1)大限度的滿足被控對象提出的各項(xiàng)性能指標(biāo) 在進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，盡管有著不同的被控對象和設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)內(nèi)容可能涉及諸多方面，又需要和大量的現(xiàn)場輸入、輸出設(shè)備相連接，但是基本內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個(gè)方面： 1)明確設(shè)計(jì)任務(wù)和技術(shù)條件 選擇適當(dāng)型號的PLC機(jī)是設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一步。目前，國內(nèi)外PLC生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC品種已達(dá)數(shù)百個(gè)，其性能各有特點(diǎn)，價(jià)格也不盡相同。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)，首先要根據(jù)機(jī)型統(tǒng)一的原則來考慮，盡可能考慮采用與本企業(yè)正在使用的同系列的PLC機(jī)，以便于學(xué)習(xí)、掌握、維護(hù)的方便性，備品配件的通用性，且可減少編程的投資。在此基礎(chǔ)上還要充分考慮下面因素，以便選擇jia型號的PLC機(jī)： 1) I／Ｏ設(shè)備的數(shù)量和性質(zhì)
為明確控制任務(wù)和控制系統(tǒng)應(yīng)有的功能，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，就應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，搜集資料，與機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬定電氣控制方案，以便協(xié)同解決在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的各種問題。2)確?？刂葡到y(tǒng)的安全可靠
電氣控制系統(tǒng)的可靠性就是生命線，不能安全可靠工作的電氣控制系統(tǒng)，是不可能長期投入生產(chǎn)運(yùn)行的。尤其是在以提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，保證生產(chǎn)安全為目標(biāo)的應(yīng)用場合，必須將可靠性放在首位，甚至構(gòu)成冗余控制系統(tǒng)
3)力求控制系統(tǒng)簡單
在能夠滿足控制要求和保證可靠工作的前提下，應(yīng)力求控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單。只有構(gòu)成簡單的控制系統(tǒng)才具有經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性的特點(diǎn)，才能做到使用方便和維護(hù)容易。
4)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ?/strong>
考慮到生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，控制任務(wù)的增加，以及維護(hù)方便的需要，要充分利用PLC易于擴(kuò)充的特點(diǎn)，在選擇PLC的容量(包括存儲器的容量、機(jī)架插槽數(shù)、Ｉ／Ｏ點(diǎn)的數(shù)量等)時(shí)，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ俊?/p>3 PLC設(shè)計(jì)的基本步驟
設(shè)計(jì)任務(wù)和技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書的方式給出，在設(shè)計(jì)任務(wù)書中，應(yīng)明確各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求、約束條件及控制方式。因此，設(shè)計(jì)任務(wù)書是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。
2)確定用戶輸入設(shè)備和輸出設(shè)備
用戶的輸入、輸出設(shè)備是構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)中，除了作為控制器的PLC本身以外的硬件設(shè)備，是進(jìn)行機(jī)型選擇和軟件設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此，要明確輸入設(shè)備的類型(如控制按鈕、行程開關(guān)、操作開關(guān)、檢測元件、保護(hù)器件、傳感器等)和數(shù)量，輸出設(shè)備的類型(如信號燈、接觸器、繼電器等執(zhí)行元件)和數(shù)量，以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的負(fù)載(如電動(dòng)機(jī)、電磁閥等)。并進(jìn)行分類、匯總。
3)選擇PLC的機(jī)型
PLC是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部件，正確、合理的選擇機(jī)型對于保證整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。
