摘要：在當今中國努力提高工業自動化水平，大量進行技術改造的前提下，為了進一步推廣應用PLC控制技術，提高PLC系統的可靠性則是其關鍵所在。隨著我國科技的不斷進步，現代化水平的不斷提高，在工業領域PLC控制技術受到廣泛應用，因此PLC系統的可靠性問題越加突出。本文主要分析了PLC系統的基本結構和原理，探討了PLC的工作可靠性問題，並在此基礎上，提出了相對的應對措施，取得了較理想的效果。
關鍵詞：PLC 原理 結構
一、可程式序控制器的一般結構和基本工作原理
可程式序控制器，即PLC是一種數字運算操作的電子系統，它採用可程式序的儲存器，用來在其內部儲存程式，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向使用者的指令，並通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種型別的機械或生產過程。根據PLC實施控制的基本點的分析，PLC主要由CPU，RAM，ROM和專門設計的輸入輸出介面電路等組成。中央處理機由中央處理器(CPU)組成，它是PLC的大腦。中央處理器通過地址匯流排、資料匯流排和控制匯流排與儲存單元、輸入輸出介面電路相連線。儲存器是具有記憶功能的半導體電路，用來存放程式、變數和其他一些資訊。PLC主要採用繼電器輸出，電路現場輸入介面電路一般有光電禍合電路和微電腦輸入介面電路組成。PLC的中央處理機對各個輸入端進行掃描，並將掃描結果儲存到狀態暫存器中。CPU將指令逐條調出並執行，以對輸入和原輸出狀態進行處理，再將正確的結果返回輸出。當所有的指令執行完畢時，輸出狀態暫存器集中把電子訊號轉換成電壓或電流，驅動被控裝置。
二、PLC系統的可靠性問題
2.1供電系統
若供電系統中存在大的電磁鐵、大電機等，會對PLC引入電源訊號干擾，這種干擾會使輸入訊號產生巨大誤差，對整個PCL影響巨大，嚴重時甚至會造成PLC系統的突然斷電或系統故障，是主要的干擾形式。因此，對一些可靠性要求較高的控制系統，應合理設計供電系統，儘可能減少電源訊號干擾。在實際使用中，一般採用使用隔離變壓器的供電系統、使用ups供電系統和雙電源的供電方式。
2.2 PLC控制系統環境
PLC控制裝置是專門針對工業生產環境設計的，每種PLC都有自己的工作環境技術條件，因此在實際使用中，應儘量使PLC系統處於自身合適的工作環境中，以達到延長工作壽命，提高系統可靠性的目的。要特別注意控制系統周圍的溫度不要過高，如果控制系統的周圍環境溫度超過55℃，則需要在安裝風扇或冷氣機，以避免高溫對控制系統的損害。同時還應考慮PLC主控制器周圍的通風和散熱情況，至少留有50mm的距離，以保證足夠的空間用於通風。也可選擇安裝適當的溫度感測器，以便能在高溫時自動切斷加熱器電源，低溫時自動接通電源。
2.3防止輸入、輸出訊號干擾
PLC的輸入端或輸出端接有感性元件，為減少PLC輸入電流和外部負載上的電流對這些感應元件的損害產生較大的衝擊影響，一般採取兩端並聯續流二極體或組容洩放電路。當接近開關、光電開關這一類兩線式感測器的漏電流較大時，應考慮由此而產生的錯誤訊號，此時可以採用在PLC輸入端子上接一旁路電阻以減少輸入阻抗。在控制器為觸點輸出時，不管該控制器本身是否能夠抗干擾，對於直流電應採用續流二級管來進行吸收，對於交流電採取RC吸收。
2.4 PLC地線的連線
對PLC控制系統採用恰當的接地方式，是抑制由電位差引起的干擾訊號，保證PLC安全可靠執行的需要。一般接地方式主要有浮地式、直接式以及電容式三種，對於PLC系統而言應採用直接式，即控制器與其它裝置分別接地。如果實際條件不滿足，也可採用公共接地方式，但是必須嚴格按要求進行佈線，嚴禁使用串聯接地方式，避免電位差引起的干擾訊號。接地線的截面積應大於2毫平方米，接地點應儘量靠近PLC。
2.5 PLC軟體
偶發性故障一般不會對PLC內部的資訊造成破壞，一旦PLC檢測到故障時，要立即儲存當前狀態資訊，並通過相應的軟體對儲存器進行封閉，以防止儲存器資訊的丟失。在硬體設計和程式設計時，出於對提高系統的可靠性的考慮，應安裝互鎖功能。PLC本身的故障發生較為頻繁，為了提高PLC控制系統的可靠性，還需要在軟體中增加故障檢測程式。另外，還可以在程式編制中採用軟體容錯技術的，使PLC在發生錯誤訊號時，在不影響工作的前提下，及時甄別錯誤，進一步提高了PLC的`工作效率和安全。
三、防雷措施
當輸電線附近發生雷擊或閃電時，會形成雷電衝擊波，進入PLC控制系統，造成嚴重損害。因此做好防雷工作是提高PLC控制系統可靠性的重要保障。一般的配電系統的避雷裝置很難滿足PLC控制裝置對電源的要求，因此宜採取多級保護措施。在選用避雷器件時，氧化物避雷器電容大對高頻損耗大，選用此類避雷器時應以實際情況來確定。網路通訊線路避雷的最好方法是採用光纖網路。PLC控制系統的總控站對防雷的要求就更高一些。控制站所在構築物的接地電阻須小於10歐姆，避雷針、帶、網的引下線應儘量多設幾條，室內計算機、PLC控制系統要儘量置於遠離避雷網導地金屬體。PLC控制系統包括系統工作地，直流工作地，安全保護地，在安裝時採用聯合接地較好，接地電阻至少小於2歐。地網分開設定時，當地網之間的距離涉及自控系統接地時應大於10M，以避免地網之間的閃絡。
四、結語
綜上所述，隨著工業化的發展，PLC控制系統的應用也越來越廣泛，與此同時PLC的可靠性問題也逐步凸顯。因此採取綜合防護的措施，提高系統可靠性，對當今PLC控制系統的開發將有非常重大的影響。上述提到的改進方式都是經過實踐得出的切實可行的手段，在對提高PLC系統的可靠性中起到了非常重要的作用。相信未來隨著電子技術的不斷髮展，PLC控制系統將大有可為。
參考文獻：
[1]徐建飛自動控制系統可靠性研究[J].城市建設理論研究電子版，2013，(2).
[2]歐陽雄，寧振忠控制系統的可靠性設計研究[J].電子世界，2014，16期：92-92.