PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用與設(shè)計(jì).doc

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用與設(shè)計(jì)1.1PLC設(shè)計(jì)的基本原則和步驟一個(gè)實(shí)際的PLC控制系統(tǒng)是以PLC為核心組成的電氣控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和工業(yè)過(guò)程的自動(dòng)控制。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞直接影響中這產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)的生產(chǎn)效率，關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。英雌，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)要全面了解被控制對(duì)象的組成、特點(diǎn)、要求，同時(shí)力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，并且使用及維護(hù)方便，同時(shí)還要保證控制系統(tǒng)安全可靠。PLC是一種特殊的計(jì)算機(jī)，在體系結(jié)構(gòu)、運(yùn)行，方式和編程語(yǔ)言等方面有別于普通計(jì)算機(jī)，因此在設(shè)計(jì)方法和步驟上有特殊性。用戶在使用PLC進(jìn)行實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，會(huì)自覺(jué)地遵循一定的方法和步驟。雖然不能要求必須先做什么，后做什么，具體應(yīng)該怎么做，但必須遵循一些共同的原則，是PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和步驟符合科學(xué)化、工程化和標(biāo)準(zhǔn)化的要求。1.1.1設(shè)計(jì)原則及方法1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則在進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則（1） 完全滿足對(duì)象的要求。充分發(fā)揮PLC 的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)最基本和最重要的要求，也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集現(xiàn)場(chǎng)的資料和相關(guān)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外的先進(jìn)資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員，工程技術(shù)人員，現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題。（2） 在滿足控制要求和技術(shù)指標(biāo)的前提下，盡量是控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。保證PLC摳門男之系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制的重要原則。這就要設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。列如，應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。（3） 控制系統(tǒng)要安全可靠。一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入，技術(shù)的培訓(xùn)，設(shè)備的維護(hù)夜間個(gè)導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意盡量降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方面、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。（4） 在設(shè)計(jì)是要給控制系統(tǒng)的容量和功能預(yù)留一定的裕度，便于以后的調(diào)整和擴(kuò)充。由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的性能要求也會(huì)不斷的提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn) 。2.設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括分析設(shè)計(jì)要求與工藝流程、PLC選型、程序設(shè)計(jì)與調(diào)試等幾個(gè)方面。（1） 更具被控對(duì)象的特性及用戶要求，擬定PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)條件和設(shè)計(jì)指標(biāo)，并寫出詳細(xì)的設(shè)計(jì)任務(wù)書，作為整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。