编写PLC程序？这几点很重要！实例讲解如何设计PLC控制系统

PLC在工业控制中的应用

1 PLC控制系统设计步骤

2 PLC在机床控制中的作用

3 PLC在化工生产过程中的应用

4 PLC在集选控制电梯中的应用

5 PLC随动控制系统中的应用

1 PLC控制系统设计步骤

(1)系统设计的主要内容

① 拟定控制系统设计的技术条件

② 选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构

③ 选定 PLC 的型号

④ 编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图

⑤ 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

⑥ 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

⑦ 设计操作台、电气柜及非标准电器元部件

⑧ 编写设计说明书和使用说明书

2、PLC 硬件系统设计

(1) PLC 型号的选择

① 对输入 / 输出点的选择

② 对存储容量的选择

③ 对 I/O 响应时间的选择

④ 根据输出负载的特点选型

⑤ 对在线和离线编程的选择

⑥ 据是否联网通信选型

⑦ 对 PLC 结构形式的选择

(2)分配输入 / 输出点

① 确定 I/O 通道范围

②确定内部辅助继电器

③ 分配定时器 / 计数器

3、PLC 软件系统设计方法及步骤

(1) PLC 软件系统设计的方法

① 图解法编程

a. 梯形图法

b. 逻辑流程图法

c. 时序流程图法

d. 步进顺控法

② 经验法编程

③ 计算机辅助设计编程

(2) PLC 软件系统设计的步骤

① 对系统任务分块

② 编制控制系统的逻辑关系图

③ 绘制各种电路图

④ 编制 PLC 程序并进行模拟调试

⑤ 制作控制台与控制柜

⑥ 现场调试

⑦ 编写技术文件并现场试运行

注意事项

控制单元输入端子接线

1 输入线尽可能远离高压线和动力线等干扰源

2 不能将输入设备连接到带“ . ”端子上

3 交流型 PLC 的内藏式直流电源输出可用于输入；直流型 PLC 的直流电源输出功率不够时，可使用外接电源

4 切勿将外接电源加到交流型 PLC 的内藏式直流电源的输出端子上

5 切勿将用于输入的电源并联在一起，更不可将这些电源并联到其他电源上

控制单元输出端子接线

1 输出线尽可能远离高压线和动力线等干扰源

2 不能将输出设备连接到带“ . ”端子上

3 各“ COM ”端均为独立的，故各输出端既可独立输出，又可采用公共并接输出。当各负载使用不同电压时，采用独立输出方式；而各个负载使用相同电压时，可采用公共输出方式.

4 当多个负载连到同一电源上时，应使用型号为 AFP1803 的短路片将它们的“ COM ”端短接起来

5 若输出端接感性负载时，需根据负载的不同情况接入相应的保护电路。在交流感性负载两端并接 RC 串联电路；在直流感性负载两端并接二极管保护电路；在带低电流负载的输出端并接一个泄放电阻以避免漏电流的干扰。以上保护器件应安装在距离负载 50cm 以内.

6 在 PLC 内部输出电路中没有保险丝，为防止因负载短路而造成输出短路，应在外部输出电路中安装熔断器或设计紧急停车电路；

实例; PLC在机床控制中的作用

工艺要求;四工位组合机床由四个工作滑台，各带一个加工动力头，组成四个加工工位。除了四个加工工位外，还有夹具、上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四部分。工艺要求为有上料机械手自动上料，机床的四个加工动力刀头同时对一个零件进行加工，一次完成一个零件，通过下料机械手自动取走加工完的零件。要求具有全自动、半自动、手动三种工作方式。

下图是组合机床控制系统全自动工作循环和半自动工作循环式的状态流程图。图中S2是初始状态，驱动它的条件是各滑台、各辅助装置都处在原位，夹具为松开状态，料道有待加工零件且润滑系统工作正常。

组合机床自动工作状态流程图

组合机床全自动和半自动工作过程;

1 上料;按下启动按钮，上料机械手前进，将零件送到夹具上，夹具加紧零件。同时进料装置进料，之后上料机械手退回原位，放料装置退回原位

2 加工;四个工作滑台前进，四个加工动力头同时加工，洗端面、打中心孔。加工完成后，各工作滑台退回原位

3 下料;下料机械手向前抓住零件，夹具松开，下料机械手退回原位并取走加工完的零件。

这样就完成了一个工作循环。如果选择了预停，则每个循环完成后，机床自动停在原位，实现半自动工作方式；如果不选择预停，则机床自动开始下一个工作循环，实现全自动工作方式。

