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[摘 要]鉴于PLC（可编程控制器）在自动控制系统领域的普遍应用，特别是在易燃易爆、高温高压生产领域，PLC凭借其在工业环境恶劣的情况下仍能十分可靠的工作，及其抗干扰能力强的特点而被广泛使用。对PLC自动控制系统可靠性问题进行了较深入的研究，提出了提高系统可靠性运行的方法。实践证明这些方法的采用对提高系统的可靠性是行之有效的。
[关键词]PLC 自动控制系统 可靠性
中图分类号：TP136 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）22-0255-01
由于工业生产的环境条件远比通用计算机所处的环境差，因此要求PLC具有很强的抗干扰能力，并且应能在比较恶劣的运行环境中（如高温、过电压、强电磁干扰和高湿度等）长期可靠地运行。尽管有较高的可靠性，抗干扰能力较强，但当电磁干扰特别强烈，生产环境过于恶劣，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题：
1.影响控制系统可靠性来源
（1）PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素是现场电磁干扰。
（2）由于线路自身老化，机械拉扯，特别是鼠害等原因造成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。
（3）虽然硬件加了滤波电路，软件增加微分指令，但PLC扫描周期太短，仍可能在计数、累加、移位等指令中出错，出现错误控制结果。
（4）接地系统混乱造成的干扰。接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。
（5）控制负载的接触不能可靠动作，虽然PLC发出了动作指令，但执行机构并没按要求动作。
（6）受到变频器的干扰：一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。
2.主要抗干扰措施
（1）电源的合理处理，抑制电网引入的干扰。对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。
（2）正确选择接地点，完善接地系统。为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰，应对PLC系统进行良好的接地。一般情况下，接地方式与信号频率有关，当频率低于1MHz时，可用一点接地；高于10MHz时，采用多点接地；在1～10MH之间时，通常情况下，PLC控制系统采用一点接地，将所有地线端子和最近接地点相连接，以获得最好的抗干扰能力。接地线截面积不能小于2mm2，接地电阻不能大于100Ω，接地线使用专用地线。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。在PLC控制系统中，具有多种形式的“接地”，主要有：一、信号地。输入端信号元件的地；二、交流地。交流供电电源的N线；三、屏蔽地。为防止静电和磁场感应而设置的外壳或金属丝网，通过专门的铜导线将其接入地下；四、保护地。将机器设备的外壳或设备内独立器件的外壳接地，用于保护人身安全和防止设备漏电。良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。
（3）在程序設计时增加数字滤波程序，增加输入信号的可信性。
（4）选择可靠性较高的变送器和各种开关，防止各种原因引起传送信号线短路、断路或接触不良。
（5）变频器干扰的抑制。防止变频器受到干扰有以下几种措施：一、用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其它设备正常。二、隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。三、滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。
（6）在自动控制系统的设计中应设计3级故障显示报警系统，1级设置在控制现场各控制柜面板，用指示灯指示设备正常运行和故障情况。2级故障显示设置在中心控制室大屏幕监视器上，当设备出现故障时，有文字显示故障类型，工艺流程图上对应的设备闪烁，历史事件表中将记录该故障。3级故障显示设置在中心控制室信号箱内，当设备出现故障时，信号箱将用声、光报警方式提示工作人员，及时处理故障。
3.结束语
PLC自动控制系统的可靠性是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC自动控制系统正常工作。随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。在不久的将来，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。
[关键词]PLC 自动控制系统 可靠性
中图分类号：TP136 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）22-0255-01
由于工业生产的环境条件远比通用计算机所处的环境差，因此要求PLC具有很强的抗干扰能力，并且应能在比较恶劣的运行环境中（如高温、过电压、强电磁干扰和高湿度等）长期可靠地运行。尽管有较高的可靠性，抗干扰能力较强，但当电磁干扰特别强烈，生产环境过于恶劣，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题：
1.影响控制系统可靠性来源
（1）PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素是现场电磁干扰。
（2）由于线路自身老化，机械拉扯，特别是鼠害等原因造成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。
（3）虽然硬件加了滤波电路，软件增加微分指令，但PLC扫描周期太短，仍可能在计数、累加、移位等指令中出错，出现错误控制结果。
（4）接地系统混乱造成的干扰。接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。
（5）控制负载的接触不能可靠动作，虽然PLC发出了动作指令，但执行机构并没按要求动作。
（6）受到变频器的干扰：一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。
2.主要抗干扰措施
（1）电源的合理处理，抑制电网引入的干扰。对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。
（2）正确选择接地点，完善接地系统。为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰，应对PLC系统进行良好的接地。一般情况下，接地方式与信号频率有关，当频率低于1MHz时，可用一点接地；高于10MHz时，采用多点接地；在1～10MH之间时，通常情况下，PLC控制系统采用一点接地，将所有地线端子和最近接地点相连接，以获得最好的抗干扰能力。接地线截面积不能小于2mm2，接地电阻不能大于100Ω，接地线使用专用地线。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。在PLC控制系统中，具有多种形式的“接地”，主要有：一、信号地。输入端信号元件的地；二、交流地。交流供电电源的N线；三、屏蔽地。为防止静电和磁场感应而设置的外壳或金属丝网，通过专门的铜导线将其接入地下；四、保护地。将机器设备的外壳或设备内独立器件的外壳接地，用于保护人身安全和防止设备漏电。良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。
（3）在程序設计时增加数字滤波程序，增加输入信号的可信性。
（4）选择可靠性较高的变送器和各种开关，防止各种原因引起传送信号线短路、断路或接触不良。
（5）变频器干扰的抑制。防止变频器受到干扰有以下几种措施：一、用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其它设备正常。二、隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。三、滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。
（6）在自动控制系统的设计中应设计3级故障显示报警系统，1级设置在控制现场各控制柜面板，用指示灯指示设备正常运行和故障情况。2级故障显示设置在中心控制室大屏幕监视器上，当设备出现故障时，有文字显示故障类型，工艺流程图上对应的设备闪烁，历史事件表中将记录该故障。3级故障显示设置在中心控制室信号箱内，当设备出现故障时，信号箱将用声、光报警方式提示工作人员，及时处理故障。
3.结束语
PLC自动控制系统的可靠性是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC自动控制系统正常工作。随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。在不久的将来，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。