（2） 參考相關(guān)產(chǎn)品資料，選擇開關(guān)種類、傳感器類型、電氣傳動(dòng)形式、繼電器/接觸器的容量以及電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（3） 選擇PLC的型號(hào)及成宿存儲(chǔ)容量，確定各種模塊的數(shù)量。（4） 繪制PLXC的輸入/輸出端子接線圖。（5） 設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控程序。（6） 輸入程序并調(diào)試，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行測(cè)試，提交測(cè)試報(bào)告。（7） 根據(jù)要求設(shè)計(jì)電氣柜、模擬顯示盤和非標(biāo)準(zhǔn)電氣元部件。（8） 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書等設(shè)計(jì)文檔。3.設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（1）詳細(xì)了解和分析被控對(duì)象的工藝條件，根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的控制要求，分析被控對(duì)象的機(jī)構(gòu)和運(yùn)行過(guò)程，明確動(dòng)作的邏輯關(guān)系（動(dòng)作順序、動(dòng)作條件）和必須要加入的連鎖保護(hù)及系統(tǒng)的操作方式（手動(dòng)、自動(dòng)）等。（2）根據(jù)被控對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，確定所需輸入/輸出信號(hào)點(diǎn)數(shù)，選配適當(dāng)?shù)腜LC。（3）根據(jù)控制要求有規(guī)則、有目的地輸入輸/出點(diǎn)（I/O分配），設(shè)計(jì)PLC的I/O電氣接口圖（PLC的I/O口輸入/輸出設(shè)備的連接圖）。繪出接線圖并接線施工，完成硬件設(shè)計(jì)。（4）根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求畫出系統(tǒng)的工藝流程圖。（5）根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程圖設(shè)計(jì)出梯形圖，同時(shí)可進(jìn)行電氣控制柜的設(shè)計(jì)和施工。（6）如用編程器，需將梯形圖轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的指令并輸入到PLC在中。（7）調(diào)試程序，先進(jìn)行模擬調(diào)試，然后在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。調(diào)試時(shí)可模擬用戶輸入設(shè)備的信號(hào)給PLC，輸出設(shè)備科暫時(shí) 不接，輸出信號(hào)可通過(guò)PLC主機(jī)的輸出指示燈監(jiān)控通斷變化，對(duì)于內(nèi)部數(shù)據(jù)的變化和個(gè)輸出點(diǎn)的變化順序，可在上位計(jì)算機(jī)上運(yùn)行軟件的監(jiān)控功能，查看運(yùn)行動(dòng)作時(shí)序圖，或者借助于編程器的監(jiān)控功能。（8）程序模擬調(diào)試通過(guò)后，接入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際控制系統(tǒng)與輸入/輸出設(shè)備聯(lián)機(jī)調(diào)試，如不滿足求，再修改程序或檢查更改接線，直至滿足要求。調(diào)試成功后做程序備份，同時(shí)提交測(cè)試報(bào)告。（9）編寫有關(guān)技術(shù)文件（包括系統(tǒng)的操作方法、I/O電氣接口圖、流程圖、程序及注釋文件、故障分析及排除方法等），完成整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。以上是設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制系統(tǒng)的大致步驟。具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模的大小、控制要求的復(fù)雜程度、控制程序步數(shù)的多少來(lái)靈活處理，有的步驟可以省略，也可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。4.設(shè)計(jì)任務(wù)書的確定生產(chǎn)工藝流程的特點(diǎn)和要求是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的主要依據(jù)，所以必須詳細(xì)了解和分析對(duì)象的特性。設(shè)計(jì)任務(wù)計(jì)劃書一般應(yīng)包括一家?guī)讉€(gè)方面:（1） 控制系統(tǒng)的名稱（2） 控制系統(tǒng)的任務(wù)和范圍。