1、对 PLC可编程控制器的初步解析摘 要：可编程控制器由于抗干扰能力强，可靠性高，编程简单，性能价格比高，在工业控制领域得到越来越广泛应用。随着 PLC 的推广普及，PLC 产品的种类和数量越来越多。近年来，从国外引进的 PLC 产品、国内厂家或自行开发的产品已有几十个系列，上百种型号。PLC 的品种繁多，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各有不同，使用场合也各有侧重。因此，合理选择 PLC 对于提高 PLC 控制系统的技术经济指标起着重要作用。 关键词：PLC 可靠性 信号 一、引言 在 PLC 程序设计中使用最平常的一种是称为保持继电器的内部继电器。PLC 的保持继电器从 H
2、R000 到 HR915，共 1016 个，另一种是定时器或计数器从 TIM00 到 TIM47（CNT00 或 CNT47）共 48 个（不同型号的PLC 保持继电器，定时器的点数不同） 。其中，保持继电器实现的是记忆的功能，记忆着机械系统的运转状况，控制系统的运转的正常时序，在时序的控制上，为实现控制的安全性，及时性、准确性、通常采用当一个机械动作守成时，其控制信号（由保持继电器产生）用来终止上一个机械动作的同时，启动下一个机械动作的时间继电器不能正常被复位的情况，在开机前，如果不强制使保持继电器复位，将会产生机械设备的误动作，系统设计时，通常采用的方法是设置硬件复位按钮，需要的时候，能够
3、使保持继电器，定时器、计数器、高速计数器强制复位，在控制系统的调试中发现，如果使用保持继电器，定时器，计数器、高速计数器次数过多，硬件复位的功能很多时候会不起作用，也就是说，硬件复位的方法有时不能准确，及时地使 PLC 的内部继电器、定时器、计数器复位，从而导致控制系统不能正常运转，在调试过程中，人为地设置软件复位信号作为内部信号，可确保保持继电器有效复位，使系统在任何情况下均正常运转。 PLC 的组成的控制系统硬件电路。当一个两线式传感器，例如光电开关，接近开关或限位开关等，作为输入信号装置被置被接到 PLC 的输入端时，漏电流可能会导致输入信号为 ON，在系统调试中，如果偶尔产生误动作，有
4、可能是漏电流产生的错误信号引起的。为了防止这种情况发生，在设计硬件电路时，在输入端接一个并联是阻，并联电阻的计算公式。其中，不同型号的 PLC 漏电流值可查阅厂商提供的产品手册，在硬件电路上做这样的处理，可有效地避免由于漏电流产生的误动作。 二、PLC 控制系统可靠性降低的原因 PLC 自动化控制系统的调试可能出现问题带有很大的随机性。虽然工业控制机和可编程控制器本身都具有很高的可靠性，但如果输入给 PLC的开关量信号出现错误，模拟量信号出现较大偏差，PLC 输出口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，造成无法挽回的经济损失。 影响现场输入给 PLC 信号出错的主要原因有：造
5、成传输信号线短路或断路（由于机械拉扯，线路自身老化，特别是鼠害） ，当传输信号线出故障时，现场信号无法传送给 PLC，造成控制出错；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，出现错误控制结果；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。 三、提高 PLC 信号可靠性的方法 要提高现场输入给 PLC 信号的可靠性，首先要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
6、路、断路或接触不良。其次在程序设计时增加数字滤波程序，增加输入信号的可信性。 在现场输入触点后加一定时器，定时时间根据触点抖动情况和系统要的响应速度确定，一般在几十 ms，这样可保证触点确实稳定闭合后，才有其它响应。模拟信号滤波可采用图 2b 程序设计方法，对现场模拟信号连续采样 3 次，采样间隔由 A/D 转换速度和该模拟信号变化速率决定。3 次采样数据分别存放在数据寄存器 DT10、DT11、DT12 中，当最后 1 次采样结束后利用数据比较、数据交换指令、数据段比较指令去掉最大和最小值，保留中间值作为本次采样结果存放在数据寄存器 DT0 中。 提高读入 PLC 现场信号的可靠性还可利用控
7、制系统自身特点，利用信号之间关系来判断信号的可信程度。如进行液位控制，由于储罐的尺寸是已知的，进液或出液的阀门开度和压力是已知的，在一定时间里罐内液体变化高度大约在什么范围是知道的，如果这时液位计送给 PLC 的数据和估算液位高度相差较大，判断可能是液位计故障，通过故障报警系统通知操作人员检查该液位计。又如各储罐有上下液位极限保护，当开关动作时发出信号给 PLC，这个信号是否真实可靠，在程序设计时我们将这信号和该罐液位计信号对比，如果液位计读数也在极限位置，说明该信号是真实的；如果液位计读数不在极限位置，判断可能是液位极限开关故障或传送信号线路故障，同样通过报警系统通知操作人员处理该故障。由于
8、在程序设计时采用了上述方法，大大提高了输入信号的可靠。四、结语 对于一个企业，控制系统设计中应尽量做到机型统一。因为同一机型的 PLC，其模块可互为备用，便于备品备件的采购与管理；其功能及编程方法统一，有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；其外部设备通用，资源可共享。同一机型 PLC 的另一个好处是，在使用上位计算机对 PLC 进行管理和控制时，通信程序的编制比较方便。这样，容易把控制各独立的多台 PLC 联成一个多级分布式系统，相互通信，集中管理，充分发挥网络通信的优势。此外，有些传感器如旋转编码器输出的是一连串的脉冲，并且输出的频率较高（20kHz 以上） ，尽管这些脉冲信号也可算作数字量，但普通数字量输入模块不能正确的检测之，应选择高速计数模块。
