《电气控制与可编程控制器技术》电子课件

第九章可编程控制系统设计前面介绍了可编程控制器的硬件基本结构与工作原理、指令系统与编程方法。本章在前面的基础上，进一步介绍可编程控制系统设计的基本原则、设计的一般步骤与方法及PLC控制系统设计应用举例。

一、PLC控制系统设计的基本原则

设计任何一个PLC控制系统，如同设计任何一种电气控制系统一样，其目的都是通过控制被控对象（生产设备或生产过程）来实现工艺要求，提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：1、PLC控制系统控制被控对象应最大限度地满足工艺要求。设计前，应深入现场进行调查研究，搜索资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。第一节PLC控制系统设计的基本内容和步骤

2、在满足工艺要求的前提下，力求使PLC控制系统简单、经济、使用及维修方便。3、保证控制系统的安全、可靠。4、考虑到生产的发展和工艺的改进，在配置PLC硬件设备时应适当留有一定的裕量。二、PLC控制系统设计的基本内容

PLC控制系统是由PLC与用户输入、输出设备连接而成的。因此，PLC控制系统设计的基本内容应包括：

1、选择用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。这些设备属于一般的电气元件，其选择的方法在前面第一～四章中已作介绍。2、PLC的选择。PLC是PLC控制系统的核心部件。正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要的作用。选择PLC，包括机型、容量的选择以及I/O模块、电源模块等的选择。

3、分配I/O点，绘制I/O连接图。4、控制程序设计。包括控制系统流程图、梯形图、语句表（即程序清单）等设计。控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常、安全、可靠的关键。因此，设计的控制程序必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。5、必要时还需设计控制台（柜）。6、编制控制系统的技术文件。包括说明书、电气图及电气元件明细表。

传统的电气图，一般包括电气原理图、电器布置图及电气安装图。在PLC控制系统中，这一部分图统称为“硬件图”。它在传统电气图的基础上增加了PLC部分，因此在电气原理图中应增加PLC的I/O连接图。另外，在PLC控制系统中的电气图中还应包括程序图（梯形图），通常称它为“软件图”。向用户提供“软件图”，可便于用户在生产发展或工艺改进时修改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。三、PLC控制系统设计的一般步骤及内容

设计PLC控制系统的一般步骤如图9-1所示。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、必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动；连续、单周期、单步等）。2、根据控制要求确定所需要的输入、输出设备。据此确定PLC的I/O点数。3、选择PLC机型及容量。4、定义输入、输出点名称，分配PLC的I/O点，设计I/O连接图。

5、根据PLC所要完成的任务及应具备的功能，进行PLC程序设计，同时可进行控制台（柜）的设计和现场施工。PLC程序设计的步骤与内容是：（1）对于较复杂的控制系统，需绘制系统控制流程图，用以清楚地表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，也可省去这一步。（2）设计梯形图。这是程序设计的关键一步，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。（3）根据梯形图编制程序清单。

图9-1PLC控制系统设计步骤

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