再設(shè)計(jì)任務(wù)書中指明控制對(duì)象的范圍，必須完成的動(dòng)作，包括動(dòng)作時(shí)序和方式（手動(dòng)/自自動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、間斷、連續(xù)等）等。（3） 檢測(cè)和控制的參數(shù)表（I/0分配表）。根據(jù)工藝指標(biāo)、操作要求和安全措施等確定檢測(cè)點(diǎn)和控制點(diǎn)的含義、數(shù)量、量程、精度、特性、安裝位置等。一般在滿足控制要求和技術(shù)指標(biāo)的前提下，檢測(cè)點(diǎn)和控制點(diǎn)應(yīng)盡可能地少，冰球精度要求也應(yīng)以滿足實(shí)際需要為準(zhǔn)，否則將使控制系統(tǒng)復(fù)雜化，增加系統(tǒng)成本。（4） 確定系統(tǒng)中參水之間的關(guān)系。明確在控制過(guò)程中各輸入/輸出量之間的先后順序和邏輯關(guān)系。1.1.2 PLC的選型PLC是一種通用的智能化工業(yè)控制設(shè)備，其檔次和功能能面向各種的應(yīng)用，眾多的生產(chǎn)廠家提供了各種系列且功能各異的產(chǎn)品。目前常見的國(guó)內(nèi)外PLC產(chǎn)品的型號(hào)有幾百種。這為用戶提供了廣泛的選擇余地，但也給一般用戶的選型帶來(lái)一些不便，下面簡(jiǎn)要介紹了如何合理的進(jìn)行選型，以組成經(jīng)濟(jì)適用的控制系統(tǒng)。1.PLC的形式與規(guī)模的選擇PLC的選型前提是在功能上應(yīng)滿足生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求。對(duì)于只含有開關(guān)量控制的系統(tǒng)，一般的小型PLC即可滿足要求，不需要特別考慮PLC的掃描速度。如果被控對(duì)象以開關(guān)量控制為主只有少量的模擬量控制，則可考慮少容量、高性能的機(jī)型。這類PLC除了開關(guān)量控制處理，還具有較強(qiáng)算數(shù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理等功能。對(duì)于模擬量控制的系統(tǒng)選型時(shí)，就需要考慮PLC的掃描速度。復(fù)雜的控制系統(tǒng)一般含有較多的開關(guān)量輸入/輸出、PID運(yùn)算、閉環(huán)控制和快速響應(yīng)等功能，但價(jià)格較高。對(duì)于更復(fù)雜的控制系統(tǒng)，其控制點(diǎn)既多又分散，一般要求較快的響應(yīng)速度，并具有數(shù)據(jù)處理、文件管理、分析決策等功能，就要選用具有通信聯(lián)網(wǎng)等功能的PLC系統(tǒng)，已組成分布式工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。2.PLC的選型與容量的選擇（1）PLC機(jī)型的選擇根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求和容量來(lái)選擇PLC ，首先是PLC生產(chǎn)廠家的選擇，在完成相同功能的情況下，選擇廠家在考慮可靠性的同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性。接下來(lái)根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)資料選擇機(jī)型，注意考慮輸出類型（如晶體管型、繼電器型和晶閘管型）、I/O點(diǎn)數(shù)和工作電源等。如果電氣控制柜還需與其它控制柜聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，選型時(shí)還需考慮有無(wú)聯(lián)網(wǎng)功能。對(duì)于工藝過(guò)程相對(duì)穩(wěn)定、使用環(huán)境相對(duì)較差的場(chǎng)合，宜選用整體式PLC。對(duì)于較復(fù)雜的系統(tǒng)，可選用模塊式PLC，以便于調(diào)整、擴(kuò)充以及快速方便地判斷與處理故障。此外，對(duì)于一個(gè)生產(chǎn)企業(yè)而言，應(yīng)盡量使用機(jī)型統(tǒng)一，以便于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、管理、使用、擴(kuò)展和維護(hù)。（2）PLC容量的選擇1.I/O點(diǎn)數(shù)的估算根據(jù)被控對(duì)象的輸入信號(hào)的總點(diǎn)數(shù)，再考慮15%20%的備用容量，以便以后的調(diào)整和擴(kuò)充。2.用戶程序存儲(chǔ)器容量的估算用戶程序存儲(chǔ)器容量與許多因素有關(guān)，如I/O點(diǎn)數(shù)、運(yùn)算處理量以及程序的結(jié)構(gòu)等，因此不可能預(yù)先準(zhǔn)確的估算出程序容量，只能作粗略的估算。一些項(xiàng)目所占用的存儲(chǔ)空間可根據(jù)表7-1中的原則進(jìn)行估算。表7-1程序存儲(chǔ)器容量的配置原則項(xiàng)目配置容量項(xiàng)目配置容量開關(guān)量輸入510步/點(diǎn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器35步/個(gè)開掛量輸出35步/點(diǎn)通信接口200步/點(diǎn)模擬量輸入/輸出5080步/通道數(shù)據(jù)處理510步/量最后按所所估算的總步數(shù)在加100%的備用量。