可编程控制器控制系统的设计基本过程 简述可编程控制器系统设计的一般原则和步骤！
\u8bd5\u8ff0\u53ef\u7f16\u7a0b\u63a7\u5236\u5668\u63a7\u5236\u7cfb\u7edf\u8bbe\u8ba1\u7684\u57fa\u672c\u6b65\u9aa4.\u7cfb\u7edf\u8bbe\u8ba1\u7684\u4e3b\u8981\u5185\u5bb9 \uff08 1 \uff09\u62df\u5b9a\u63a7\u5236\u7cfb\u7edf\u8bbe\u8ba1\u7684\u6280\u672f\u6761\u4ef6\u3002\u6280\u672f\u6761\u4ef6\u4e00\u822c\u4ee5\u8bbe\u8ba1\u4efb\u52a1\u4e66\u7684\u5f62\u5f0f\u6765\u786e\u5b9a\uff0c\u5b83\u662f\u6574\u4e2a\u8bbe\u8ba1\u7684\u4f9d\u636e\uff1b \uff08 2 \uff09\u9009\u62e9\u7535\u6c14\u4f20\u52a8\u5f62\u5f0f\u548c\u7535\u52a8\u673a\u3001\u7535\u78c1\u9600\u7b49\u6267\u884c\u673a\u6784\uff1b \uff08 3 \uff09\u9009\u5b9a PLC \u7684\u578b\u53f7\uff1b \uff08 4 \uff09\u7f16\u5236 PLC \u7684\u8f93\u5165 / \u8f93\u51fa\u5206\u914d\u8868
(1) \u6700\u5927\u9650\u5ea6\u5730\u6ee1\u8db3\u88ab\u63a7\u5bf9\u8c61\u7684\u8981\u6c42\uff1b
(2) \u5728\u6ee1\u8db3\u63a7\u5236\u8981\u6c42\u7684\u524d\u63d0\u4e0b\uff0c\u529b\u6c42\u4f7f\u63a7\u5236\u7cfb\u7edf\u7b80\u5355\u3001\u7ecf\u6d4e\u3001\u9002\u7528\u53ca\u7ef4\u62a4\u65b9\u4fbf\uff1b
(3) \u4fdd\u8bc1\u7cfb\u7edf\u7684\u5b89\u5168\u53ef\u9760\uff1b
(4) \u8003\u8651\u751f\u4ea7\u53d1\u5c55\u548c\u5de5\u827a\u6539\u8fdb\u7684\u8981\u6c42\uff0c\u5728\u9009\u578b\u65f6\u5e94\u7559\u6709\u9002\u5f53\u7684\u4f59\u91cf\u3002
\u7531\u4e8ePLC\u7684\u7ed3\u6784\u548c\u5de5\u4f5c\u65b9\u5f0f\u4e0e\u4e00\u822c\u5fae\u673a\u548c\u7ee7\u7535\u5668\u76f8\u6bd4\u5404\u6709\u7279\u70b9\uff0c\u6240\u4ee5\u5176\u8bbe\u8ba1\u7684\u6b65\u9aa4\u4e5f\u4e0d\u5c3d\u76f8\u540c\uff0c\u5177\u4f53\u8bbe\u8ba1\u6b65\u9aa4\u5982\u4e0b\uff1a
(1) \u8be6\u7ec6\u4e86\u89e3\u88ab\u63a7\u5bf9\u8c61\u7684\u751f\u4ea7\u5de5\u827a\u8fc7\u7a0b\uff0c\u5206\u6790\u63a7\u5236\u8981\u6c42\uff1b
(2) \u6839\u636e\u63a7\u5236\u8981\u6c42\u786e\u5b9a\u6240\u9700\u7684\u7528\u6237\u8f93\u5165\uff0f\u8f93\u51fa\u8bbe\u5907\uff1b
(3) \u9009\u62e9PLC\u7c7b\u578b\uff1b
(4) \u5206\u914dPLC\u7684I/O\u70b9\uff0c\u8bbe\u8ba1I/O\u8fde\u63a5\u56fe\uff1b
(5) PLC\u8f6f\u4ef6\u8bbe\u8ba1\uff0c\u540c\u65f6\u53ef\u8fdb\u884c\u63a7\u5236\u53f0\u7684\u8bbe\u8ba1\u548c\u73b0\u573a\u65bd\u5de5\uff1b
(6) \u7cfb\u7edf\u8c03\u8bd5\uff0c\u56fa\u5316\u7a0b\u5e8f\uff0c\u4ea4\u4ed8\u4f7f\u7528\u3002
\u6269\u5c55\u8d44\u6599(1) PLC\u5bb9\u91cf\u7684\u9009\u62e9
