PLC可编程控制器系统设计的方法和流程

一、问题明确提出

PLC最主要是运用于自动化技术控制技术中，怎样综合性地应用前边学过知识要点，依据具体工程项目规定有效电容量自动控制系统，在这里详细介绍构成程序控制器自动控制系统的一般方式。

二、PLC可编程控制器控制系统设计的主要流程

1．系统开发的具体内容

（1）拟定控制系统设计的工艺标准。技术性标准一般以设计说明书的类型来明确，它是所有设计的根据；

（2）挑选过程控制系统方式和电机、真空电磁阀等执行器；

（3）选中PLC的型号规格；

（4）编写PLC的键入/导出分派表或制作键入/导出接线端子接线方法；

（5）依据控制系统的规定编辑软件规格说明书，随后再用对应的计算机语言（常见plc梯形图）开展编程设计；

（6）掌握并遵循客户人格心理学，高度重视工业触摸屏的设计方案，提高人和设备中间的友好关联；

（7）设计方案工作台、电气控制柜及非标家用电器元构件；

（8）撰写设计说明和使用手册；

依据具体内容，以上具体内容可适度调节。

2．系统开发的主要流程

PLC可编程控制器软件系统设计方案与调节的首要流程，

（1）深入了解和剖析被测目标的技术标准和操控规定

a．被测目标便是可控的机械设备、电器设备、生产流水线或生产过程。

b．操纵规定关键指操纵的主要方法、应进行的姿势、全自动工作中反复的构成、必需的维护和互锁等。对较比较复杂的自动控制系统，还可将操纵每日任务分为好多个单独一部分，这类可由繁化简，有益于程序编写和调节。

（2）明确I/O机器设备

依据被测目标对PLC控制系统软件的基本功能规定，明确系统软件所需要的使用者键入、外部设备。常见的输出设备有按键、切换开关、限位开关、感应器等，常见的外部设备有电磁阀、交流接触器、显示灯、真空电磁阀等。

（3）挑选适宜的PLC种类

依据已确认的客户I/O机器设备，统计分析需要的键入信息和输入输出信息的等级，挑选适宜的PLC种类，包含型号的挑选、容积的挑选、I/O控制模块的挑选、电源模块的选择等。

（4）分派I/O点

分配PLC的输出点，编写出键入/导出分派表或是画出键入/导出接线端子的接线方法。然后九可以开展PLC编程设计，与此同时可开展控制箱或工作台的设计方案和施工现场工程施工。

（5）设计方案软件系统plc梯形图程序流程

依据工作中作用数据图表或情况流程表等制定出plc梯形图即程序编写。这一步是全部软件系统设计方案的最关键工作中，也是非常艰难的一步，要设计好plc梯形图，最先要十分了解操纵规定，与此同时也要有一定的配电设计的社会经验。

（6）将程序输入 PLC

当应用简单单片机编程器将程序输入PLC时，必须先将plc梯形图转化成命令助记符，便于键入。当采用PLC可编程控制器的协助数控编程软件在电子计算机上程序编写时，可根据上下位机的联接电缆线将系统软件下载到PLC中去。

（7）开展软件性能测试

程序流程输入PLC后，应先开展检测工作中。由于在编程设计环节中，难免有疏忽的地区。因而在将PLC联接到当场机器设备上来以前，必不可少开展软件性能测试，以清除程序流程中的不正确，与此同时也为总体调节打好基础，减少总体校准的周期时间。

（8）软件系统总体调节

在PLC硬件软件设计方案和控制箱及实地作业结束后，就可以开展全部体系的联网调节，假如自动控制系统是由好多个部份构成，则应先作部分调节，随后再开展总体调节；假如管理程序的布局较多，则可先开展按段调节，随后再相互连接总调。调节中发觉的问题，要逐一清除，直到调节取得成功。

（9）编写技术性文档

系统软件技术性文档包含使用说明、电气原理图、家用电器施工平面图、电气元器件统计表、PLCplc梯形图。

三、PLC硬件系统设计方案

1．PLC型号规格的挑选

在做出控制系统计划方案的决定以前，要深入分析被测目标的调节规定，进而确定是不是采用PLC开展操纵。

在自动控制系统逻辑顺序较繁杂（必须很多小型继电器、时间控制器、计数等）、生产流程和商品改形较经常、必须开展数据整理和信息化管理（有数据信息计算、plc的操纵、PID控制等）、系统要求有较高的稳定性和可靠性、提前准备完成工厂自动化连接网络等情形下，应用PLC控制是很有必要的。