需要注意的是，有些小型PLC的用戶程序存儲(chǔ)器容量時(shí)固定的，在選擇使要充分考慮。3.開掛量輸入/輸出模塊的選擇不同的開關(guān)量I/O模塊的電路組成不同，開掛量I/O模塊的選擇主要是依據(jù)點(diǎn)數(shù)、電路結(jié)構(gòu)、電壓形式、電壓范圍等方面。（1） 開關(guān)量輸入模塊的選擇PLC的開關(guān)量輸入模塊用來(lái)檢測(cè)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)（如按鍵、行程開關(guān)、接近開掛等）的通斷信號(hào)，并經(jīng)過(guò)隔離。對(duì)開關(guān)量輸入模塊，主要是選擇點(diǎn)數(shù)和輸入電壓形式，輸入電壓一般有24V的直流和110V或220V的交流。選擇輸入模塊應(yīng)考慮一下幾點(diǎn)：1） 輸入模塊的工作電壓應(yīng)盡量與現(xiàn)場(chǎng)的輸入設(shè)備（有源的）一致，這樣就可以省掉轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。2）高密度的輸入模塊，如32點(diǎn)或64點(diǎn)，應(yīng)受工作電壓，工作電流和環(huán)境溫度的限制一般可同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不得超過(guò)該模塊輸入點(diǎn)數(shù)的60%。3） 注意輸入信號(hào)的類型及電壓等級(jí)。開關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入好和交流/直流輸入三種類型，選擇時(shí)主要考慮現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)的周五環(huán)境等因素。直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短，還可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設(shè)備連接；交流輸入模塊的可靠性好，適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。開關(guān)量輸入模塊的輸入電壓等級(jí)有直流5V、12V、24V、48V、60V等以及交流110V、220V等。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來(lái)考慮。一般5V、12V、24V用在傳輸距離較近的場(chǎng)合，如5V輸入模塊最遠(yuǎn)不得超過(guò)10米。距離較遠(yuǎn)的應(yīng)選用輸入電壓等級(jí)較高的模塊。4）注意輸入接線方式。開關(guān)量輸入模塊主要有匯點(diǎn)式的開關(guān)量輸入模塊的所有輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端（COM）；而分組式的開關(guān)量輸入模塊是將輸入點(diǎn)分成若干組，每一組（幾個(gè)輸入點(diǎn)）有一個(gè)公共端，各組之間是分割的。分組式的開關(guān)量輸入模塊價(jià)格較匯點(diǎn)式的高，如果輸入信號(hào)之間要分隔，一般選用匯點(diǎn)式的。5）注意同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)量。UI與選用高密度的輸入模塊（如32點(diǎn)、48點(diǎn)等），應(yīng)考慮莫開同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)一般不要超過(guò)點(diǎn)數(shù)的60%.6）注意輸入門檻電平。為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須考慮輸入門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)，具體可參閱PLC的使用手冊(cè)。（2）開關(guān)量輸入模塊的選擇PLC的輸出模塊是將其內(nèi)部的低電平控制信號(hào)經(jīng)隔離后轉(zhuǎn)換成外部所需電平的輸出信號(hào)以驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，并實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)部信號(hào)的電氣隔離。對(duì)開關(guān)量輸出模塊，主要是選擇其點(diǎn)數(shù)和輸出方式。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮一下幾個(gè)方面:1） 輸出方式繼電器輸出可使用任意交流或直流工作電源，價(jià)格相對(duì)便宜，輸出電壓適應(yīng)范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力強(qiáng)，具有隔離作用。但繼電器觸點(diǎn)的響應(yīng)速度慢，工作壽命較短，適用于動(dòng)作不頻繁的交直流負(fù)載，在驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，最高通斷頻率不超過(guò)1Hz。晶體管（使用直流工作電源）和晶閘管輸出（使用交流工作電源）都為無(wú)觸點(diǎn)開掛輸出，適用于驅(qū)動(dòng)頻繁的負(fù)載。