\u2460\u9996\u5148\u8981\u5bf9\u63a7\u5236\u4efb\u52a1\u8fdb\u884c\u8be6\u7ec6\u7684\u5206\u6790\uff0c\u628a\u6240\u6709\u7684I/O\u70b9\u627e\u51fa\u6765\uff0c\u5305\u62ec\u5f00\u5173\u91cfI/O\u548c\u6a21\u62df\u91cfI/O \u8fd9\u4e9bI/O\u70b9\u7684\u6027\u8d28\u3002
\u2461\u7136\u540e\u8981\u5bf9\u7528\u6237\u5b58\u50a8\u5668\u5bb9\u91cf\u8fdb\u884c\u4f30\u7b97\u3002\u603b\u5b58\u50a8\u5668\u5b57\u6570\uff1d(\u5f00\u5173\u91cf\u8f93\u5165\u70b9\u6570+\u5f00\u5173\u91cf\u8f93\u51fa\u70b9\u6570)\u00d710+\u6a21\u62df\u91cf\u70b9\u6570\u00d7150\u3002\u7136\u540e\u6309\u8ba1\u7b97\u5b58\u50a8\u5668\u5b57\u6570\u768425\uff05\u8003\u8651\u4f59\u91cf\u3002
(2) PLC\u673a\u578b\u7684\u9009\u62e9
\u7531\u4e8e\u751f\u4ea7PLC\u7684\u5382\u5bb6\u4f17\u591a\uff0c\u5b9e\u73b0\u7684\u529f\u80fd\u867d\u57fa\u672c\u76f8\u540c\uff0c\u6027\u80fd\u3001\u4ef7\u683c\u548c\u7f16\u7a0b\u8bed\u8a00\u5374\u6709\u8f83\u5927\u5dee\u522b\uff0c\u4e00\u822c\u4ece\u4ee5\u4e0b\u51e0\u4e2a\u65b9\u9762\u8003\u8651\u3002
\u2460\u529f\u80fd\u65b9\u9762\uff1a\u6240\u6709PLC\u4e00\u822c\u90fd\u5177\u6709\u5e38\u89c4\u7684\u529f\u80fd\uff0c\u4f46\u5bf9\u67d0\u4e9b\u7279\u6b8a\u8981\u6c42\uff0c\u5c31\u8981\u77e5\u9053\u6240\u9009\u7528\u7684PLC \u662f\u5426\u6709\u80fd\u529b\u5b8c\u6210\u63a7\u5236\u4efb\u52a1\u3002
\u2461\u4ef7\u683c\u65b9\u9762\uff1a\u4e0d\u540c\u5382\u5bb6\u7684PLC\u4ea7\u54c1\u4ef7\u683c\u76f8\u5dee\u5f88\u5927\uff0c\u6709\u4e9b\u529f\u80fd\u7c7b\u4f3c\u3001\u8d28\u91cf\u76f8\u5f53\u3001I/O\u70b9\u6570\u76f8\u5f53\u7684PLC\u7684\u4ef7\u683c\u80fd\u76f8\u5dee40\uff05\u4ee5\u4e0a\u3002\u5728\u4f7f\u7528PLC\u8f83\u591a\u7684\u60c5\u51b5\u4e0b\uff0c\u6027\u4ef7\u6bd4\u662f\u4e00\u4e2a\u91cd\u8981\u7684\u56e0\u7d20\u3002
\u2462\u552e\u540e\u670d\u52a1\uff1a\u5e94\u8003\u8651\u76f8\u5173\u7684\u6280\u672f\u652f\u6301\uff0c\u7edf\u4e00\u578b\u53f7\u65b9\u4fbf\u7ef4\u62a4\uff0c\u7cfb\u7edf\u6539\u9020\u3001\u5347\u7ea7\u7b49\u56e0\u7d20\u3002
（ 1 ）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据；
（ 2 ）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；
（ 3 ）选定 PLC
的型号；
（ 4 ）编制 PLC
的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图；
（ 5 ）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计；
（ 6 ）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；
（ 7 ）设计操作台、电气柜及非标准电器元部件；
（ 8 ）编写设计说明书和使用说明书；
根据具体任务，上述内容可适当调整。
2 ． 系统设计的基本步骤
（ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求
a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。
（ 2 ）确定 I/O
