可編程控制系統(tǒng)的可靠性分析

1、1可編程控制系統(tǒng)的可靠性分析王艷海山西平陽(yáng)機(jī)械廠摘要：本文論述了可編程控制系統(tǒng)的可靠度計(jì)算，故障特性，故障分布及處理方法。關(guān)鍵詞：可編程控制器可靠性生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度越高，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性要求也就越高。可編程控制器本身可靠性很高，但組成的控制系統(tǒng)由于工作在工業(yè)環(huán)境下有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。在我們處理這些問(wèn)題和設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)對(duì)系統(tǒng)可靠度事先有一些認(rèn)識(shí)。1.可靠度的計(jì)算系統(tǒng)可靠度計(jì)算主要是為了設(shè)計(jì)選型時(shí)做比較和參考，系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)失效或者

2、故障的次數(shù)λ稱(chēng)為故障率，將系統(tǒng)連續(xù)工作到t時(shí)刻的概率R(t)稱(chēng)為可靠度，二者關(guān)系為R(t)=eλt1.1串聯(lián)結(jié)構(gòu)的可靠度控制系統(tǒng)有幾個(gè)獨(dú)立部分“串聯(lián)”而構(gòu)成時(shí)當(dāng)其中一部分失效就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的失效如圖1所示。Ａ１表示電源，Ａ２為中央處理器，Ａ３為擴(kuò)展箱的通訊或遠(yuǎn)程Ｉ／Ｏ掃描適配器，Ａ４表示遠(yuǎn)程Ｉ／Ｏ機(jī)箱上輸入、輸出模板的總合。由Ａ1、A２、Ａ３、Ａ４構(gòu)成的系統(tǒng)其可靠度為：R(t)=R1(t)R2(t)R3(t)R4(t)=eλ1teλ2

3、teλ3teλ4t=eλtλ=λ1λ2λ3λ4其平均故障間隔時(shí)間（平均壽命）為:ＭＴＢＦ１／λ。１.2并聯(lián)結(jié)構(gòu)的可靠度A21、A２２為中央處理器，兩種并聯(lián)作冗余系統(tǒng)時(shí)，并聯(lián)方式如圖２所示。一臺(tái)處理器進(jìn)入控制的全過(guò)程，即輸入與輸出都起作用，而另一臺(tái)僅有輸入過(guò)程，屏蔽輸出過(guò)程；其可靠度計(jì)算為：R(t)=eλt[2eλt]=1(1R)MTBF=32λ32.3損耗期故障系統(tǒng)經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行進(jìn)入損耗故障期，這一時(shí)期故障率開(kāi)始上升，構(gòu)成系統(tǒng)的部件開(kāi)始老

4、化、壽命衰竭而導(dǎo)致系統(tǒng)失常。在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中把這一部分稱(chēng)為“易損件”，如果事先能知道，檢查和發(fā)現(xiàn)及時(shí)，更換了某些部件，整個(gè)系統(tǒng)就能平安運(yùn)行。例如個(gè)人計(jì)算機(jī)易損部件是硬盤(pán)和CRT顯示屏幕及操作鍵盤(pán)中的某些按鍵失靈，這類(lèi)故障只要更換部件即可。PLC控制系統(tǒng)經(jīng)常應(yīng)用于間歇式投產(chǎn)使用，某些情況下注意檢查備份用戶軟件及更換鋰電池。3.可編程控制系統(tǒng)的故障分布為了延長(zhǎng)可編程控制器組成的生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)的壽命，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)使用階段要對(duì)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)消耗