此外還要注意具體的輸出方式。開掛量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式。分組式輸出低幾個(gè)輸出點(diǎn)為一組，一組有一個(gè)公共端，各輸出點(diǎn)之間相互隔離。選擇時(shí)主要根據(jù)PLC輸出設(shè)備的電源類型的電壓等級(jí)而定。一般整體式PLC既有分組式輸出，也有分隔式輸出。2） 輸出電壓（電流）輸出模塊的輸出電壓（電流）必須大于負(fù)載電壓（電流）的額定值，并留有足夠的余量。3） 驅(qū)動(dòng)能力開關(guān)量輸出模塊的輸出電流（驅(qū)動(dòng)能力）必須大于PLC外接輸出設(shè)備的而定電流。用戶根據(jù)實(shí)際輸出設(shè)備的電流的小來(lái)選擇輸出模塊的輸出電流。如果實(shí)際輸出設(shè)備的電流較的，輸出模塊無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)，可在增大中間放大環(huán)節(jié)，常見的放大環(huán)節(jié)可采用接觸器、晶閘管多固態(tài)繼電器。4） 允許同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)選擇開關(guān)量輸出模塊時(shí)，還應(yīng)考慮同時(shí)接通的輸出的數(shù)量。不但要看一個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力，還要保證不超過(guò)公共端（COM端）所允許的電流值。同時(shí)接通輸出設(shè)備的累積電流值必須小于公共端所允通過(guò)的電流值，如一個(gè)220V/2A的8點(diǎn)輸出模塊，每個(gè)輸出點(diǎn)可承受2A的電流但輸出公共端允許通過(guò)的電流并不是16A（8*2A），通常要比此值小得多。一般來(lái)講，同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不要超出同一個(gè)公共端輸出點(diǎn)數(shù)的60%。4.模擬量輸入/輸出模塊的選擇1）模擬量輸入模塊的選擇電源模塊的選擇僅對(duì)于模塊式PLC而言，對(duì)于整體式PLC不存在這樣的情況。電源模塊的選擇主要考慮電源輸出而定電流的電源輸入電壓。電源模塊的輸出而定電流必須大于CPU模塊、I/O模塊和其它特殊模塊等小號(hào)電流的總和，同時(shí)還應(yīng)考慮今后I/O模塊的擴(kuò)展等因素；電源輸入電壓一般根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要而定。2） 編程器的選擇對(duì)于小型控制系統(tǒng)或不需要在線編程的系統(tǒng)，一般選用價(jià)格便宜的簡(jiǎn)易編程器。對(duì)于由中、高檔PLC夠成的復(fù)雜系統(tǒng)或需要在線編程的PLC系統(tǒng)，可選配功能強(qiáng)、編程方便的智能編程器，但智能編程器價(jià)格較高。如果有現(xiàn)成的計(jì)算機(jī)，也可以選用PLC的編程軟件，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)編程、調(diào)試和監(jiān)控的功能。3） 寫入器的選擇為了防止有與干擾器或鋰電池電壓不足而破壞RAM中的用戶程序，可選用EPROM寫入器，通過(guò)它將用戶程序固化在EPROM/EEPROM中。當(dāng)然有些PLC貨其他編程器本身就具有EPROM/EEPROM寫入的功能。以上簡(jiǎn)要的介紹了PLC選型的一般依據(jù)和通常需考慮的幾個(gè)因素，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)實(shí)際的需要綜合考慮，選擇性能價(jià)格比較社和的產(chǎn)品，完全滿足被控對(duì)象的控制要求，充分發(fā)揮PLC 的功能，并兼顧到系統(tǒng)的可擴(kuò)充性。7.機(jī)型盡量統(tǒng)一對(duì)于生茶企業(yè)而言，應(yīng)盡量做到PLC的機(jī)型統(tǒng)一，主要是基于以下3個(gè)方面的考慮。（1） 機(jī)型統(tǒng)一時(shí)模塊可以互為備用，便于備品、備件的采購(gòu)和管理。（2） 機(jī)型統(tǒng)一則功能和使用方法類似，有利于技術(shù)人員的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。（3） 機(jī)型統(tǒng)一時(shí)其外部設(shè)備通用，資源科共享，易于互聯(lián)網(wǎng)通信，配置上位計(jì)算機(jī)易于夠成分布式控制系統(tǒng)。7.1.3系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分，硬件設(shè)計(jì)一般相對(duì)比較簡(jiǎn)單，通常在輸入/輸出選型后將外部設(shè)備連到PLC即可。軟件設(shè)計(jì)通常是用梯形圖將控制任務(wù)描述出來(lái)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。