设备
根据被控对象对 PLC
控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
（ 3 ）选择合适的 PLC
类型
根据已确定的用户 I/O
设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC
类型，包括机型的选择、容量的选择、 I/O
模块的选择、电源模块的选择等。
（ 4 ）分配 I/O
点
分配 PLC
的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC
程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。
（ 5 ）设计应用系统梯形图程序
根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。
（ 6 ）将程序输入 PLC
当使用简易编程器将程序输入 PLC
时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到 PLC
中去。
（ 7 ）进行软件测试
程序输入 PLC
后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC
连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。
（ 8 ）应用系统整体调试
在 PLC
软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。
丰炜PLC说明资料1-PLC系统设计及选型方法
在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，工业现场中的这些自动控制问题，若采用可编程控制器(PLC)可以轻松的解决，PLC已成为解决自动控制问题最有效的工具之一，越来越广泛的应用于工业控制领域中，本文简要叙述了PLC控制系统设计的步骤及PLC的基本选型方法，供大家参考。
一、可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤
（ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求
这是整个系统设计的基础，以后的选型、编程、调试都是以此为目标的。
a ．被控对象就是所要控制的机械、电气设备、生产线或生产过程。
b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和连锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这样可化繁为简，有利于编程和调试。
（ 2 ）确定 I/O 设备
根据被控对象的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器、编码器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀、变频器、伺服、步进等。
（ 3 ）选择合适的 PLC 类型
根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、 I/O 模块的选择、特殊模块、电源模块的选择等。
（ 4 ）分配 I/O 点
分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着就可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。
（ 5 ）编写梯形图程序
根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。
（ 6 ）进行软件测试
将程序下载到 PLC 后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。
（ 7 ）应用系统整体调试
在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。
（ 8 ）编制技术文件
系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、PLC梯形图等。
在PLC系统设计时，确定控制方案后，下一步工作就是PLC的选型工作。应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围，确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。下面结合我公司丰炜PLC具体说明一下选型步骤及系统设计时注意事项。
二、 PLC 型号的选择
（ 1 ）通讯功能选择
根据系统的工艺要求，首先应确定系统用 PLC单机控制，还是用PLC形成网络，以及是否和其他设备有通信，如触摸屏，变频器，检测控制设备等等。这样就可以根据通讯接口数量、类型（RS-232,422,485）及通讯协议，规划PLC类型和通讯扩充卡或通讯扩充模块。
（ 2 ）控制功能选择
根据系统的工艺要求，应确定系统是否有A/D、D/A转换，温度采集控制，比例阀控制等工艺要求，选择VB系列相应的特殊模块，同时根据特殊模块数量选择VB系列相应的主机（VB0可接4个特殊模块，VB1可接8个特殊模块，VB2可接16个特殊模块）。
（ 3 ）高速计数及高速脉冲输出选择