PLC的選型應(yīng)包括機(jī)型的選擇、存儲器容量的選擇、Ｉ／Ｏ模板的選擇等。
4)分配Ｉ／Ｏ地址，繪制Ｉ／Ｏ接線圖
通過對用戶輸入、輸出設(shè)備的分析、分類和整理，進(jìn)行相應(yīng)的Ｉ／Ｏ地址分配，并據(jù)此繪制Ｉ／Ｏ接線圖。
至此，基本完成了PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。
5)設(shè)計(jì)控制程序
根據(jù)控制任務(wù)和所選擇的機(jī)型以及Ｉ／Ｏ接線圖，一般采用梯形圖語言設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制程序。設(shè)計(jì)控制程序就是設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件，這對于保證整個(gè)系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行至關(guān)重要，必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，使之滿足控制要求。
6)必要時(shí)設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備
在進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。如無標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備可選，還可能需要設(shè)計(jì)操作臺、控制柜、模擬顯示屏等非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
7)編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件
在設(shè)計(jì)任務(wù)完成后，要編制系統(tǒng)的技術(shù)文件。技術(shù)文件一般應(yīng)包括設(shè)計(jì)說明書、使用說明書、Ｉ／Ｏ接線圖和控制程序(如梯形圖等)。
4 PLC的選型
在選擇PLC時(shí)，首先應(yīng)對系統(tǒng)要求的輸入、輸出有詳細(xì)的了解，即輸入量有多少，輸出量有多少，哪些是開關(guān)(或數(shù)字)量，哪些是模擬量，對于數(shù)字型輸出量還應(yīng)了解負(fù)載的性質(zhì)，以選擇合適的輸出形式(繼電器型、晶體管型、雙向可控硅型)。在確定了PLC機(jī)的控制規(guī)模后，還要考慮一定的余量，以適應(yīng)工藝流程的變動(dòng)及系統(tǒng)功能的擴(kuò)充，一般可按10～15％的余量來考慮。另外，還要考慮PLC的結(jié)構(gòu)，從Ｉ／Ｏ點(diǎn)數(shù)的搭配上加以分析，決定選擇整體式還是模塊式的PLC。
在確定了PLC的輸入量和輸出量的點(diǎn)數(shù)及性質(zhì)后，就可以進(jìn)一步確定各種Ｉ／Ｏ模板的型號和數(shù)量。開關(guān)量Ｉ／Ｏ模板的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)有4、8、16、32、64點(diǎn)，點(diǎn)數(shù)多的模板，每點(diǎn)平均價(jià)格相對較低。對開關(guān)量Ｉ／Ｏ模板的外部接線方式可分為隔離式和匯點(diǎn)式，隔離式的每點(diǎn)平均價(jià)格較高。如果信號之間不需要隔離，應(yīng)選用匯點(diǎn)式的Ｉ／Ｏ模板。在整體式PLC機(jī)中，各個(gè)Ｉ／Ｏ端子也有隔離式和匯點(diǎn)式之分，以滿足不同電壓等級的輸入／輸出器件的需要。 2)PLC的功能
要根據(jù)該系統(tǒng)的控制過程和控制規(guī)律，確定PLC機(jī)應(yīng)具有的功能。各個(gè)系列不同規(guī)格的PLC機(jī)所具有的功能并不完全相同。如有些小型PLC只有開關(guān)量的邏輯控制功能，而不具備數(shù)據(jù)處理和模擬量處理功能。當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)還要求進(jìn)行位置控制、溫度控制、PID控制等閉環(huán)控制時(shí)，應(yīng)考慮采用模板式PLC，并選擇相應(yīng)的特殊功能的Ｉ／Ｏ模塊，否則這些算法都用PLC的梯形圖設(shè)計(jì)，一方面編程困難，另一方面也占用了大量的程序空間。
另外，還應(yīng)考慮PLC的運(yùn)算速度，特別是當(dāng)使用模擬量控制和高速計(jì)數(shù)器等功能時(shí)，應(yīng)弄清PLC機(jī)的zui高工作頻率是否滿足要求。 3)用戶程序存儲器的容量
合理確定PLC的用戶程序存儲器的容量，是PLC應(yīng)用設(shè)計(jì)及選型中不可缺少的環(huán)節(jié)。一般說來，用戶程序存儲器的內(nèi)存容量與內(nèi)存利用率、開關(guān)量Ｉ／Ｏ總數(shù)、模擬量Ｉ／Ｏ點(diǎn)數(shù)及設(shè)計(jì)者的編程水平有關(guān)。
簡單的估算公式：
內(nèi)存字?jǐn)?shù)＝(開關(guān)量Ｉ／Ｏ總點(diǎn)數(shù)＋模擬量Ｉ／Ｏ點(diǎn)數(shù) X 16) X 10
式中：每個(gè)模擬量通道(或Ｉ／Ｏ點(diǎn))相當(dāng)16個(gè)開關(guān)量Ｉ／Ｏ點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，可考慮留有20～25％的裕量。對于工藝比較復(fù)雜的系統(tǒng)，應(yīng)適當(dāng)增加存儲器的容量，否則，當(dāng)控制較復(fù)雜、數(shù)據(jù)處理量大時(shí)，可能出現(xiàn)存儲器容量不夠的問題。