所以畫梯形圖（即軟件設(shè)計(jì)）是PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心任務(wù)，在設(shè)計(jì)時(shí)可以從以下幾個(gè)方面考慮：1. PLC程序的內(nèi)容PLC應(yīng)用程序應(yīng)最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，在構(gòu)思程序主題的框架后，要以它為主線，逐一編寫實(shí)現(xiàn)各控制功能或各子任務(wù)的程序。進(jìn)過(guò)不斷的調(diào)整和完善。使程序能完成所有功能的控制功能。PLC應(yīng)用程序通常應(yīng)包括以下價(jià)格方面的內(nèi)容：（1）在PLC上電后，一般都要最一些初始化的操作。其作用是為啟動(dòng)做必要的準(zhǔn)備，并避免系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)作。初始化程序的主要能容包括將某些數(shù)據(jù)去和計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零、是某些數(shù)據(jù)去回復(fù)所有數(shù)據(jù)、對(duì)某些輸出量置位或復(fù)位一件顯示某些初始狀態(tài)等。（2）檢測(cè)、故障和顯示程序應(yīng)用程序一般都設(shè)有檢測(cè)、故障診斷和顯示程序等內(nèi)容。這些內(nèi)容可以在程序設(shè)計(jì)基本完成時(shí)在進(jìn)行添加，也可以是相對(duì)獨(dú)立的程序段。（3）保護(hù)和連鎖程序在各種應(yīng)用系統(tǒng)中，保護(hù)和連鎖是不可缺少的部分。它可以杜絕由非法操作而硬氣的控制邏輯混亂，保證系統(tǒng)的運(yùn)行更安全、更可靠。因此在程序設(shè)計(jì)中要認(rèn)真考慮保護(hù)和連鎖的問(wèn)題。同時(shí)在PLC外部通常也需要設(shè)置連鎖和保護(hù)措施，如電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制中兩個(gè)接觸器的互鎖等。2. PLC程序設(shè)計(jì)的要求對(duì)你同一個(gè)控制要求，即使選用同一個(gè)機(jī)型的PLC，用不同的設(shè)計(jì)方法所編寫的程序，其結(jié)構(gòu)也可能不同。盡管幾種程序都可以實(shí)現(xiàn)同一控制功能，但程序的質(zhì)量卻可能差別很大。一個(gè)陳工序的質(zhì)量可以由一下幾個(gè)方面來(lái)衡量：（1） 程序正確性應(yīng)用程序的好壞，UI根本的一條就是正確。所謂正確的程序必須能經(jīng)得起系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，離開這一條對(duì)成需所做的評(píng)價(jià)都是沒(méi)有意義的。（2） 程序的可靠性好的應(yīng)用程序可以保證系統(tǒng)在正常和非正常（短時(shí)掉電再上電、某些被控量超標(biāo)、某個(gè)環(huán)節(jié)出故障等）工作條件下都能安全可靠的運(yùn)行，也能保證在出現(xiàn)非法操作（如按動(dòng)或誤觸動(dòng)不該動(dòng)作的按鈕）等情況下不至于出現(xiàn)系統(tǒng)控制失誤。（3） 參數(shù)的調(diào)整性PLC控制的優(yōu)越性之一就是靈活性好，容易通過(guò)修改程序或參數(shù)而改變系統(tǒng)的某些功能。例如，有的系統(tǒng)在一定情況下需要變動(dòng)某些控制量的參數(shù)（如定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的設(shè)定值等），在設(shè)計(jì)程序時(shí)必須考慮怎樣編寫才易于修改。（4） 程序的簡(jiǎn)練編寫的程序盡可能地簡(jiǎn)練，減少程序的語(yǔ)句，一般可以減少程序的掃描時(shí)間，提高PLC對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。當(dāng)然，如果過(guò)多的使用那些執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)的指令，有事雖然程序的語(yǔ)句較少，但是其執(zhí)行時(shí)間也不一定短。（5）程序的可讀性 程序不僅個(gè)設(shè)計(jì)者看，系統(tǒng)的維護(hù)人員也要看。另外，為了有利于交流，也要求程序有一定的可讀性。3. PLC程序的設(shè)計(jì)方法在確定了PLC的程序結(jié)構(gòu)后，就要具體地設(shè)計(jì)程序了。編寫PLC控制程序的方法很多，這里主要的介紹了雞樅典型的編程方法。（1） 圖解法編程圖解法是靠畫圖來(lái)進(jìn)行PLC 程序設(shè)計(jì)。常見的主要有梯形圖法、邏輯流程圖、時(shí)序流程圖和步進(jìn)順控法。1）梯形圖法：梯形圖法是梯形圖語(yǔ)言去編程PLC程序。這時(shí)一種模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。其圖形甚至元件名稱都與繼電器控制電路十分相近。這種方法很容易就把原繼電器控制方法移植成PLC的梯形語(yǔ)言。對(duì)于熟悉繼電器控制方法的人來(lái)說(shuō)，這時(shí)最方便的一種編程方法。2）邏輯流程圖法：邏輯流程圖法是用邏輯框圖來(lái)表示PLC程序的執(zhí)行過(guò)程，反應(yīng)輸入與輸出的關(guān)系。邏輯流程圖法是吧系統(tǒng)的工藝流程用邏輯框圖來(lái)表示出來(lái)。這種方法編寫PLC控制程序邏輯思路清晰，輸入與輸出的因果關(guān)系及連鎖條件明確。