根据系统的工艺要求，确认系统是否有高速计数或高速脉冲输出及相应的点数和频率，来选择相应型号的主机。
丰炜PLC全系列都具有软体32位元上下数带停电保持高速计数器，其中单相计数器11点（最高计数频率10KHz），双相计数器5点（最高计数频率10KHz），A/B相计数器5点（最高计数频率5KHz，VH系列为4点）。VB1系列在软体计数器基础上还有2点最高计数频率高达200KHz的硬体32位元高速计数器。
关于高速脉冲输出，VH仅有1点7KHz的脉冲输出，VB0及VB2各有2点7KHz的脉冲输出，VB1有2点20KHz和2点200KHz的脉冲输出（VB1系列专为高速输入及速位控制应用而设计）。
其中需要注意的是高速脉冲输出应采用晶体管输出形式，不然很容易损坏。由于高速计数器只有输入端X0-X7 ，当其中某些点被占用后，其对应的其他高速计数器将不可再使用。
（ 4 ）I/O点数及输入输出形式选择
要先弄清除控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 10 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需 PLC 的点数。然后根据系统的外部电路选择合适的输入输出形式。
三．输入回路的设计
（ 1 ）电源回路
PLC供电电源一般为 AC85—240V(也有DC24V)，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件(如电源滤波器、1：1隔离变压器等)。注：丰炜PLC供电交流电源为 AC85—264V直流电源为 DC21—28V。
（ 2 ）PLC上DC24V电源的使用
各公司 PLC产品上一般都有DC24V电源，但该电源容量小，为几十毫安至几百毫安，用其带负载时要注意容量，同时作好防短路措施(因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行)。注：丰炜PLC交流电源主机及扩充机自带DC24V输出规格为：DC24V±15% 420mA，且内部有保护电路可有效防止电源短路情况。
（ 3 ）外部DC24V电源
若输入回路有 DC24V供电的接近开关、光电开关等，而PLC上DC24V电源容量不够时，要从外部提供DC24V电源，具体接线方法请参阅PLC硬体说明书。
（ 4 ）输入的灵敏度
各厂家对PLC的输人端电压和电流都有规定，以丰炜PLC为例，丰炜PLC的输入值为：DC24V、7mA，启动电流为3.5mA以上，关断电流为1.5mA以下，因此，当输入回路串有二极管或电阻(不能完全启动)，或者有并联电阻或有漏电流时(不能完全切断)，就会有误动作，灵敏度下降，对此应采取措施。另一方面，输入反应时间为10mS（X0～X7 VB系列可变更为0～60mS，VH系列可变更为0～15mS）隔离方式为光耦隔离，VH输入型号形式为无电压接点或NPN开集电极晶体管，VB输入型号形式为无电压接点或NPN/PNP开集电极晶体管。
四．输出回路的设计
（ 1 ）各种输出方式之间的比较
a.继电器输出：优点是不同公共点之间可带不同的交、直流负载，且电压也可不同，带负载电流可达2A／点；但继电器输出方式不适用于高频动作的负载，这是由继电器的寿命及响应时间决定的。其寿命随带负载电流的增加而减少，一般在10万次以上，响应时间为10ms
b.晶体管输出：最大优点是适应于高频动作，响应时间短，OFF→ON:20uS以下，ON→OFF:100uS以下，但它只能带 DC 5—30V的负载，最大输出负载电流为0．5A／点，但每4点共COM不得大于0．8A。
（ 2 ）抗干扰与外部互锁
当PLC输出带感性负载，负载断电时会对PLC的输出造成浪涌冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护PLC。
用于正反转的接触器同时合上是十分危险的事情，像这样的负载除了在PLC内部已进行软件互锁外，在PLC的外部也应进行互锁，以加强系统的可靠性。
（ 3 ）“COM”点的选择
不同的 PLC产品，其“COM”点的数量是不一样的，有的一个“COM”点带4个输出点，有的带1个输出点。当负载的种类多，且电流大时，采用一个“COM”点带1个输出点的 PLC产品；当负载数量多而种类少时，采用一个“COM”点带4个输出点的PLC产品，这样会对电路设计带来很多方便。每个“COM”点处加一熔丝，以继电器输出为例，1个输出时加2—3A的熔丝，4点输出的加5—10A的熔丝，因为PLC内部一般没有熔丝，为避免负载短路而烧毁基板，请在外部安装保险丝。
（ 4 ）PLC外部驱动电路
对于 PLC输出不能直接带动负载的情况下，必须在外部采用驱动电路：可以用三极管驱，也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动，同时应采用保护电路和浪涌吸收电路，且每路有显示二极管(LED)指示。印制板应做成插拔式，易于维修。丰炜新推出的VB系列IDC连接器机型，就提供MOSFET及继电器转接模组的，在以后的资料中我们会详细说明。
五．扩充模块及特殊模块之电源供应
PLC主机及扩充机本身具备电源供给电路，而扩充模块及特殊模块的电源供应（5V及12V,5V用于提供CPU、总线及指示灯电压，12V用于提供驱动负载电压），必须依赖主机及扩充机提供，VB系列还可以借助VB-PWR电源扩充模块提供。
六．PLC的输入输出布线
PLC的输入输出布线也有一定的要求，请看各产品的使用说明书。
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