PLC设计内容及步骤

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1、PLC 设计内容及步骤第一阶段：1. 总体方案的确定：熟悉控制对象和控制要求，分析控制过程，确定总体方案。2. 正确选用电气控制元件和 PLC： PLC控制系统是由 PLC、用户输入及输出设备、控制对象等连接而成的。应认真选择用户输入设备（按钮、开关、限位开关和传感器等）和输出设备（继电器、接触器、信号灯、电磁阀等执行元件）。要求进行电气元件的选用说明。必要时应设计完成系统主电路图。根据选用的输入输出设备的数目和电气特性，选择合适的PLC。PLC 是控制系统的核心部件， 对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要作用。选择 PLC应包括机型、 容量、 I/O 点数、输入输出模块( 类型 )

2、 、电源模块以及特殊功能模块的选择等。3. 分配 I/O 点：根据选用的输入输出设备、控制要求，确定PLC外部 I/O 端口分配。a. 作 I/O 分配表， 对各 I/O 点功能作出说明。b. 画出 PLC外部 I/O 接线图， 依据输入输出设备和 I/O 口分配关系，画出I/O 接线图。 接线图中各元件应有代号、编号等。并在电器元件明细表中注明规格数量等。控制流程图及说明：绘制PLC控制系统程序流程图，完成程序设计过程的分析说明。第二阶段：5. 程序设计：利用 CX-Programmer 编程软件编写控制系统的梯形图程序。在满足系统技术要求和工作情况的前提下，应尽量简化程序，尽量减少PLC的

3、输入输出点，设计简单、可靠的控制程序。注意安全保护( 检查联锁要求、防误操作功能等能否实现。)6. 调试、完善控制程序：a. 利用CX-Programmer 在计算机上仿真运行调试PLC控制程序。b. 与PLC仅输入及输出设备联机进行程序调试。调试中对设计的系统工作原理进行分析，审查控制实现的可靠性，检查系统功能， 完善控制程序。 控制程序必须经过反复调试、修改，直到满意为止。7. 撰写设计报告：设计报告内容中应有控制要求、系统分析、主电路、控制流程图、I/O 分配表、 I/O 接线图、内部元件分配表、系统电气原理图、用CX-P打印的 PLC程序、程序说明、操作说明、结论、参考文献等。要重点突

4、出，图文并茂，文字通畅。并应着重阐述本人工作内容和心得体会。PLC控制系统设计概要( 一 ) 、 PLC控制系统设计的基本原则在设计 PLC控制系统时，应遵循以下基本要求：1. 最大限度地满足被控对象的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究， 搜集资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合， 共同拟定电气控制方案， 协同解决设计中出现的各种问题。2. 在满足控制要求的的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维修方便。3. 保证控制系统的安全、可靠。4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有余地。( 二 ) 、 PLC控制系统设计的一般步骤PLC控制系统设计的一

5、般步骤见以下流程图：工艺过程分析控制要求确定用户的I/O 设备选择PLC分配I/O ，设计I/O 连接图控制台（柜）设计PLC程序设计绘制流程图及现场施工设计梯形图设计控制台（柜）编制程序清单修改输入程序并检查现场连接调试No满足要求？Yes联机调试NoNo满足要求？Yes编制技术文件交付使用1. 流程图功能说明(1) . 根据生产的工艺过程分析控制要求： 需要完成的动作 （动作顺序、 动作条件及必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动；连续、周期、单步等）。(2) . 根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备，据此确定PLC的 I/O 点数。(3) . 选择 PLC，分配 PLC的 I/O

6、 点，设计I/O 电气连接图（也可结合第2 步进行）。(4) . 进行 PLC 的程序设计。对于实际控制系统同时可进行控制台（柜）的设计和施工。2. PLC 程序设计步骤(1) . 对于较复杂的控制系统，需绘制系统流程图，明确给出动作的顺序和条件(2) . 设计梯形图 （并程序清单） 。这是比较困难的但也是关键的一步。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基础及实践经验。(3) . 程序输入 PLC并检查输入是否正确。(4) . 程序查错 ( 逻辑及语法检查） ，运行调试和修改， 进行联机调试， 直至满足生产要求。(5) . 编制技术文件 ( 程序说明、操作说明等