现阶段，世界各国很多的生产商给予了多种多样系列产品作用各不相同的PLC产品，使客户目不暇接、手足无措。因此全方位及时止损、有效地挑选型号才可以做到性价比高的目的。一般挑选型号要以达到系统功能必须为服务宗旨，不必盲目跟风急于求成，以防导致项目投资和机器设备資源的消耗。型号的选取可从下列一些层面来考虑到。

（1）对键入/导出点的挑选

盲目跟风挑选等级多的型号会产生一定消耗。

要先搞清除自动控制系统的I/O总等级，再按具体需要总等级的15～20％空出预留量（为操作系统的更新改造等留余地）后明确所需PLC的等级。

此外要留意，一些密度高的键入点的控制模块对与此同时接入的键入等级有限定，一般与此同时接入的键入点不能超过总键入点的60％；PLC每一个导出点的推动工作能力（A/点）也是有局限的，有的PLC其每点导出交流电的尺寸还随所加负荷工作电压的差异而异；一般PLC的容许导出电流量随工作温度的增高而有一定的减少等。在选用时要考虑到这种问题。

PLC的输入输出点可分成共点试、分类式和分隔式几类接线方法。防护式的每组导出点中间可以采取不一样的工作电压类型和额定电压，但这类PLC均值每点的价钱较高。假如导出数据信号中间不用防护，则应挑选前二种导出方法的PLC。

（2）对存储量的挑选

对客户存储量只有作简单的估计。在仅对开关量开展操纵的系统软件中，可以用键入总等级乘10字/点＋导出总等级乘5字/点来估计；计数/计时器按（3～5）字/个估计；在计算解决时按（5～10）字/量估计；在有模拟量输入/导出的系统软件中，可以按每键入/（或导出）一路plc约需（80～100）字上下的存储量来估计；在通讯解决时按每一个插口200字以上的总数粗略地估计。最终，一般按估计容积的50～100％留出裕量。对经验不足的设计师来说，挑选 容积时留出的余量要大点。

（3）对I/O响应速度的挑选

PLC的I/O响应速度包含键入电源电路延迟时间、导出电源电路延迟时间和扫描仪工作方式造成的延迟时间（一般在2～3个扫描仪周期时间）等。对开关量操纵的系统软件，PLC和I/O响应速度一般都能达到具体项目的规定，可无须考虑到I/O回应问题。但对plc操纵的系统软件、尤其是闭环控制系统软件就需要考虑到这个问题。

（4）依据输出负载的特性型号选择

不一样的负荷对PLC的输入输出形式有相对的规定。例如，经常导通的交流电流，应挑选电子管或可控硅导出型的，而不应取用电磁阀导出型的。但电磁阀导出型的PLC有很多优势，如关断压力降小，有隔离作用，价钱相比较划算，承担瞬间过压和过交流电的工作能力较强，其负荷工作电压灵便（可沟通交流、可直流电）且额定电压范畴大等。因此姿势不经常的交、直流电负荷可以挑选电磁阀导出型的PLC。

（5）对线上和线下程序编写的挑选

线下程序编写示指服务器和单片机编程器公用一个CPU，根据单片机编程器的方法切换开关来挑选PLC的程序编写、监管和运作运行状态。程序编写情况时，CPU只求单片机编程器服务项目，而不对施工现场完成操纵。专用型单片机编程器程序编写属于这样的事情。可视化编程就是指服务器和单片机编程器各有一个CPU，服务器的CPU进行对施工现场的操纵，在每一个扫描仪周期时间结尾与单片机编程器通讯，单片机编程器把改动的程序流程发送给服务器，在下一个扫描仪周期时间服务器将按新的流程对施工现场完成操纵。辅助设计程序编写既能完成脱机程序编写，也可以完成可视化编程。在线编程需购买电子计算机，并配备数控编程软件。选用哪一种程序编写方式应按照需要决策。

（6）根据是不是连接网络通讯型号选择

若PLC控制的系统软件必须联入工厂自动化互联网，则PLC必须有通讯连接网络作用，即规定PLC应具备联接别的PLC、上台电子计算机及CRT等的插口。大、中型机都是有通讯作用，现阶段绝大多数小型服务器也具备通讯作用。

