PLC控制系统设计概要

学习PLC的最终目的是能把它应用到实际控制系统中去。若遇到实际的工业控制项目，需用PLC进行控制，应如何着手去设计一个控制系统？
一、 PLC控制系统设计的基本原则
任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产过程）的工
艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本：
1. 最大限度地满足被控对象的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究，搜集资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。
2. 在满足控制要求的的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维修方便。
3. 保证控制系统的安全、可靠。
4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有余地。
二、 PLC控制系统设计的基本内容
PLC控制系统是由PLC与用户输入、输出设备连接而成的。因此，PLC控
制系统的基本内容包括如下几点：
1. 选择用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关和传感器等、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。这些设备属于一般的电气元件，自选择方法请参考其他有关资料。
2. PLC的选择。PLC是PLC控制系统的核心部件，对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要作用。
选择PLC，应包括机型、容量、I/O点数（模块）、电源模块以及特殊功能模块的选择等。
3. 分配I/O点，绘制电气连接接口图，并考虑必要的安全保护措施。
4. 设计控制程序。梯形图、语句表（可由编程软件自动转换或直接编写）、控制系统流程图等。
控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常、安全可靠的关键，因此控制程序的设计必须经过反复调试、修改，直到满足为止。
5. 必要时还需设计控制台（柜）。
6. 编制系统的技术文件。包括说明书、电气图及电气元件明细表等。
传统的电气图，一般包括电气原理图、电器布置图及电气安装图。在PLC控制系统中，这些图可统称为“硬件图”。它在传统的电气图的基础上增加了PLC部分，所以，还应增加PLC的I/O输入、输出电气连接图（即I/O硬件接线图）。
此外，在PLC 控制系统中，电气图还应包括程序图（梯形图），可以称之为“软件图”，便于用户在生产发展过程或工艺改进时修改程序，或维修时分析和排除故障。
三、 PLC控制系统设计的一般步骤
PLC控制系统设计的一般步骤见以下流程图：
1. 流程图功能说明
（1） 根据生产的工艺过程分析控制要求：需要完成的动作（动作顺序、动作条件及必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动；连续、单周期、单步等）
（2） 根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备，据此确定PLC的I/O点数
（3） 选择PLC（考虑性价比等）
（4） 分配PLC的I/O点，设计I/O电气接口连接图（也可结合第2步进行）
（5） 进行PLC的程序设计，同时可进行控制台（柜）的设计和现场施工
在设计传统的继电器控制系统时，必须在控制线路（接线等）设计完成后，才能进行控制台（柜）的设计和现场施工。由此可见，可减少整个工程的施工量并大大缩短施工周期。
2. PLC程序设计步骤
（1） 对于较复杂的控制系统，需绘制系统流程图，明确给出动作的顺序和
条件
（2） 设计梯形图（并程序清单）。这是比较困难的但也是关键的一步。要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的基础及实践经验。
（3） 程序输入PLC并检查输入是否正确
（4） 调试和修改直至满足要求
（5） 控制台（柜）及现场施工完成后，即可进行联机调试，直至满足生产要求。
（6） 编制技术文件
（7） 交付使用