如何提高plc控制系统的可靠性（提高plc的处理速度方法）

在搭建PLC控制系统时，可以学习了解适中的环境温度、适宜的环境湿度、环境污染、合理的安装接线、正确的接地线、安全防护部分、必要的软件措施等一系列因素，可以提高三菱PLC控制系统，下面小编就与大家分享六项提高PLC控制系统可靠性的措施。

1、适宜的工作环境

1、适宜的环境温度

每个厂家对PLC的环境温度都有一定的规定。通常PLC允许的环境温度约为0~55。因此，安装时不要将高热元件放置在PLC下方； PLC周围应有足够的通风散热空间；不要将PLC安装在阳光直射的地方或离暖气、取暖器、大功率电源等发热设备太近的地方。安装PLC的地方控制柜内最好有通风百叶窗。如果控制柜温度过高，应在柜内安装风扇强制通风。

2、适宜的环境湿度

PLC工作环境的空气相对湿度一般要求小于85%，以保证PLC的绝缘性能。湿度过高也会影响模拟输入/输出设备的精度。因此，PLC不能安装在有凝露或雨淋的地方。

3、关注环境污染

不宜将PLC安装在有大量污染物（如灰尘、油烟、铁粉等）、腐蚀性气体和可燃气体的地方，特别是有腐蚀性气体的地方，很容易造成元件和设备的腐蚀。印刷电路板。如果只能安装在这样的地方，在温度允许的情况下可以将PLC封闭起来；或者将PLC安装在气密性较高的控制室内，并安装空气净化装置。

4.远离振动源和冲击源

安装PLC的控制柜应远离有强烈振动和冲击的地方，特别是连续、频繁振动的地方。如有必要，可采取措施减少振动和冲击的影响，避免接线或插件松动。

5、远离强干扰源

PLC应远离强干扰源，如大功率晶闸管装置、高频设备、大功率设备等。同时PLC还应远离强电磁场、强辐射源以及易产生强静电的地方。

2、合理安装及接线

1、注意电源安装

电源是干扰进入PLC的主要途径。 PLC系统的电源有两种类型：外部电源和内部电源。

外部电源用于驱动PLC输出设备（负载）并提供输入信号。也称为用户电源。同一个PLC的外部电源可能有多种规格。外部电源的容量和性能由PLC的输出设备和输入电路决定。由于PLC的I/O电路具有滤波和隔离功能，外部电源对PLC的性能影响很小。因此，对外部电源的要求并不高。

内部电源是PLC的工作电源，即PLC内部电路的工作电源。它的性能直接影响PLC的可靠性。因此，为了保证PLC的正常工作，对内部电源有较高的要求。 PLC内部电源一般采用开关稳压电源或带初级边带低通滤波器的稳压电源。

在干扰较强或可靠性要求较高的场合，应采用带屏蔽的隔离变压器为PLC系统供电。还可以在隔离变压器的二次侧串联LC滤波电路。同时，在安装过程中还应注意以下问题：

1）最好使用双绞线将隔离变压器连接到PLC和I/O电源，以控制串模干扰；

2）系统电源线要足够粗，以减少大容量设备启动时引起的线路压降；

3）当PLC输入电路使用外部直流电源时，最好使用稳压电源，以保证输入信号的正确。否则，PLC可能会接收到错误的信号。

提高PLC控制系统可靠性的六大措施

2.远离高压PLC。不能安装在高压电器和高压电源线附近，也不能与高压电器安装在同一控制柜内。柜内PLC应远离高压电源线，其距离应大于200mm。

3、合理接线

1）I/O线、电源线和其他控制线应分开走线，尽量不要走在同一线槽中。

2）交流线和直流线、输入线和输出线最好分开走线。

3) 开关线和模拟I/O线最好分开布线。对于传输模拟信号的I/O线，最好使用屏蔽线，屏蔽线的阻挡层一端应接地。

4）PLC基本单元与扩展单元之间的电缆传输的信号小、频率高，易受干扰影响，不能与其他连线埋在同一线槽中。

5）PLC的I/O电路接线必须使用压接端子或单股电线。不宜用多股绞线直接连接PLC的端子，否则容易产生火花。

6）如果与PLC安装在同一控制柜内，即使不是PLC控制的感性元件，也应并联RC或二极管消弧电路。

3、正确接地

良好的接地是PLC安全可靠运行的重要条件。为了抑制干扰，一般最好将PLC单独接地，并与其他设备采用单独的接地装置。也可以采用公共接地，但禁止采用图6-37c所示的串联接地方法，因为这种接地方法会造成PLC和设备之间的电位差。

PLC的接地线应尽可能短，接地点尽可能靠近PLC。同时接地电阻应小于100，接地线截面应大于2mm2。另外，PLC 的CPU 单元必须接地。如果使用I/O 扩展单元，CPU 单元应与其共用接地体，并且任何单元的保护接地端子到大地的电阻不能大于100。

4、必要的安全防护环节

1、短路保护：当PLC输出设备发生短路时，为避免PLC内部输出元件损坏，应在PLC外部输出电路中安装熔断器进行短路保护。最好在每个负载的电路中安装熔断器。

2、联锁和联锁措施除了保证程序中电路的联锁关系外，在PLC外部接线中还应采取硬件联锁措施，以保证系统安全可靠运行。例如，应采用电机的正转和反转控制。接触器KM1、KM2的常闭触点在PLC外部互锁。当不同电机或电器之间有互锁要求时，最好在PLC外部进行硬件互锁。利用PLC外部的硬件进行联锁和互锁是PLC控制系统中的常见做法。

