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摘 要：PLC 控制系统在工业生产中的应用对我国工业生产的自动化与智能化的发展起到了良好的促进作用，对PLC 控制系统的设计应积极总结先进的设计经验，在实际生产中，通过将PLC 控制系统功能的最大化实现来提高企业的经济效益。本文对PLC控制系统设计方法进行了探讨。
关键词：PLC控制系统；设计；原则；方法
一、PLC控制系统设计的基本原则
（一）使PLC控制系统的功能发挥到最大，从而满足被控制对象的需求
在设计PLC控制系统的过程中，要最大努力地发挥PLC控制系统具有的性能，而满足在生产工艺上被控制对象的需求，这不仅是PLC控制系统设计的前提要求，还是PLC控制系统中必须遵守的一个原则。
（二）确保PLC控制系统运行的安全性、稳定性和可靠性
在设计PLC控制系统的过程中，要认真考虑到PLC控制系统使用时长，并且能维持长期安全、稳定、可靠的运行工作，这是在设计PLC控制系统时必须遵循的最主要原则。
（三） PLC控制系统具备经济性高、操作简单、维修方便的特点
在设计一个新的控制系统过程中，首先考虑工业生产投入和支出的经济效益和在工厂生产时自身的工作效率，但这些条件没有使PLC控制系统构成复杂系统，在设计PLC控制系统时既要遵守上述这些原则，而且还必须考虑PLC控制系统通过实际运用后产生的操作问题和维修问题。
（四） PLC控制系统要满足后续发展的要求
随着科学技术的不断发展，使我国控制系统得到大力的推广使用，而且更新速度也在提升。在设计PLC控制系统时，必须经常考虑PLC控制系统在经过实践运用后，它的可持续发展性和完善性等重要问题。
二、PLC控制系统的设计方法
（一） PLC 的选型
1.由于新型号的 PLC 未经长时间的实践和应用，容易在使用中暴露出设计缺陷，所以在PLC 的选用上应尽量避免选用新出品的型号。
2.相同的编程器、 通信接口、编程软件和通信协议对设计者和使用者都是极大地方便之处，因此PLC 的选型要尽量系统化、 通用化。
3.新设计的系统可能会存在许多缺陷，新增某些功能都需要额外的输入输出点，因此在PLC 的选型要注意输入输出点数留有一定的余量， 接线端子也需要留出一定的余量。
（二）对 PLC 控制系统进行设计时的步骤
1.根据控制要求确定软件硬件分工
①控制的基本方式。控制的基本方式包括行程控制，时间控制、速度控制、电流/电压控制（信号来自各种传感器）等。
②需要完成的动作。需要完成的动作包括动作及其顺序、动作条件。
③操作方式。包括手动（手动点动，回原点），自动（单步运行、单周期运行、自动运行）以及必要的保护与报警、联锁与互锁、现场显示、故障诊断等
④确定软件与硬件分工。控制系统的某些功能可以用硬件实现，也可以用软件实现，可以按照技术方案、经济性、可靠性等指标，选用硬件实现，或者选用软件实现，或者同时选用。
2.确定用户的1/O设备
①根据控制要求，确定输入设备。输入设备包括拨码开关、编码器、传感器和主令开关（含按钮、转换开关、行程开关、限位开关等）。
②根据控制要求，确定输出设备。输出设备包括接触器、继电器、电磁阀、信号灯、LED等，以及步进电动机、伺服电动机、变频电动机控制器等，并了解与输出设备相连的电动机控制要求。
③根据用户的1/O的设备数量，确定PLC的I/O点数。
3.硬件设计
①选择PLC的型号。正确选择PLC的型号对于保证控制系统的技术性、经济性、可靠性、可扩展性至关重要。据此，可以选择合适的PLC系列，并在该系列中选择合适的型号。选择并确定PLC的容量，开关量输入的点数，开关量输出的点数、输出方式及其输出功率；模拟量输入的点数，模拟量输出的点数；选择并确定电源模块，特殊功能模块的种类及数量。
②建立PLC的I/O地址分配表。分配PLC的I/O点，建立I/O地址分配表。
