随着社会经济的迅猛发展，石油工业规模也在不断扩大，自动化水平逐步提升，加之强电磁场、强腐蚀、高粉尘、高低温剧烈变化等因素，PLC控制系统也得到了更为广泛的应用，但同时对该控制系统的要求也变得更高。对PLC控制系统而言，其本身软硬件上已经采用了大量抗干扰措施，可直接用于工业环境中，但现阶段应用环境的复杂性越来越高，对PLC控制系统的运行可靠性提出了新的要求。
1、影响石油PLC控制系统可靠性相关因素
对于影响PLC控制系统可靠性的因素主要包括：一，来自空间的辐射干扰——主要产生于电力网络和电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等，辐射干扰的分布非常复杂，一方面来自于直接对PLC内部的辐射，导致电路感应产生干扰，另一方面来自于对PLC通信网络的辐射，从而由通信线路的感应引入干扰，而辐射干扰的大小，主要受到工作现场设备的布置以及设备本身所产生的电磁场频率的影响；二，来自电源的干扰——由于电源引入所造成的干扰，引起电网内部变化，只能通过更换隔离性能更好的电源才能解决该问题；三，信号线引入的干扰——一种是通过变速器供电电源或者共用信号仪表的供电电源串入，所导致的电网干扰。另一种是信号线收到空间内电磁辐射感应的干扰，导致信号工作异常，引起元器件损伤；四，来自接地线系统混乱的干扰——错误的接地会导致数据混乱，信号被严重干扰，使得系统无法工作；五，来自PLC系统内部的干扰——包括逻辑电路相互辐射、模拟地与逻辑地的相互影响、元器件间互相不匹配等带来的干扰。
2、简述PLC及硬件电路
PLC是转为工业控制而设计的，其本身具备的多层抗干扰和精选元件措施，能够使其在恶劣的工业环境中与强电一起工作的情况下，仍能保持较高的稳定性与可靠性。PLC的使用环境温度应在0~55℃，避免太阳直射的同时，安装位置要远离发热量大的器件，保持充足的散热空间和良好的通风条件，若PLC安装位置有强烈震动源，则需要采取适当的减震措施。PLC本身具有较强的抗干能力，通常情况下，只要将PLC电源和动力电源分开配线，采取交流净化稳压电源供电方式，能够有效抑制来自电源线的干扰，而良好的接地也是保证PLC可靠运行的关键条件。PLC的输入设备，其开关量输入信号，常使用按钮、选择开关、行程开关、限位开关、接触器或继电器的常开、常闭触点等，PLC的输出包括继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出三种，应根据负载要求来决定具体使用哪种输出形式。
3、PLC控制系统的可靠性措施
3.1硬件抗干扰措施
对于PLC控制系统而言，影响其可靠性运行的干扰因素的形成，应同时具备三要素，即干扰源、耦合通道和对干扰敏感的受扰体。对此，PLC系统的抗干扰原则，首先是抑制干扰源，其次是破坏干扰通道，最后是提高受扰体的抗干扰能力。为了提高PLC控制系统的可靠性措施，首先要使用硬件抗干扰技术，不仅能够有效抑制干扰源，还能够及时阻断干扰传输通道。其一，在电源的选择上，应选择隔离性能较高的隔离变压器，对于变送器和共用信号仪表的供电，要选择分布电容小且抑制带大的配电器。其二，输入输出的保护，应采用数字传感器，将传统模拟传感器数字化，能够有效增强脉冲量的抗干扰能力，也要对输出通道进行电气隔离，利用光耦合隔开两个电路中的地环，使得两个电路都有各自的低点为基准，保证二者处于相互独立位置，模拟量的输入输出应采用V/F 、F/V转换器，对噪声或变化的输入信号进行平滑。其三，完善接地系统，接地作为抑制噪声和抗干扰的主要方法，应合理布置底线系统，将数字电路中的逻辑地线、模拟电路的模拟地线、继电器、电动机等噪声低线和屏蔽地线等分开布置，并保持合理距离。单点接地与多点接地的选择，若信号工作频率超过1MHz时，应选择一点接地，若工作频率超过10MHz时，应选择多点接地，若工作频率在1~10HMz时，则要考虑实际情况来选择合适的接地法，在此过程中应保证接地线尽量加粗，才能有效减小接地阻抗；其四，PLC自身的改进，首先要选用脉冲小、稳定性高的直流电源，使用铜导线连接，有效减少压降，还要选用性能佳的芯片，能够满足抗冲击力、震动、温度变化等特殊要求最好。此外，要妥善处理不使用的集成电路端子，要避免平行走线，印刷版的电源地线要呈网状结构，电源的正负极走线应尽量保持靠近。整机的防干扰措施，在现场所安装的PLC要用金属盒屏蔽，保持固定在铜板上的PLC与操作台之间用绝缘层隔离，铜板也要可靠接地。
3.2软件抗干扰措施
提高PLC控制系统可靠性的软件措施，包括以下几方面：一，要提高输入输出信号的可靠性，采用开关型传感器信号的“去抖动”措施、数字滤波和指令冗余，保证触点的稳定断开和闭合，对模拟信号提取最接近真实值的数据，在较短周期内将数据重复输出，有效避免产生误动作；二，信息的保护和修复，保证偶发性故障不会破坏PLC的信息，一旦检测到故障条件，立即将现状态存入存储器，并将其封闭，待外界环境正常后，便可直接恢复到之前状态继续工作；三，设置互锁功能，通过将两个接触器的常闭辅助触点互相串接于彼此线圈控制回路中，能够有效增强系统可靠性。
经过上述分析与探究，可将PLC系统的干扰源根据其来源分为内部干扰与外部干扰。其中，内部干扰是指元器件布局不合理、线路中存在的电容性元件所引起的寄生振荡，以及对数字地、模拟地和系统地的不当处理等；外部干扰源主要为供电电源电压波动、高次谐波干扰、开关通断所形成的的高低频干扰、动力强电信号产生感应电势所引起的干扰、其它设备通过电容耦合串入所引起的干扰等，以及浪涌电压、高频加热器、杂乱的无线电波信号、电源电压的波动、高频淬火设备等，都是导致PLC出现错误动作的典型干扰源，要想提高PLC系统的可靠性，就必须要针对这些干扰源进行有效防范，采取有效应对措施，才能够提高PLC控制系统的可靠性。
综上所述，由于PLC控制系统的可靠性设计，在系统设计中占据主要地位，在实际设计中也必须要根据应用系统的特点，选择可靠性设计技术和抗干扰方法，真正提高该系统的整体抗干扰能力和可靠性。由此可见，PLC控制系统的可靠性，不仅在于其本身硬件质量高低，还与周边其他设备的质量、硬件安装方式、软件编制等方面息息相关，如何有效提高PLC控制系统对外界环境的抗干扰能力，就必须要对自身硬件、硬件配置进行优化与升级，切实提高系统软件对不同工艺、设备情况等作出合理判断，在实践中不断改进与完善，才能确保PLC控制系统能够长期、稳定、可靠的运行。
参考文献：
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