PLC控制系统设计的基本原则和步骤

plc已广泛地应用在工业控制的各个领域，由于PLC的应用场合多种多样，随着PLC自身功能不断增强，PLC应用系统也越来复杂，对PLC应用系统设计人员的要求也越来越高。
1、PLC控制系统设计的基本原则
①最大限度地满足被控对象的控制要求。
②保证控制系统的高可靠、安全。
③满足上面条件的前提下，力求使控制系统简单、经济、实用和维修方便。
④选择PLC时，要考虑生产和工艺改进所需的余量。
2、PLC控制系统设计的基本内容
①选择合适的用户输入设备、输出设备以及输出设备驱动的控制对象。
②分配I/O，设计电气接线图，考虑安全措施。
③选择适合系统的PLC。
④设计程序。
⑤调试程序,一个是模拟调试，一个是联机调试。
⑥设计控制柜，编写系统交付使用的技术文件，说明书、电气图、电气元件明细表。
⑦验收、交付使用。
3、PLC控制系统设计的一般步骤
1）分析被控对象——被控对象工艺工程、工作特点、功能进行分析；输入输出两分析；构成完整的功能表达图和控制流程图；确定PLC控制方案。
2）系统硬件配置
PLC机型选择——按控制系统需求合理选择，功能涵盖使用要求，避免大马拉小车，品牌、价格、服务等因素都要考虑。
输入/输出（I/O）点数——I/O点数是PLC的一项重要指标。合理选择I/O点数可以既满足控制系统要求，又降低系统的成本。PLC的I/O点数和种类应根据被控对象的开关量、模拟量等输入输出设备的状况来确定。考虑到以后的调整和发展，可以适当留出备用量（一般20%左右）。
3）软件设计
软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助程序的设计等，小型开关量控制系统一般只有主程序。
首先应根据总体要求和控制系统具体情况，确定用户程序的基本结构，画出程序流程图或开关量控制系统的顺序功能图。它们是编程的主要依据，应尽可能地准确和详细。
较简单的系统的梯形图可以用经验法设计，复杂的系统一般用顺序控制设计法设计。画出系统的顺序功能图后，根据它设计出梯形图程序。有的编程软件可以直接用顺序功能图语言来编程。
4）模拟调试
设计好用户程序后，一般先作模拟调试。有的PLC厂家提供了在计算机上运行，可以用来代替PLC硬件来调试用户程序的仿真软件，例如西门子公司的与STEP 7编程软件配套的S7-PLCSIM仿真软件、三菱公司的与SW3D5C-GPPW-C编程软件配套的SW3D5C-LLT-C仿真软件。在仿真时按照系统功能的要求，将某些输入元件强制为ON或OFF，或改写某些元件中的数据，监视系统功能是否能正确实现。
如果有PLC的硬件，可用小开关和按钮来模拟PLC实际的输入信号，例如用它们发出操作指令，如限位开关触点的接通和断开。通过输出模块上各输出位对应的发光二极管，观察输出信号是滞满足设计的要求。
5）硬件调试与系统调试
在现场安装好控制屏后，接入外部的输入元件和执行机构。与控制屏内的调试类似，首先检查控制屏外的输入信号是否能正确地送到PLC的输入端，PLC的输出信号是否能正确操作控制屏外的执行机构。完成上述的调试后，将PLC置于RUN状态，运行用户程序，检查控制系统是否能满足要求。
在调试过程中将暴露出系统中可能存在的硬件问题，以及梯形图设计中的问题。发现问题后在现场加以解决，直到完全符合要求。按系统验收规程的要求，对整个系统进行逐项验收合格后，交付使用。
6）整理技术文件
根据调试的最终结果整理出完整的技术文件，并提供给用户，以便于今后系统的维护与改进。技术文件应包括：PLC的外部接线图和其他电气图纸、PLC的编程元件表，包括定时器、计数器的设定值等、带注释的程序和必要的总体文字说明。