（7）对PLC结构形式的挑选

在同样作用和同样I/O点信息的情形下，集成式比控制模块式价格便宜。但控制模块式具备作用拓展灵便，检修便捷（换控制模块），非常容易分辨常见故障等优势，要按现实须要挑选PLC的结构形式。

2．分派键入/导出点

一般键入点和输入数据信号、导出点和输入输出操纵是一一对应的。

分派好后，按系统设置的安全通道与触点号，分派给每一个键入信息和输入输出数据信号，即开展序号。

在个别情况下，也是有2个数据信号用一个键入点的，那般就应在连接键入点前，按逻辑顺序接上线（如2个接触点先串连或并接），随后再收到键入点。

（1）明确I/O安全通道范畴

不一样型号规格的PLC，其键入/导出安全通道的标准是不一样的，应按照选定PLC型号规格，查看相对的程序编写指南，决不可“弹冠相庆”。务必参考相关操作指南。

（2）部协助电磁阀

内部结构协助电磁阀不对外开放导出，不可以立即联接外界元器件，反而是在操纵别的电磁阀、计时器/计数时作数据储存或数据处理方法用。

从作用上讲，内部结构协助电磁阀等同于传统式电器柜中的小型继电器。

未分派组件的键入/导出电磁阀区及其未应用1：1连接时的链接电磁阀区等均可做为内部结构协助电磁阀应用。依据编程设计的必须，应科学安排PLC的内部结构协助电磁阀，在设计说明中应详尽列举各内部结构协助电磁阀在系统中的主要用途，防止多次重复使用。参考相关操作指南。

（3）分派计时器/计数

PLC控制系统设计的七大步骤，看完记得点个赞

在上一篇文章中给大家分享了（点击回顾：你一定要学的，PLC控制系统设计的基本原则 ），这一次就分享一下PLC控制系统设计的步骤吧。

这也是我们在设计的过程中的关键，按照这样的步骤来进行设计，能够达到事半功倍的效果哦~下面我们就开始吧。

第一步：分析被控对象并提出控制要求

系统规划是设计的第一步，包括确定控制方案与总体设计两个部分，确定控制系统方案时，应该首先明确控制对象所需要实现的动作与功能，然后详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案。

第二步：确定输入/输出设备并分配I/O点

根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备(如：按钮、位置开关、转换开关及各种传感器等)和输出设备

(如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等)，从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数，进行IO分配，画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表。

第三步：硬件配置

根据要求确定配置要求，选择PLC型号、规格，确定I/O模块的数量和规格，确定是否选择特殊功能模块，是否选择人机界面、伺服、变频器等等。

第四步：设计PLC外围硬件线路

根据总体方案完成电气控制原理图，并画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入可编程控制器的控制电路等。PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。

第五步：程序设计

1.程序设计

程序设计应该根据所确定的总体方案与以及完成的电气原理图，按照所分配好的IO地址，去编写实现控制要求与功能的PLC用户程序，注意采用合适的设计方法来设计PLC程序。

程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统指定的功能。

除此之外，程序通常还包括以下内容：

1)初始化程序。在PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。

2)检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成时再添加。

3)保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分，必须认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱。

2.程序模拟调试

在程序设计完成之后，一般应通过PLC编程软件所自带的自诊断功能对PLC程序进行基本的检查，排除程序中的错误。在有条件的情况下，应该通过必要的模拟仿真手段，对程序进行模拟与仿真试验。对于初次使用的伺服驱动器、变频器等设备，可以通过检查运行的方法，实现进行离线调整和测试，以缩短现场调试的时间。

第六步：系统调试

PLC的系统调试是检查、优化PLC控制系统硬件、软件设计，提高控制系统安全可靠性的重要步骤。现场调试应该在完成控制系统的安装、连接、用户程序编制后，按照调试前的检查、硬件测试、软件测试、空运行试验、可靠性试验、实际运行试验等规定的步骤进行。以简单的话来说就是，调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。

第七步：整理和编写技术文件

在设备安全、可靠运行得到确认之后，设计人员可以着手进行技术文件的编制工作，比如说修改电气原理图、连接图；

编写设备操作、使用说明书;备份PLC用户程序;记录所进行过的调整、设定参数等等。注意电气原理图、用户程序、设定的参数等必须是调试完成后的最终版本哦~

这就是PLC控制系统设计的七大步骤，你掌握系统设计的流程吗？之后如果让你去做一个自动化控制项目的设计，你就可以按照这样的步骤去进行设计哦。

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(技成培训网原创，作者：蔡慧荥，未经授权不得转载，违者必究)

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