PLC系统设计的基本步骤

了解PLC

可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

熟悉基本步骤

系统设计的主要内容：

拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据;

选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构;

选定 PLC 的型号;

编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图;

根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言(常用梯形图)进行程序设计;

了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系;

设计操作台、电气柜及非标准电器元部件;

编写设计说明书和使用说明书; 根据具体任务，上述内容可适当调整。

系统设计的基本步骤 ：

可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤，如图 1 所示。

图1 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤

1、深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求。

a .被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。

b .控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。

2、确定 I/O 设备

根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

3、选择合适的 PLC 类型 ：

根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。

4、分配 I/O 点

分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着就可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。

5、设计应用系统梯形图程序

根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，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实践经验。

6、将程序输入 PLC

当使用简易编程器将程序输入 PLC 时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到 PLC 中去。

7、进行软件测试

程序输入 PLC 后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。

8、应用系统整体调试

在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试;如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。

9、编制技术文件

系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。

PLC 型号的选择

在控制系统逻辑关系较复杂(需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等)、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理(有数据运算、模拟量的控制、PID 调节等)、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。

学习PLC除了学习一些基本的编程知识和理念，更应该学习的是各个厂家解决问题的思路。目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC产品，但是思维方式的不同导致各系列PLC处理问题的思路也不尽相同，所以初学者最好能对各品牌PLC的区别能有所了解，学习中才能对出现的问题有明显的解决思路。

审核编辑：汤梓红