PLC控制系统设计的八大步骤

　　摘要：自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器PLC，取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。如何进行PLC控制系统设计需要经历如下过程。
　　
　　(一)分析被控对象并提出控制要求
　　
　　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，拟定设计任务书。
　　
　　(二)确定输入/输出设备
　　
　　根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备(如：按纽、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。
　　
　　(三)选择PLC
　　
　　PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择，详见本章第二节。
　　
　　(四)分配I/O点并设计PLC外围硬件线路
　　
　　1.分配I/O点
　　
　　画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在第2步中进行。
　　
　　2.设计PLC外围硬件线路
　　
　　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。
　　
　　由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。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。
　　
　　(五)程序设计
　　
　　1.程序设计
　　
　　根据系统的控制要求，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，逐步完善系统的功能。除此之外，程序通常还应包括以下内容：
　　
　　(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*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
　　
　　程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。
　　
　　(1)硬件模拟法是使用一些硬件设备(如用另一台PLC或一些输入器件等)模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。
　　
　　(2)软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。
　　
　　(六)硬件实施
　　
　　硬件实施方面主要是进行控制柜(台)等硬件的设计及现场施工。主要内容有：
　　
　　1)设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。
　　
　　2)设计系统各部分之间的电气互连图。
　　
　　3)根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。
　　
　　由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。
　　
　　(七)联机调试
　　
　　联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机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。通常只需修改部份程序即可。
　　
　　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。
　　
　　(八)整理和编写技术文件
　　
　　技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。