由内至外，4招教你设计一个完整的PLC应用系统

设计一个完整的PLC应用系统一般包括项目分析、PLC硬件选型、程序设计和调试等几个步骤。项目分析需要对项目的生产工艺、工作环境、硬件需求和控制要求等方面进行全面分析。这项工作是整个系统设计的基础。如果前期项目分析不到位，将会造成后面硬件选型不准确，导致工程延期。

一、项目分析

1．项目分析

　　

工程技术人员首先要对工程项目进行分析，即项目工程的控制流程和每个流程的控制类型，并对整个项目可能出现问题做出预判。

　　

（1）分析控制流程。分析控制流程时，建议绘制相关的控制流程图，清晰的标注每一步工作的内容和到下一步的条件。

　　

（2）分析控制类型和预估PLC选型所需参数。一般PLC适用于四种控制类型，即顺序控制，过程控制，运动（或位置）控制和网络通信等。工程技术人员在分析控制要求后，根据绘制的控制流程图，将每个控制流程的控制类型进行分类，再根据项目的复杂程度将组合出控制类型，因此前期准确地分析每一步的控制类型，将有助于选型的准确和问题的预估。

　　

在分析项目控制类型的同时，工程技术人员还要预估PLC选型所需要的重要参数值。如顺序控制中的I/O点数；若使用编码器，要根据编码器的参数计算其输出脉冲的频率值，进而换算成PLC高速计数的脉冲频率。再如，过程控制中模拟量数和模拟量精度、运动控制中PLC对于伺服驱动器反馈信号的响应速度和PLC高速脉冲输出的数量，以及在网络通信时，所选PLC是否支持相应的网络类型等参数。

　　

2．预估可能出现的问题

　　

对于可能出现问题的预估是工程分析中较难的环节。这不仅需要工程技术人员对现场的工作环境和整个项目控制难点能够较好地把握，还要对可能出现的突发情况和危险具有前期预判。

　　

（1）设备工作环境的把握。工程人员需要对生产环境有较全面的认识。如纺织机械所处工作环境的空气湿度高、振动较大，所以设计PLC系统时要做好防震处理。又如建材加工厂的环境温度比较高，并且有很大的粉尘和较强的静电，因此工程技术人员要在保证电气控制柜通风良好的前提下，进一步做好防尘和除静电处理。

　　

设备工作环境的把握不仅仅局限于物理的环境，随着PLC应用的深入，更需考虑人员因素。如设备操作人员的素质较低时，需要开发较为简练的设备操作界面。

　　

（2）项目难点的预期。项目难点的预期其实就是对项目核心问题的把握。如喷气织机设备的控制核心就是如何快速有序地控制电磁阀，利用压缩空气的摩擦力来牵引纬纱穿过纺织梭，完成纺织的引纬工作，这需要PLC具有非常快的响应速度。在确定项目难点后，工程技术人员可以根据难点来对PLC进行选型。从整个项目的角度出发，项目的难点就是系统设计的特点，也是PLC选型的方向。

　　

（3）项目危险的前期预估。在项目设计前期，工程技术人员需对本项目可能出现的危险情况进行预判。如顺序控制或运动控制中调试设备时对于误动作的防护；在过程控制中，测试时是否有高压，高温或者有毒有害物质以及相关的防护措施。在项目设计前期对危险进行预估有助于加强工程技术人员的安全意识。

 

二、PLC硬件选型

　　

PLC的选型是工程技术人员根据前期项目分析和项目难点的预期来选择合适PLC，主要依据以下原则。

　　

1．先特殊后一般原则

　　

根据工程经验，大多数工程项目中制约PLC选型的因素主要集中在几个关键点上，所以应遵循先特殊后一般的原则选择PLC。

　　

所谓特殊即项目有哪些特殊的控制要求，不同控制类型有着不同的首要制约因素。如顺序控制中，CPU的程序容量和I/O点的扩展能力为PLC选型的主要因素。过程控制中，则以控制模拟量的数量和模拟量的精度作为出发点进行选型。在较为简单的运动控制中，PLC需要接收来自现场编码器送回的位置信号并相应地发出一定频率的脉冲来控制伺服电机，因此PLC处理数据的速度、输入端接收高速脉冲的能力和输出端高速脉冲的发送能力将成为PLC选型的首要因素。而在大型复合项目中，需使用不同的PLC组网，因此PLC支持的网络类型则成为PLC选型的首要因素。

　　

工程技术人员需按照本项目的核心需求，将不同的控制要求按照从特殊到一般的顺序进行排列，如此选型将事半功倍，更可降低工程的整体难度。

　　

2．由下至上原则