③绘制I/O设备与PLC的连线图。绘制出PLC的1/O端子与I/O设备的连线图。考虑必要的安全保护措施，如互锁和联锁保护、过电压保护、过电流保护、短路保护等。
④电气系统的设计。电气系统的设计主要是指设计电气控制柜的电气布置图，电气安装图，操作面板布置图，接线端于图等的设计，有时还需要设计控制台。此外，还要进行配线设计，要求标注对应的PLC模块编号、模块端子编号、PLC输入/输出点的地址、输入/输出设备的接线表，接线板的接线表，穿管电线表。线号排列要清楚，便于查找及现场配线施工。
三、PLC 软件系统设计的方法概述
编制PLC 控制程序的典型方法包括图解法和计算机辅助设计编程。图解法一般通过作图来进行PLC 程序设计，主要包括梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。梯形图法是相对较为方便一种编程方法；逻辑流程图法可以使整个程序脉络清楚，对于故障查找以及程序调整和维修都十分有利；时序流程图法则适合于以时间为基准的控制系统的编程；相比之下步进顺控法可以使控制程序编写更为方便。计算机辅助设计编程通过PLC 编程软件在计算机上进行程序设计，编程软件的使用使计算机上进行程序的存取加密以及E X E运行文件的形成变得十分方便。
四、调试
（一）离线模拟调试
在编程软件的编程环境下可以对程序的运行进行监控、调试。可以用按钮或开关的输入模拟开关量的输入进行反复调试，直到满足控制要求。有条件的情况下，可以使用离线模拟软件进行离线调试。
（二）现场联机调试
在配线施工完成以后，就可以结合现场设备进行现场联机调试。可以运用单步，监控，跟踪等方式调试。
总之，随着计算机技术的发展， PLC 的功能也越来越强， 使用越来越方便。但是， 整机的可靠性高只是保证系统可靠工作的前提，还必须在设计和安装过程中采取相应的措施， 才能保证整个系统可靠工作。
参考文献：
[1]倪受春.基于PLC控制的隐形眼镜前弧车削设计[J].科技创新导报， 2015（10）.
[2]徐进.基于PLC的自动化电气控制应用研究[J].科技创新导报，2015（15）.
关键词：PLC控制系统；设计；原则；方法
一、PLC控制系统设计的基本原则
（一）使PLC控制系统的功能发挥到最大，从而满足被控制对象的需求
在设计PLC控制系统的过程中，要最大努力地发挥PLC控制系统具有的性能，而满足在生产工艺上被控制对象的需求，这不仅是PLC控制系统设计的前提要求，还是PLC控制系统中必须遵守的一个原则。
（二）确保PLC控制系统运行的安全性、稳定性和可靠性
在设计PLC控制系统的过程中，要认真考虑到PLC控制系统使用时长，并且能维持长期安全、稳定、可靠的运行工作，这是在设计PLC控制系统时必须遵循的最主要原则。
（三） PLC控制系统具备经济性高、操作简单、维修方便的特点
在设计一个新的控制系统过程中，首先考虑工业生产投入和支出的经济效益和在工厂生产时自身的工作效率，但这些条件没有使PLC控制系统构成复杂系统，在设计PLC控制系统时既要遵守上述这些原则，而且还必须考虑PLC控制系统通过实际运用后产生的操作问题和维修问题。
（四） PLC控制系统要满足后续发展的要求
随着科学技术的不断发展，使我国控制系统得到大力的推广使用，而且更新速度也在提升。在设计PLC控制系统时，必须经常考虑PLC控制系统在经过实践运用后，它的可持续发展性和完善性等重要问题。
二、PLC控制系统的设计方法
（一） PLC 的选型
1.由于新型号的 PLC 未经长时间的实践和应用，容易在使用中暴露出设计缺陷，所以在PLC 的选用上应尽量避免选用新出品的型号。
2.相同的编程器、 通信接口、编程软件和通信协议对设计者和使用者都是极大地方便之处，因此PLC 的选型要尽量系统化、 通用化。
