摘要：分析了影响PLC控制系统的可靠性的主要因素，并以卧式镗床为例，提出了利用PLC软元件来解决它们的设计方法，此方法经济、实用，对提高PLC控制电气系统可靠性，具有普遍意义。 关键词：PLC、系统可靠性 Abstract: this paper deals with the main factors which affect reliability of the electrical system with PLCs, taking a boring lathe as example, and approach to solve their designing method with PLC soft components, which is economic and practical and has a universal significance. Key words: PLC system reliability 一、 引言 随着机电一体化技术的发展，对系统的可靠性要求愈来愈高，PLC具有控制可靠、体积小、功能强、速度快、组态灵活和可扩展性的特点而得到了广泛的应用，电气系统的可靠性也大大提高了。此时，影响电气系统可靠性的主要因素是与PLC接口的输入输出部分，我们在卧式镗床改造中采用PLC的软元件，合理设计了控制程序，提高了系统的可靠性。 二、 影响PLC电气系统可靠性的主要因素 PLC控制系统可简单划分为三部分：发讯元件（输入部分）、记忆网络（程序部分）和电气执行元件（输出部分）。对于用继电器控制的系统，影响系统可靠性的主要因素是中间继电器组成的记忆网络。对于PLC控制系统，高可靠性的PLC取代了中间继电器组成的记忆网络，克服了机械动作式中间继电器可靠性不高的固有毛病，使系统可靠性大为提高。此时，与PLC自身的安全性与PLC输入、输出连接的“发讯元件”和“电气执行元件”的可靠性，已变成影响整个电气系统可靠性的主要因素。提高“发讯元件”和“电气执行元件”可靠性的同时，也就提高了PLC的安全性，通常有两种方法：一种是选用高质量的元器件；另一种是对这些故障率较高的元器件进行状态检测和故障诊断，但都受硬件条件和经济条件的影响而限制了应用范围。 PLC具有丰富的软元件（如内部计时器、计数器、辅助继电器等），因此可以利用它来设计一些程序，屏蔽输入元件的误信号，防止输出元件的误动作。最实用的方法有⑴采用软硬件互锁设计，防止误发讯和误动作；⑵在输入输出端提高配线的可靠性，提高PLC的安全性。本文以卧式镗床改造为例，介绍用PLC软元件提高系统可靠性的设计方法。 三、 用PLC软元件设计来改造卧式镗床，提高系统可靠性 ３.１ 卧式镗床工作原理简介 根据原有的继电器电路图来设计梯形图，这种方法没有改变系统的外部特性，但却克服了机械动作式中间继电器可靠性不高的毛病，对于操作人员来说，除了控制系统的可靠性提高之外，改造前后的系统没有什么区别，他们不用改变长期形成的操作习惯。这种设计方法一般不需要改动控制面版和它上面的器件，因此可以减少硬件改造的费用和工作量。 图1是卧式镗床继电器控制电路图，图2和图3是实现相同功能的PLC控制系统的外部接线图和梯形图。卧式镗床的主轴电机是双速异步电动机，中间继电器ZJ和FJ控制主轴电机的起动和停止，接触器ZC和FC控制主轴电机的正反转，接触器1DSC、2DSC和时间继电器SJ控制主轴电机的变速，接触器DC用来短接串在定子回路的制动电阻。1JPK、2JPK和1ZPK、2ZPK是变速操纵盘上的限位开关，1HKK、2HKK是主轴进刀与工作台移动互锁限位开关。 ３.２ 用PLC软硬件互锁设计改造卧式镗床，提高系统可靠性 在控制主轴电机正反转的继电器电路中，为了防止控制正反转的两个接触器（如图1中ZC与FC）同时动作造成三相电源短路，设置了联锁电路，即将某一接触器的常闭触点与另一个接触器的线圈相串联。在梯形图中也设置了相应的联锁电路，但是梯形图中联锁电路只能保证PLC输出模块上两个对应的硬件继电器不同时动作。如果因主电路电流过大或接触器质量不好，某一接触器的主触头被断开主电路时产生的电弧熔焊，其线圈断电后主触头仍然接通，这时如果另一接触器的线圈通电，仍将会造成三相电源短路事故。为了防止出现这种情况，应在PLC外部设置联锁电路（见图1），假设接触器ZC主触点被电弧熔焊，这时与FC线圈串联的ZC辅助常闭触点断开，因此FC的线圈不可能得电。 ３.３ 用PLC辅助继电器简化电路，提高了电气系统的可靠性 图1中ZC、FC、1DSC、2DSC都要受TA、1ZPK、1JPK、ZC和FC的触点并联电路的控制，为了简化电路，在梯形图中设置了上述并联电路控制的辅助继电器M202，它类似于继电器电路中的中间继电器。 另外,还有提高PLC控制系统可靠性的方法，如：⑴输入输出端接有感性元件时，应在它们两端并联阻容电路，以控制电路断开时产生的电弧对PLC的影响，电阻可以取51~120Ω，电容可以取0.1~0.47μF，电容的额定电压应大于电源峰值电压。 ⑵PLC控制柜设在没有高压大电流强辐射的室内。 ⑶采用隔离变压器,由单回路双绞线供电。 四、 结论 影响PLC控制系统可靠性的主要因素是与PLC接口的输入、输出部分的可靠性.在安装配线时考虑到对PLC的各种不利因素，同时在进行梯形图设计时充分利用PLC的软元件(如计时器、辅助继电器、定时器等)合理设计PLC输入、输出元件的状态监测程序，可屏蔽输入元件的误信号，防止输出元件的误动作，提高PLC控制电气系统的整机可靠性。 用PLC提高系统可靠性的方法具有经济、实用等特点，已经在卧式镗床PLC控制系统中获得了成功应用，实现设备改造与生产过程自动化，提高劳动生产率，改善企业管理，提高了企业经济效益。 参考文献 1、可编程控制器应用技术 廖常初 重庆：重庆大学出版社1992 2、电气传动自动化技术手册 北京：机械工业出版社1992