廣泛應用于機械、冶金、化工 、輕工等行業中，已基本取代了傳統的繼電器和接觸器的邏輯控制。用PLC來控制系統設備，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PLC本身而言，平均無故障時間一般已可達3~5萬小時；而三菱的F系列，據稱其平均無故障時間已達30萬小時。所以，整個PLC控制系統的可靠性，主要取決于PLC的外圍設備，比如輸入器件中的行程開關、按鈕、接近開關，輸出器件中的接觸器、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控的程序，對提高系統的可靠性也有很大好處。下面就如何提高PLC控制系統的可靠性進行一些探討。紹興西門子授權代理

    1、從PLC的外圍設備來考慮提高PLC的可靠性

    PLC是專門為工業生產環境而設計的控制設備。當工作環境較為惡劣，如電磁 較強、濕度高、電源、輸入和輸出電路等易受到 擾時，會使控制系統的可靠性受到影響。

    1.1 工作環境的要求

    除了為特殊工作環境而設計的PLC外，一般PLC工作的環境溫度應在0~55℃的范圍，并要避免太陽光直接照射；安裝時要遠離大的熱源，保證足夠大的散熱空間和通風條件；空氣的相對濕度應小于85%，不結露，以保證PLC的絕緣良好。PLC應避免安裝在有振動的場所；對振動源允許的條件則應按照產品說明書的要求，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，應將PLC封閉安裝。

    1.2 電源的要求

    不同的PLC產品，對電源的要求也不同，這里包括電源的電壓等級、頻率、交流紋波系數和輸入輸出的供電方式等。

    對電磁干 較強、而對PLC可靠性要求又較高的場合，PLC的供電應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LC濾波電路等。在設計時，外接的直流電源應采用穩壓電源，供電功率應留有20%~30%的余量。對由控制器本身提供的直流電源，應了解它所能提供的大電流，防止過電流造成設備的損壞。

    1.3 接地和接線

    1) PLC的良好接地是正常運行的前提。在設計時，PLC的接地應與動力設備的接地分開，采用專用接地；如不能分開接地時，應采用共用接地；禁止采用共通接地方法。如圖1所示，接地點應盡可能靠近PLC，接地線的線徑應大于4mm2，接地電阻一般應小于10Ω。

圖1 接地方法

    2) PLC的接線包括輸入接線和輸出接線。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分開設置。必要時，可在現場分別設置接線箱。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。

    1.4 冗余設計和降級操作設計

    1) 對可靠性要求較高的應用場合，冗余設計和降級操作是必要的。冗余設計可采用熱后備或冷后備方式。熱后備方式操作時，冗余的后備系統也同時運行，兩者輸出的結果一致時，表示系統是正常運行的；一旦結果不一致，則發出警報信號，同時，根據自診斷的結果，切換到正常的系統去。冷后備方式操作時，冷后備系統不運行，它在自診斷檢測出運行系統故障后才切入后備系統。對PLC來說，冗余系統的范圍主要是CPU、存儲單元、電源系統和通信系統，只有在可靠性要求很高時，才會包括輸入輸出單元的冗余等。

    2) 降級操作是指在設計時，將手動操作包括在內的設計。例如，緊急停車的設計，關鍵設備的開停和再啟動功能的設計等。這樣，一旦發生故障，可采用降級的操作，即對部分或全部設備進行手動的開停操作，以避免設備的損壞或對人員的傷害。此外，在設計中也可考慮從全自動到半自動、直至手動的操作等。

    1.5 PLC的I/O電路

    1) 由于PLC是通過輸入電路接受開關量、模擬量等輸入信號，因此輸入電路的元器件質量的好壞和連接方式直接影響著控制系統的可靠性。比如：按鈕、行程開關等輸入開關量的觸點接觸是否良好、接線是否牢固等。設備上的機械限位開關是比較容易產生故障的元件。在設計時，應盡量選用可靠性高的接近開關代替機械限位開關。此外，按鈕的常開和常閉觸點的選擇也會影響到系統的可靠性。現以一個簡單的起動、停止控制線路為例，如圖2和圖3所示的是兩個控制線路和它們的對應梯形圖。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；但它們的可靠性不一樣。我們假設輸出斷開為安全狀態，那么圖3的可靠性要比圖2的高。這是因為SB1、SB2都有發生故障的可能，而常見的現象是輸入電路開路。當采用圖3電路時，不論SB1、SB2開關本身開路還是接線開路，輸出都為安全狀態，保證了系統的安全和可靠。

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