PLC的选型;

四个工位组合机床电气控制系统有输入信号42个，输出信号27个，均为开关量。其中外部输入元件包括：17个检测元件、24个按钮开关、1个选择开关；外部输出元件包括：16个电磁阀、6个接触器、5个指示灯。

根据I/O信号的数量、类型以及控制要求，同时考虑到维护、改造和经济等诸多因素，决定选用FX2N -64MR主机和一个输出扩展单元FX-16EX，这样共有48个输入点，输出点就是主机的32点，满足控制要求。

I/O地址编号;将输入信号42个，输出信号27个按各自的功能类型分好，并与PLC的I/O端一一对应，编排好地址。列出外部I/O信号与PLCI/O端地址对照表，如表所示。

PLC梯形图程序

四工位组合机床的PLC控制系统梯形图包括初始化程序、手动调整程序和自动工作程序。图2是四工位组合机床在全自动与半自动工作方式时的梯形图程序，它采用了STL步进指令编写，程序简捷、清楚。图3四工位组合机床初始化程序梯形图。

资深工程师分享：PLC程序设计思路，初学者福利

前几天有个学员咨询一个程序设计的问题，程序的控制要求如下：需要控制5台电机的运行，每台电机运行时需要记录运行时间，电机启动运行时，根据记录的运行时间，从小到大，每个2s依次启动电机的运行。

我想对于这个程序的控制要求来讲，他的难点在于如何对这些电机运行时间进行排列，排列好了后，如何根据排列的顺序去起动电机的运行，从这个控制要求中我们可以看出，这主要是分为两个部分来完成这个程序的设计的：

第一部分：用于对电机的运行时间进行从小到大顺序的排列；

第二部分：根据排列好的数据，如何判断需要起动那一台电机。

这里我们以西门子S7-200SMART系列PLC为例，先说说，如何编写一个数据排列的带参数的子程序。

数据排列带参数子程序设计思路：

西门子S7-200系列的PLC中不像三菱的FX系列PLC具有数据排列的指令，因此我们要实现这个数据的排列功能，必须自己去搭建一个这样的功能块，在搭建这个功能块的时候，会使用到间接寻址和循环指令,同时还需要应用到带参数的子程序。那么如何编写一个数据排列的子程序呢？

假设有5个数据需要把他们的数据的大小按照顺序从小到大排列，那么我们可以先在这五个数中找到最大的数放在最后面。然后在剩下的四个数中找到最大的数放到倒数第二个的位置，接着在剩下的三个数中找到最大的值放到倒数第三的位置，依次下去，这样当全部比较完后，我们的数据就按照从小到大的顺序排列好了。那么很明显，我们需要用两个循环指令进行嵌套。外层的循环指令需要循环4次，而内层的循环指令的循环次数是会变化的，因为第一次从5个数据中找出最大值，循环4次，第二次的时候从4个数据中找出最大值，循环3次，依次下去，每次需要改变循环的次数。

如何找出最大值呢？ 我们可以进行比较，首先用第二个数跟第一个数比较，如果第二个数比第一个数大，那么指针往下移动变成第二个数跟第三个数比较，如果第二个数比第三个数大，那么对第二个数和第三个数进行交换，依次下去，当比较完成后，最大的数就放到最后的地址里面去了。

程序设计：

（1）建立变量表

（2）根据变量表，编写数据排列子程序

第二部分的内容： 根据排列好的数据，如何判断需要起动那一台电机。

在启动电机时，我们需要把每一台电机运行的时间拿过来与排列好的数据进行比较，看看他是位于我们这个排列好的数据中的的什么位置。然后根据这个位置来判断启动的时候。

设计思路：

在这里面我们会用到两个功能，第一个功能时把我们电机运行的时间，按照编号顺序放到表格中，例如VW20到VW28分别表示电机1到电机5的运行时间，把它放到表格中，而后把我们排列好的数据，拿过来与表格中的数据进行比较（可以使用查表指令），看看最小的值时位于表格中的哪个位置，根据查表指令所查找的位置来启动那条电机，比如查找出来的值时3则表示的就是第三台电机的运行时间最少，可以启动这第三台电机，这里我们需要用到表格指令及间接寻址。

程序：

总结

本程序作为一个框架程序，主要应用到了以下几个内容，间接寻址的应用，循环指令的应用，带参数子程序的应用，查表指令的使用，希望读者看完后，对自己以后设计程序时思路会有所启发，若有考虑不周之处或更好的方法，望指出，谢谢。

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