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摘要:
本文概括總結了PLC控制系統設計的幾種途徑，指出了PLC控制系統設計的內容，并概述了PLC控制系統的設計方法。
關鍵詞:
PLC;控制;設計
設計一個PLC控制系統有多種途徑:可以在原有的繼電器－接觸器控制系統基礎上加以改造，形成PLC的控制系統，就是所謂的經驗設計法。順序控制設計法則是一種典型的PLC順序控制程序設計方法，它以順序功能圖來描述控制系統的控制過程，是一種先進的設計方法。另外，邏輯設計法也是一種針對數字量控制系統的常用設計方法。在PLC控制系統的設計中，應該最大限度的滿足生產機械或生產流程對電氣控制的要求，在滿足控制要求的前提下，力求PLC控制系統簡單、經濟、安全、可靠、操作和維修方便，而且應使用系統能盡量降低使用者長期運行的成本。
1．1PLC控制系統設計的基本步驟
1．1．1擬定控制系統設計的技術條件。技術條件一般以設計任務書的形勢來確定，它是整個設計的依據。
1．1．2選擇電氣傳動形式和電動機、電磁閥等執行機構。
1．1．3選定PLC型號
1．1．4編制PLC的輸入/輸出分配表或繪制輸入/輸出端子接線圖。
1．1．5根據系統設計的要求編寫軟件規格說明書，然后再用相應的編程語言進行設計。
1．1．6了解并遵循用戶認知心理學，重視人機界面的設計，增強人與機器之間的友善關系。
1．1．7設計操作臺、電氣柜及非標準電器元部件。
1．1．8編寫設計說明書和使用說明書。
1．2PLC控制系統設計的內容
PLC的控制系統設計是指根據控制系統硬件結構和工藝要求，使用相應的編程語言，對用戶控制程序的編制和相應文件的形成過程。在系統硬件設計基礎上，根據生產工藝的要求，分析各輸入/輸出與各種操作之間的邏輯關系，確定檢測量和控制方法。并設計出系統中設備的操作內容和操作順序。對于比較復雜的系統，可按物理位置或控制功能將系統分區控制。比較復雜的系統一般還需要畫出系統控制流程圖，用以清楚表明動作順序和條件，簡單系統一般不用。熟悉編寫語言和編寫軟件是進行程序設計的前提。這一步驟的主要任務是根據有關于手冊了解后所使用的編程軟件及其操作系統，選擇一種或幾種合適的編寫語言程序語言形式，并熟悉其指令系統和參數分類，尤其注意那些在編程中可能要用到的指令和功能。熟悉編程語言最好的辦法就是上機操作，并編制一些試驗程序，在模擬平臺上進行試運行，以便詳細的了解指令的功能和用途，為后面的程序設計打下良好的基礎。定義參數表:數表的定義包括對輸入/輸出、中間標志、定時器、計數器和數據區的定義。參數表的定義格式和內容根據系統和個人愛好的情況有所不同，但所包含的內容基本是相同的。程序編制開始以前必須首先定義輸入/輸出信號表。主要依據PLC輸入/輸出電氣原理圖。每一種PLC的輸入點編寫和輸出點編寫號都有自己明確的規定，在確定了PLC型號和配置后，要對輸入/輸出編號(地址)，并編制成表。如果有操作系統支持，盡量使用編程語言高級形式，如梯形圖語言。在編寫過程中，根據實際需要，對中間標志信號表和存儲單元表進行逐個定義，要注意留出足夠的公共暫存區，以節省內存使用。由于許多小型PLC使用的是簡易編程器，只能輸入指令代碼。梯形圖設計好后，還需要將梯形圖按指令語句編出代碼程序，列出程序清單。在熟悉所選的PLC指令系統后，可以很容易地根據梯形圖寫出語句表程序。系統的測試:測試時先從各功能單元入手，設定輸入信號，觀察輸入信號的變化對系統的作用，必要時可以借助儀器儀表。各功能單元測試完成后，再連通全部程序，測試各部分的接口情況，直到滿意為止。系統的測試可以在實驗室進行，也可以在現場進行。如果是在現場進行測試，那就要將PLC與現場信號隔離，以免引起事故。上面的內容中每個方面都是系統設計中不可缺少的環節，要設計一個好的系統程序，必須要做好每一個環節的工作。
2PLC控制程序的設計方法
在了解控制程序的設計方法，就要實際編寫PLC程序了。編寫PLC程序和編寫其他計算機程序一樣，都需要經歷以下的過程。
2．1對系統任務的分塊。
分塊的目的就是把一個復雜的工程，分解成多個比較簡單的小任務。這樣就把一個復雜的問題化為多個簡單的小問題，以便于編制程序。
2．2編制控制系統的邏輯關系圖。
從邏輯關系圖上，可以反映出某一個邏輯關系的結果是什么，這一結果又應該導出哪些動作。這個邏輯關系可以是以各個控制活動順序為基準，也可能是整個活動的時間節拍為基準。邏輯關系圖反映了控制過程中控制作用與被控對象的活動，也反映了輸入與輸出的關系。
2．3編制PLC程序并進行調試。
在制PLC程序，除了要注意程序要正確、可靠外，還要考慮程序要簡捷、省時、便于閱讀、便于修改等。編好一個程序塊要進行模擬實驗，這樣便于查找問題，便于及時修改，最好不要整個程序完成后再找問。
2．4制作控制臺與控制柜。
在編完程序之后，就可以制作控制臺和控制柜了。在時間緊張的時候，這項工作也可以和編制程序并進行。在制作控制臺和控制柜的時候要注意選擇開關、按鈕、繼電器等器件的質量，規格必須滿足要求。設備的安裝必須注意安全、可靠。比如說屏蔽問題、接地問題等問題必須妥善處理。
2．5現場調試。
現場調試是整個控制系統完成的重要環節。任何程序的設計很難說不經過現場調試就能使用。只有通過現場調試才能發現控制回路和控制程序不能滿足系統要求之處;只有通過現場調試才能發現控制電路和控制程序矛盾之處;只有進行現場調試才能最后實地測試和最后調整控制電路和控制程序，以適合控制系統的要求。
2．6編寫技術文件并進行運行。
進過現場調試以后，控制電路和控制程序基本被確定了，整個系統的硬件和軟件基本沒有問題了。這時就要全面整流技術文件，包括整理電路圖、PLC程序、使用說明及幫助文件。到此工作基本結束。
作者：趙建偉 單位：陜西國防工業職業技術學院機電系
