PLC应用系统设计及实例

　　应用系统设计概述

　　在了解了PLC的基本工作原理和指令系统之后，可以结合实际进行PLC的设计，PLC的设计包括硬件设计和软件设计两部分，PLC设计的基本原则是：

　　1. 充分发挥PLC的控制功能，最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要求。

　　2. 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统经济、简单，维修方便。

　　3. 保证控制系统安全可靠。

　　4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数和内存容量上适当留有余地。

　　5. 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。

　　PLC控制系统的设计内容

　　（1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。

　　（2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。

　　（3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。

　　（4）分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O硬件接线图。

　　（5）编写程序并调试。

　　（6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。

　　（7）编写设计说明书和使用说明书。

　　1. PLC的硬件设计

　　PLC硬件设计包括：PLC及外围线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。

　　选定PLC的机型和分配I/O点后，硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设计，电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC的I/O接线和自动、手动部分的详细连接等。电器元件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

　　2. PLC的软件设计

　　软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助程序的设计，小型开关量控制一般只有主程序。首先应根据总体要求和控制系统的具体情况，确定程序的基本结构，画出控制流程图或功能流程图，简单的可以用经验法设计，复杂的系统一般用顺序控制设计法设计。

　　3. 软件硬件的调试

　　调试分模拟调试和联机调试。

　　软件设计好后一般先作模拟调试。模拟调试可以通过仿真软件来代替PLC硬件在计算机上调试程序。如果有PLC的硬件，可以用小开关和按钮模拟PLC的实际输入信号（如起动、停止信号）或反馈信号（如限位开关的接通或断开），再通过输出模块上各输出位对应的指示灯，观察输出信号是否满足设计的要求。需要模拟量信号I/O时，可用电位器和万用表配合进行。在编程软件中可以用状态图或状态图表监视程序的运行或强制某些编程元件。

　　硬件部分的模拟调试主要是对控制柜或操作台的接线进行测试。可在操作台的接线端子上模拟PLC外部的开关量输入信号，或操作按钮的指令开关，观察对应PLC输入点的状态。用编程软件将输出点强制ON/OFF，观察对应的控制柜内PLC负载（指示灯、接触器等）的动作是否正常，或对应的接线端子上的输出信号的状态变化是否正确。

　　联机调试时，把编制好的程序下载到现场的PLC中。调试时，主电路一定要断电，只对控制电路进行联机调试。通过现场的联机调试，还会发现新的问题或对某些控制功能的改进。