3、失压保护及紧急停机措施PLC外部负载的供电线路应有失压保护措施。当暂时停电后恢复供电时，如果不按“启动”按钮，PLC的外部负载无法自行启动。这种接线方式的另一个作用是，当特殊情况下需要紧急停机时，按“停止”按钮可以切断负载电源，与PLC无关。 5、必要的软件措施

有时硬件措施可能无法完全消除干扰的影响。采用一定的软件措施进行配合，对于提高PLC控制系统的抗干扰能力和可靠性能起到很好的作用。

1、消除开关量输入信号的抖动。在实际应用中，有些开关输入信号导通时，会因外界干扰而出现时通时断的“抖动”现象。由于继电器的电磁惯性，这种现象一般不会对继电器系统产生任何影响。然而，在PLC系统中，由于PLC扫描速度较快，扫描周期远短于继电器实际动作时间，因此PLC可能会检测到抖动信号，从而导致错误的结果。因此，必须对一些“抖动”信号进行处理，以保证系统的正常运行。输入信号抖动的影响及如何消除a)抖动现象的影响b)消除抖动的方法

2、故障检测与诊断PLC可靠性高，具有完善的自诊断功能。如果PLC出现故障，借助自诊断程序可以很容易地找到故障原因，排除后即可恢复正常工作。大量的工程实践表明，PLC外部输入输出设备的故障率远高于PLC本身的故障率。当这些设备出现故障时，PLC一般无法检测到，可能导致故障扩大，直到强电保护装置启动。它会导致机器停机，有时甚至造成设备和人身事故。停机后，查找故障也需要花费大量时间。为了及时发现故障，使PLC在事故发生前自动停机报警，方便故障查找，提高维护效率，可以利用PLC程序实现故障的自诊断、自处理。

现代PLC拥有大量的软件资源。例如，FX2N系列PLC有数千个辅助继电器和数百个定时器和计数器。有着可观的余量。这些资源可用于故障检测。

(1)各工步机械设备动作超时检测所需时间一般不变，即使变化也不会变化太大。因此，这些时间可以作为PLC和相应外部执行器发出输出信号的参考。开始操作时启动计时器。定时器的设定值比正常情况下动作的持续时间长20%左右。例如，假设执行器（例如电动机）在正常情况下运行50 秒后，其驱动的组件导致限位开关动作并发送动作结束信号。如果执行器动作时间超过60s（对应定时器设定时间），PLC尚未收到动作结束信号，定时器延时接通的常开触点发出故障信号，停止执行器的动作。正常循环。程序中，启动报警和故障显示程序，使操作人员和维护人员能够快速识别故障类型并及时采取措施排除故障。

（2）逻辑错误检测系统正常运行时，PLC的输入输出信号与内部信号（如辅助继电器的状态）之间存在一定的关系。如果出现异常逻辑信号，则表明发生了故障。因此，可以针对常见故障整理出一些异常的逻辑关系。一旦异常逻辑关系处于ON状态，应按故障处理。例如，某台机器运动过程中，两个限位开关相继动作。这两个信号不会同时ON。如果同时亮起，则说明至少有一个限位开关被卡住，应停机加工。

提高PLC控制系统可靠性的六大措施

3.消除可预测的干扰

一些干扰是可以预见的。例如，PLC的输出指令使执行机构（如大功率电机、电磁铁）运转，往往伴随着火花、电弧等干扰信号的产生。它们产生的干扰信号可能会导致PLC接收到错误的信息。在这些干扰容易发生的时期，可以用软件屏蔽PLC的某些输入信号，等干扰多发期过后再取消屏蔽。

6.使用冗余系统或热备系统

某些控制系统（如化工、造纸、冶金、核电站等）要求极高的可靠性。如果控制系统出现故障，由此造成的停机或设备损坏将造成巨大的经济损失。因此，单纯提高PLC控制系统的可靠性并不能满足要求。在这种可靠性要求极高的大型系统中，往往采用冗余系统或热备系统来有效解决上述问题。

1.冗余系统

所谓冗余系统，是指系统中存在冗余的部分。没有它系统仍然可以工作。但当系统出现故障时，冗余部件可以立即替换故障部件，系统继续正常运行。冗余系统一般由控制系统最重要部分（如CPU模块）的两套相同硬件组成。当一组发生故障时，立即由另一组控制。是否使用两套相同的I/O模块取决于系统的可靠性要求。

两组CPU 模块使用同一程序并行工作，其中一组为主CPU 模块，另一组为备用CPU 模块。当系统正常运行时，备用CPU模块的输出被禁止，由主CPU模块控制系统的工作。同时，主CPU模块还通过冗余处理单元（RPU）不断同步刷新I/O映像寄存器和备用CPU模块的其他寄存器。当主CPU模块发送故障信息时，RPU在1到3个扫描周期内将控制功能切换到备用CPU。 I/O系统的切换也由RPU完成。

a) 冗余系统b) 热备系统

2.热备系统

热备系统的结构比冗余系统简单。虽然有两个CPU模块同时运行一个程序，但没有冗余处理单元RPU。系统的两个CPU模块之间的切换是通过主CPU模块通过通信端口与备用CPU模块进行通信来完成的。两组CPU通过通信接口连接在一起。当系统出现故障时，主CPU通知备用CPU并实施切换。切换过程通常很慢。

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