7.1.1 PLC控制可靠性概念

1.PLC可靠性

可靠性是指元件、器件、设备或系统，在规定的条件下与规定的时间内，所能完成的规定功能。而规定的条件、规定的时间及规定功能与具体的对象有关。随之也有不同的量化指标。

PLC是可修复的产品，常用平均故障间隔时间MTBF（Mean Time Between Failure）及平均修复时间MTTR（Mean Time To Repair）评价它的可靠性指标。

因为PLC使用的有效度A（Availability）与两个时间是密切相关的。见下式：

A=MTBF/（MTBF+MTTR）

式中 A——有效度；

MTBF——平均故障间隔时间；

MTTR——平均修复时间。

显然，A值越大越好，它可使PLC系统得到充分的利用。而从上式可知，MTBF越大，MT-TR越小，则A越大。所以PLC的可靠措施都是围绕提高MTBF及降低MTTR值进行的。

增加平均故障间隔时间，主要是厂商的工作。厂商不断地改进PLC的硬件及操作系统，取得了很大进步。像CPU这样复杂的模块，现在，这个时间已从5万小时提高到近70万小时。内存模块甚至可达120多万小时。这是很可观的。

增加平均故障间隔时间，对用户而言，主要是严格按规定的条件正确使用PLC。确保达到厂商规定使用时间。

为减少平均修复时间，PLC厂商也做了很多努力，已为用户创造了很多条件。用户则应充分利用好这些条件，减少平均修复时间。

例如PLC有很多指示灯及存于内部的出错标志。如出现故障，可利用它们判断故障原因，甚至故障定位。

再如，当出现故障时，有的PLC有故障记录。可用其了解故障出现的时间、条件，进而判断故障原因，甚至故障定位。

一旦故障原因清楚，故障能定位到模块，维修是很简单的。更换有问题的模块就可以了。

所以PLC自身的可靠性是有保证的。对用户讲，正确使用PLC，充分利用厂商提供的可靠性的保证条件也就够了。

2.PLC控制可靠性

PLC控制可靠性是指PLC与其被控对象结合，组成系统的可靠性。系统的目的也是在规定的条件下与规定的时间内能完成规定功能。

PLC可靠不等于PLC控制系统可靠。PLC控制系统比单独的PLC复杂。系统复杂，出现故障的可能性就大。可靠性将降低。

PLC控制系统不是PLC及其被控对象简单地相加，而是两者有机的结合。结合得好，才可靠。

PLC控制系统也不等于PLC及其被控对象全面结合，只是与实施控制有关的才需要结合。主要是系统的传感器，操纵器。前者与PLC的输入有关，后者与PLC的输出有关。

结合好的关键一是系统要配置好，要提高构成系统的各元件本身及协调工作的可靠性。另一是程序要设计好，充分利用好硬件条件，确保系统可靠。

系统配置主要是硬件问题。程序设计则是这里要介绍的内容。设计程序，以确保系统可靠是我们追求的目标。

为了系统可靠，PLC控制必须可靠，必须做到3点：

（1）尽量避免出故障：用可靠的硬件配置及程序设计，避免系统出故障，以增加系统的平均无故障间隔时间。

（2）避免灾难性故障：即使系统出故障，应通过应急程序控制这个故障。力求避免故障扩大，以避免出现灾难性故障。

（3）便于进行故障诊断：出了故障要有故障记录。这类似于飞机上的“黑匣”，有了它便可进行故障诊断、定位，以减少排故时间。

提示：PLC故障也称错误或出错。以下的讨论，这几个词基本上是对等的。