邏輯流程圖會(huì)使整個(gè)陳谷脈絡(luò)清楚，便于分析控制程序、查找故障點(diǎn)和調(diào)試程序。有事對(duì)一個(gè)復(fù)雜的程序，直接用語(yǔ)句表和用梯形圖編寫相應(yīng)的程序。3）時(shí)序流程圖法：時(shí)序流程圖法是首先畫出控制系統(tǒng)的時(shí)序圖（即帶某個(gè)時(shí)間應(yīng)該進(jìn)行哪項(xiàng)控制的控制時(shí)序圖），在根據(jù)時(shí)序關(guān)系畫出對(duì)應(yīng)的控制人物的程序框圖，最后把程序框圖轉(zhuǎn)換成PLC程序。時(shí)序流程圖法很適合于以時(shí)間為基準(zhǔn)的控制系統(tǒng)的編程。4）步進(jìn)順控法：步進(jìn)順控法是在順空指令的配合下設(shè)計(jì)復(fù)雜的控制程序。一般比較復(fù)雜的程序都可以分成若干個(gè)功能比較簡(jiǎn)單的程序段，一個(gè)程序段可以看成整個(gè)控制過(guò)程中的一步。從總體上看，一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程是由這樣若干個(gè)環(huán)節(jié)組成的?？刂葡到y(tǒng)的任務(wù)可以認(rèn)為在不同時(shí)刻或者在不同進(jìn)程中去完成對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的控制。為此，不少PLC生產(chǎn)廠家在自的PLC中怎家了步進(jìn)順控指令。在畫完各個(gè)步進(jìn)的狀態(tài)流程圖之后，可以利用步進(jìn)順控指令方便的編寫控制程序。（2）經(jīng)驗(yàn)編程法經(jīng)驗(yàn)法是運(yùn)用自己的或別人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。多數(shù)的設(shè)計(jì)前先選擇與自己工藝要求相近的程序，把這些程序看成是自己的“實(shí)驗(yàn)程序”。結(jié)合自己工程的實(shí)際情況，對(duì)這些“實(shí)驗(yàn)程序”逐一修改，使之適合自己的工程要求。這里所說(shuō)及經(jīng)驗(yàn)，有的是來(lái)自自己的經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，有的可能是別人的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，需要日積月累，善于不斷總結(jié)。（3）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是通過(guò)PLC編程軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、離線或在線編程、在線調(diào)試。很多制造商能提供計(jì)算機(jī)上進(jìn)行軟件仿真的軟件包，是程序色設(shè)計(jì)和調(diào)試更加簡(jiǎn)便、此外，使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)程序的存取、加密等文件的管理功能。（4）移植設(shè)計(jì)法移植設(shè)計(jì)法是指在原來(lái)的繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)等效處理而得到的梯形圖的方法，相應(yīng)的步驟編程包括以下幾個(gè)方面：1）分析原有系統(tǒng)的工作原理，了解被控設(shè)備的工藝過(guò)程和機(jī)械的動(dòng)作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理。2）PLC的I/O分配。確定系統(tǒng)的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，進(jìn)行PLC的I/O分配，畫出PLC 的外部接線圖。3）建立與其他元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系。確定繼電器電路圖中的中間繼電器、時(shí)間繼電器等各器件與PLC中的輔助繼電器和定時(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。以上2）和3）兩步建立了繼電器電路圖中所有元器件與PLC內(nèi)部編程元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)于移植設(shè)計(jì)法而言，這非常重要。在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)該處理好以下幾個(gè)問(wèn)題：繼電器電路中執(zhí)行元件應(yīng)與PLC的輸出繼電器對(duì)應(yīng)，如交直流接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈等；繼電器電路中的中間繼電器與PL的輸入繼電器對(duì)應(yīng)，如按鈕、位置開關(guān)、選擇開關(guān)等。熱繼電器的觸點(diǎn)可作為PLC的輸入，也可接在PLC的外部電路中，主要是看PLC的輸入點(diǎn)是否嗎“富?！?。其中特別需要注意處理好PLC的輔助繼電器對(duì)應(yīng)；繼電器電路中的中間繼電器與PLC的輔助繼電器對(duì)應(yīng)；繼電器電路中的時(shí)