7、) 。( 三 ) 、 PLC机型的选择选型的基本原则一般从系统控制功能、指令和编程方式、PLC存储量和响应时间、通信联网功能等几个方面综合考虑。所选PLC应能够满足控制系统的功能需要。从应用角度来看，PLC可按控制功能或I/O 点数分类。从 PLC的物理结构来看，PLC分为模块式和整体式。PLC的指令系统一般包括逻辑指令、运算指令、控制指令、数据处理和其他特殊指令，这些指令能完成诸如开平方、对数运算、网络通信 (PLC 联网已成为一种发展趋势 ) 等功能。用户可从便于控制系统编程的角度来加以选择，只要能满足实际需要就可以了。 PLC的编程有两种方式： 在线和离线编程。采用离线编程可降低成本，对

8、大多数应用系统来说都可以满足生产需要，因而较多的中小型PLC都使用这种方法。2. 输入 / 输出模块的选择输入模块将现场设备( 如按钮开关 ) 的信号进行检测并转换成PLC机内部的电平信号， 它按电压分为交流式和直流式， 按电路形式分为汇点输入式和分隔输入式。 选择输入模块时应考虑： 输入信号电压的大小，信号传输的距离长短，是否需要隔离及采用何种方式隔离，内部供电还是外部供电等问题。输出模块把PC内部信号转换为外部过程的控制信号，以驱动外部负载。输入 / 输出模块是可编程序控制器与被控对象之间的接口，按照输入 / 输出信号的性质一般可分为开关量( 或数字量 ) 和模拟量模块。开关量模块包括输入

9、模块和输出模块，有交流、 直流和交直流三种类型。开关量输入模块按输入点数分为4、8、 16、 32、 64 等，按电压等级分为直流24 V 、 48 V 、 60 V 和交流110 V 、230 V 等。模块密度要根据实际需要来选择，一般以每块16 32 点为好。如果是长距离传输通信， 开关量输入模块的门坎电平也是不容忽视的一个因素。直流开关量输入模块的延迟时间较短，可直接与接近开关、光电开关等电子装置相连。开关量输出模块按输出点数分有16、 32、 64 点，按输出方式分有继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。选择的输出模块的电流值必须大于负载电流的额定值。对于频繁通断、低功率因数的感性负载，

10、应采用无触点开关器件，即选用晶闸管输出( 交流输出 ) 或晶体管输出( 直流输出 ) ，这样做的缺点是价格较高。 继电器输出属于有触点器件， 其优点是适应电压的范围宽，价格便宜，但存在寿命短、响应速度较慢的缺点。模拟量模块也包括输入模块和输出模块。模拟量输入模块把来自于传感器或变送器的电压、压力、 流量、位移等电量或非电量转变为一定范围内的电压或电流信号，所以它分为电压型和电流型。电流型又分为0 20 mA、 4 20 mA 两种，电压型分为1 5 V、 -10V +10、05 V等多种型号。通道有2、 4、 8、 16个。在选用时应注意外部物理量的输入范围，模拟通道循环扫描的时间和信号的连接

11、方式。一般来说， 电流型的抗干扰能力优于电压型。模拟量输出模块能输出被控设备所需的电压或电流，它的电压型和电流型的型号与模拟量输入模块的大体相似，选用输出模块驱动执行机构时，中间有可能要增加必要的转换装置，同时还要注意信号的统一性和阻抗的匹配性。3. 对程序存储器容量的估算PLC的程序存储器容量通常以字或步为单位。用户程序所需存储器容量可以预先估算。一般情况下用户程序所需存储的字数可按照如下经验公式来计算： 开关量输入输出系统：输入：用户程序所需存储的字数=输入点总数 10。输出：用户程序所需存储的字数=输出点总数 8。 模拟量输入输出系统：每一路模拟量信号大约需要120 字的存储容量，当模拟输入和输出同时存在时，应有所需内存字数=模拟量路数250。 定时器和记数器系统：所需内存字数=定时器 / 记数器数量 2。 含有通信接口的系统( 多指 PC网络系统 ) ：所需存储字数=通信接口个数300。另外，根据系统控制要求的难易程度也可采用另一种方法进行估算：程序容量K总输入 / 输出点数。对于简单控制系统来说，K=6；若为普通系统，则K=8；若为较复杂系统，则 K=10；若为复杂系统，则K=12。