3.新设计的系统可能会存在许多缺陷，新增某些功能都需要额外的输入输出点，因此在PLC 的选型要注意输入输出点数留有一定的余量， 接线端子也需要留出一定的余量。
（二）对 PLC 控制系统进行设计时的步骤
1.根据控制要求确定软件硬件分工
①控制的基本方式。控制的基本方式包括行程控制，时间控制、速度控制、电流/电压控制（信号来自各种传感器）等。
②需要完成的动作。需要完成的动作包括动作及其顺序、动作条件。
③操作方式。包括手动（手动点动，回原点），自动（单步运行、单周期运行、自动运行）以及必要的保护与报警、联锁与互锁、现场显示、故障诊断等
④确定软件与硬件分工。控制系统的某些功能可以用硬件实现，也可以用软件实现，可以按照技术方案、经济性、可靠性等指标，选用硬件实现，或者选用软件实现，或者同时选用。
2.确定用户的1/O设备
①根据控制要求，确定输入设备。输入设备包括拨码开关、编码器、传感器和主令开关（含按钮、转换开关、行程开关、限位开关等）。
②根据控制要求，确定输出设备。输出设备包括接触器、继电器、电磁阀、信号灯、LED等，以及步进电动机、伺服电动机、变频电动机控制器等，并了解与输出设备相连的电动机控制要求。
③根据用户的1/O的设备数量，确定PLC的I/O点数。
3.硬件设计
①选择PLC的型号。正确选择PLC的型号对于保证控制系统的技术性、经济性、可靠性、可扩展性至关重要。据此，可以选择合适的PLC系列，并在该系列中选择合适的型号。选择并确定PLC的容量，开关量输入的点数，开关量输出的点数、输出方式及其输出功率；模拟量输入的点数，模拟量输出的点数；选择并确定电源模块，特殊功能模块的种类及数量。
②建立PLC的I/O地址分配表。分配PLC的I/O点，建立I/O地址分配表。
③绘制I/O设备与PLC的连线图。绘制出PLC的1/O端子与I/O设备的连线图。考虑必要的安全保护措施，如互锁和联锁保护、过电压保护、过电流保护、短路保护等。
④电气系统的设计。电气系统的设计主要是指设计电气控制柜的电气布置图，电气安装图，操作面板布置图，接线端于图等的设计，有时还需要设计控制台。此外，还要进行配线设计，要求标注对应的PLC模块编号、模块端子编号、PLC输入/输出点的地址、输入/输出设备的接线表，接线板的接线表，穿管电线表。线号排列要清楚，便于查找及现场配线施工。
三、PLC 软件系统设计的方法概述
编制PLC 控制程序的典型方法包括图解法和计算机辅助设计编程。图解法一般通过作图来进行PLC 程序设计，主要包括梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。梯形图法是相对较为方便一种编程方法；逻辑流程图法可以使整个程序脉络清楚，对于故障查找以及程序调整和维修都十分有利；时序流程图法则适合于以时间为基准的控制系统的编程；相比之下步进顺控法可以使控制程序编写更为方便。计算机辅助设计编程通过PLC 编程软件在计算机上进行程序设计，编程软件的使用使计算机上进行程序的存取加密以及E X E运行文件的形成变得十分方便。
四、调试
（一）离线模拟调试
在编程软件的编程环境下可以对程序的运行进行监控、调试。可以用按钮或开关的输入模拟开关量的输入进行反复调试，直到满足控制要求。有条件的情况下，可以使用离线模拟软件进行离线调试。
（二）现场联机调试
在配线施工完成以后，就可以结合现场设备进行现场联机调试。可以运用单步，监控，跟踪等方式调试。
总之，随着计算机技术的发展， PLC 的功能也越来越强， 使用越来越方便。但是， 整机的可靠性高只是保证系统可靠工作的前提，还必须在设计和安装过程中采取相应的措施， 才能保证整个系统可靠工作。
参考文献：
[1]倪受春.基于PLC控制的隐形眼镜前弧车削设计[J].科技创新导报， 2015（10）.
[2]徐进.基于PLC的自动化电气控制应用研究[J].科技创新导报，2015（15）.