施耐德PLC工程开发中可靠性设计

    PLC系统一般应用于工业生产过程中，生产工作现场存在着各种各样的环境干扰。    虽然工业控制机和PLC本身都具有很高的可靠性，但如果由于内部或外部干扰影响，系统中被测信号电压或电流会叠加干扰信号，造成输入给PLC的开关量信号出现错误，或者模拟量信号出现较大偏差，或者PLC输出控制的执行机构没有按要求动作，这些都可能使控制过程出错，造成经济损失。    影响现场输入给PLC信号出错的主要原因有：    (1)由于机械拉扯或线路自身老化等原因，造成传输信号线短路或断路，当传输信号线出现故障时，现场信号无法传送给PLC，造成控制出错。    (2)机械触点抖动，现场触点虽然只闭合一次，PLC却认为闭合了多次。虽然硬件增加了滤波电路，软件增加微分指令，但由于PLC扫描周期太短，仍可能在计数、累加、移位等指令中出错，导致出现错误控制结果。    (3)现场变送器、机械开关自身出故障，如触点接触不良，变送器反映现场非电量偏差较大或不能正常工作等，这些故障同样会使控制系统不能正常工作。    影响执行机构出错的主要原因有：    (1)控制负载的接触不能可靠动作，PLC发出动作指令，但执行机构并没按要求动作。    (2)控制变频器起动，由于变频器自身故障，变频器所带电机并没按要求工作。    (3)各种电动阀、电磁阀该开的没能打开，该关的没能关到位。    由于执行机构没能按PLC的控制要求动作，使系统无法正常工作，降低了系统可靠性。要提高整个控制系统的可靠性，必须提高输入信号的可靠性和执行机构动作的准确性，否则PLC应能及时发现问题，用声光等报警办法提示给操作人员，尽快排除故障，让系统安全、可靠、正确地工作。    PLC的可靠性设计不仅是为了解决这些硬件上的问题，而且是为了能尽可能的减少干扰信号。当然，完全消除这种干扰信号是不可能的。    干扰信号对被测信号存在着严重的干扰，当被测信号很微弱时，就会被干扰信号“淹没”掉，导致很大的信号误差。为了能精确地采集被测信号，需要消除和抑止系统中的干扰信号。    例如，来自电源线的杂波造成系统电压畸变，导致系统内电气设备的过压、过负荷、过热甚至烧毁元器件，造成PLC等控制设备误动作。通常采取的措施是：在电源入口处设置屏蔽变压器或电源滤波等防干扰设施，其中，电源滤波器的地要以最短的线路接到中央保护地，而直流电源则可加装微分电容加以干扰抑制。    在分析和设计PLC系统时，必须充分考虑系统的可靠性设计，以及可能存在的干扰对系统的影响，把可靠性设计作为系统设计的一个重要内容，从硬件和软件都采取相应的措施以提高系统的抗干扰能力，增强系统的可靠性。硬件系统的可靠性设计是提高PLC控制系统可靠性的根本，软件系统的可靠性设计可起到抑制外来干扰的作用。