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機械廠摘要：本文論述了可編程控制系統(tǒng)的可靠度計算，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)過程的自動化程度越高，對整個系統(tǒng)的可靠性要求也就越高?？删幊炭刂破鞅旧砜煽啃院芨撸M成的控制系統(tǒng)由于工作在工業(yè)環(huán)境下有時會出現(xiàn)一些問題。在我們處理這些問題和設(shè)計系統(tǒng)時應(yīng)對系統(tǒng)可靠度事先有一些認(rèn)識。1.可靠度的計算系統(tǒng)可靠度計算主要是為了設(shè)計選型時做比較和參考，系統(tǒng)單位時間內(nèi)出現(xiàn)失效或者

2、故障的次數(shù)λ稱為故障率，將系統(tǒng)連續(xù)工作到t時刻的概率R(t)稱為可靠度，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)有幾個獨立部分“串聯(lián)”而構(gòu)成時當(dāng)其中一部分失效就會造成整個系統(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，并聯(lián)方式如圖２所示。一臺處理器進入控制的全過程，即輸入與輸出都起作用，而另一臺僅有輸入過程，屏蔽輸出過程；其可靠度計算為：R(t)=eλt[2eλt]=1(1R)MTBF=32λ32.3損耗期故障系統(tǒng)經(jīng)長時間運行進入損耗故障期，這一時期故障率開始上升，構(gòu)成系統(tǒng)的部件開始老

4、化、壽命衰竭而導(dǎo)致系統(tǒng)失常。在實踐經(jīng)驗中把這一部分稱為“易損件”，如果事先能知道，檢查和發(fā)現(xiàn)及時，更換了某些部件，整個系統(tǒng)就能平安運行。例如個人計算機易損部件是硬盤和CRT顯示屏幕及操作鍵盤中的某些按鍵失靈，這類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可編程控制器組成的生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的壽命，在系統(tǒng)設(shè)計和生產(chǎn)使用階段要對本系統(tǒng)的設(shè)計消耗