可编程控制器(PLC)系统设计的基本内容

    1．确定方案    目前，常见的控制系统主要有继电器控制系统、微机控制系统和可编程控制器控制系统三种。继电器控制系统主要用于开关量控制，且可靠性要求不太高的场合；微机控制系统主要用于模拟量控制，且工作环境条件要求较高的场合；当被控对象的工作环境较差，对安全性、可靠性要求较高，且系统的工艺复杂，输入／输出量以开关量为主的场合可考虑选用可编程控制器来实现。    应用PLC控制，首先要了解被控对象的生产工艺或工作过程，明确控制系统的功能要求，进而分析其控制工程、输入／输出量类型（模拟量或开关量），划分控制环节，搞清各控制环节的特点及控制环节之间的转换关系，绘制出控制系统流程图，完成控制方案的确定。    2．PLC选型    选择PLC的机型是使用可编程控制器的第一步。由于目前国内外生产PLC的厂家多，PLC的品牌和系列也五花八门，因此从性能和参数不同的众多可编程控制器中选择既能满足系统需要又不使过多的资源闲置是PLC选型时首要考虑的问题。    一般情况下，常见系列PLC的可靠性均能满足控制系统的需要。PLC机型的选择主要考虑功能上是否能满足实际系统的需要，另外PLC本身资源要留有适当的裕量，既不能使资源浪费，又不能使资源短缺。设计时首先要明确被控系统控制量的相关内容，如：开关量输入／输出个数、电压类型（交、直流）、电压等级、输出功率；模拟量输入／输出个数；系统的相应速度、控制距离等。    3．选择输入／输出设备    根据生产现场需要，确定控制按钮、行程开关、接近开关等输入设备和接触器、电磁阀、信号灯、报警器等输出设备的型号。结合所选PLC机型，列出输入／输出设备与PLC的I/O接口地址对照表，以便绘制控制系统的接线图及编写应用程序。为便于系统接线和检修，在分配I/O接口地址时应注意以下几点。    (1)将按钮、限位开关等分别集中分配，按输入／输出设备类型顺序分配接口地址。    (2)每一个输入信号占用一个输入地址，每一个输出地址驱动一个外部控制设备。    (3)同一类型的输入点尽量安排在同一个区间内，同一类型的外部设备的输出接口也应集中排列。    (4)彼此相关的输入／输出器件（如启动、停止按钮；电机正、反转控制接触器等），接口地址应连续排列。    4．系统硬件设计    硬件设计应遵循以下原则。    (1)绘制被控对象的主电路图及系统的控制电路图。    (2)绘制PLC输入／输出接线端子图。为安全可靠起见，在PLC控制系统中，若输出设备为感性负载时，对交流电路应加阻容吸收电路，对直流电路要加续流二极管。    (3)绘制PLC及输入／输出设备供电系统图。输入电路一般由PLC内部提供电源，输出电路需要根据外部负载额定电压外接电源。对PLC的电源进线应设置紧急停止主控继电器；对电网电压波动大或附近有较大的电磁干扰源的，需要在电源与PLC之间加设隔离变压器或电源滤波器。对于输入信号，如有高频干扰信号要进行适当处理后再与输入端子连接。    (4)设计控制柜结构及绘制柜内电器位置图。    5．软件设计与调试    在明确控制任务、绘制出电路图之后，就可应用指令进行软件设计了。在编写程序时，除了要注意程序正确、运行可靠之外，还要考虑程序简捷、省时、便于阅读和修改。编好一个程序块后就要进行模拟调试，在完成整个系统软件设计后，还要进行整体调试，以便发现问题，及时修改、完善。    6．组装及统调    首先检查外部各器件的状态和电路接线，并将PLC接入系统中。再将别写好的程序送入PLC主机的内存中，然后进行模拟调试。检查系统是否能满足控制要求，如果不能满足要求，则需要分析判断问题所在，对硬件或软件作相应调整，以达到系统的整体要求。