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PLC系统设计

系统设计包括硬件设计和软件设计。所谓硬件设计，是指PLC外部设备的设计，而软件设计即PLC梯形图的设计。

  在硬件设计中，要进行输入设备的选择(如操作按钮、转换开关及计量保护的输入信号等)，执行元件(如接触器、电磁阀、信号灯等)的选择，以及控制台、柜的设计等。应根器PLC用户使用手册的说明，对PLC进行输入/输出通道分配，及外部接线设计。在进行I/O通道分配时应做出I/O通道分配表，表中应包含I/O编号、设备代号、名称及功能，且应尽量将相同类型的信号、相同电压等级的信号排在一起，以便于施工。对于较大的控制系统，为便于软件设计，可根据工艺流程，将所需的计数器、定时器及内部辅助继电器也进行相应的分配。这些工作完成之后，就可以进行软件设计了。

  系统软件设计的难易程度因控制任务而异，也因人而异。对经验丰富的工程技术人员来说，他在长时间的专业工作中，受到过各种各样的磨练，积累了许多经验，除了一般的编程方法外，更有他自己的编程技巧和方法。但不管怎么说，平时多注意积累和总结是很重要的。

  在程序设计时，除I/O地址列表外，有时还要把在程序中用到的中间继电器、定时器、计数器和存储单元以及它们的作用或功能列写出来，以便编写程序和阅读程序。

  在编程语言的选择上，具体是用梯形图编程还是用语句表编程或使用功能图编程，这主要取决于以下几点。

  ①有些PLC使用梯形图编程不是很方便(例如书写不便)，则可用语句表编程；但梯形图总比语句表直观。

  ②经验丰富的人员可用语句表直接编程，就像使用汇编语言一样。

  ①如果是清晰的单顺序、选择顺序或并发展序的控制任务，则zuihao用功能图来设计程序。

  软件设计可以与现场施工同步进行，即在硬件设计完成以后，同时进行软件设计和现场施工，以缩短施工周期。

  系统调试

  ①程序调试前的准备工作 PLC的程序安装后，需对所编写的程序进行调试。调试前的准备工作包括下列内容。

  a，外部接线的检查外部接线的检查包括对输入/输出接线的正确性检查，对地的维线性检查，屏蔽接线检查等。

  b.供电系统的检查 供电系统的检查包括对PLC的供电电源接线的检查和电压检查、外部供电电源的检查等。

  e.执行机构的运行检查 执行机构的运行检查包括执行机构对输入信号的响应时间和运转正反等状态检查，有时要和检测元件和开关的运行检查一配进行，以便了解执行机构品行后检测元件和开关是否有相应的输出信号等。

  d.检测元件和开关的运行检查检测元件和开关是PLC输入信号的来源。要对检测元件、开关、按钮等信号在运行后的响应进行检查，了解它们的状态是否有相应的变化等。程序调试前准备工作的好坏与程序调试有很大的关系，准备工作做得好，程序调试时可以只考虑是程序方向的出错原因，使程序的调试时间缩短，

  ② 程序调试 程序调试前应把编程器与PLC相连，并接好供电电源。编程器可以是小型手持式编程器或微型计算机等。程序的调试包括输入信号的调试、输出信号的调试、通信系统调试及总调试等。

  a.输入信号调试 输入信号调试前，对信号的供电应再一次进行检查，防止因供电电压不符造成元件的损坏。对输入端的熔断器等外部元器件的检查也是极重要的。

  对PLC的各个开关量输入点，用手动的方法使这些输入点分别动作，观察相应的输入信号灯是否点亮或在编程器的屏幕上检查信号的状态，如果信号灯不亮或信号状态不变化。则应检查外部的线路和接线是否良好和正确，对模拟量的输入信号，可在现场连接信号发生器，根据信号的大小，在屏幕上检查信号转换是否正确，显示的数据与相应的信号是否一致，否则，应检查外部线路和接线是否良好和正确。

  b.输出信号调试 对执行机构的供电应在调试前再一次检查，用于防止因供电电压不符造成的事故，在对中间继电器转换的场合，对中间继电器的供电电压也要进行一次再检查。

  对PLC的各个开关量输出点，采用在编程器内强制输出信号的方法，对各开关量输出点发出动作信号，检查相应的输出信号灯是否点亮或熄灭或在监视器的屏幕上检查输出信号状态的变化，此外，应对相应的输出设备状态进行检查，如果某一输出设备不动作，则应检查输出模块、相应的输出设备和外部接线。对模拟量输出信号，可检查强制输出信号是否输出，执行机构是否动作，对应关系是否一致等。否则，应检查输出模块、输出设备和外部接线。

经验设计法,逻辑设计法和功能表图

一般来说，经验设计法适用于简单控制系统的程序设计，特别是对熟悉继电器控制电路的技术人员，比较容易掌握。经验设计法是在一些典型的控制环节和电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，凭经验进行选择、组合，有时为了得到一个满意的设计结果，需要进行多次反复调试和修改，增加一些辅助触点和中间编程元件，这种设计方法没有一个普遍的规律可遵循，具有一定的试探性和随意性，Zui后得到的结果也不是唯一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有关。经验设计法对于一些比较简单的控制系统的设计是比较奏效的，可以收到快速、简单的效果，但是，因这种方法主要是依靠设计人员的经验进行设计，所以对设计人员的要求也比较高，特别是要求设计者有一定的实践经验，对工业控制系统和工业上常用的各种典型环节比较熟悉，对于较复杂的系统，经验法一般设计周期长，不易掌握，系统交付使用后，维护困难，所以，经验法一般只适合于较简单的或与某些典型系统相类似的控制系统的设计。设计者在平时的工作中应注意多收集与积累各种的典型环节，从而不断丰富自己的经验。

  在工业电气控制线路中，有不少都是通过继电器等电气元件来实现，而继电器、交流接触器的触点都只有两种状态，即闭合和断开，因此，可以用"1"和"0"两种取值的逻辑代数设计电气控制线路。PLC的早期应用就是替代继电器控制系统，因此逻辑设计方法可以用于PLC应用程序的设计。逻辑设计法主要适合于组合理算控制的设计。首先要根据控制要求正确地列写逻辑表达式，化简后画出梯形图。一般来讲，逻辑设计法应与经验设计法配合使用，否则可能使逻辑关系过于复杂。

  波形图设计法适用于时序控制系统的设计，首先要根据控制要求把各信号的工作波形画出来，再按时间用逻辑关系组合，要注意逻辑表达式应正确无误，Zui后根据逻辑表达式即可画出梯形图程序。

  对于顺序控制的应用系统，除了经验设计法外，功能表图(流程图)是一种很好的设计精形图的方法，利用功能表图(流程图)设计的梯形图逻辑严密，方法规范、简单易行。由若干工步、转换、动作和有向连线组成的整体就是功能表图。适用于按条件步进控制系统的程序设计，只要能按照控制要求正确表达出转步条件和各步应工作的电器，就能很方便地设计出梯形图程序。