1、可編程控制器系統設計1一、工業電氣控制系統規劃設計的基本原則最大限度地滿足被控對象的控制要求在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統操作簡單、使用及維修方便。控制系統安全可靠，具有足夠的使用壽命。在滿足以上各點的基礎上，盡量少花錢，多辦事。在考慮到生產的發展和工藝的改進，在選擇控制系統設備時，設備能力應適當留有裕量。2二、PLC控制系統的設計步驟及內容根據生產的工藝過程分析控制要求。如需要完成的動作（動作順序、條件、必須的保護和連鎖等），操作方式（手動、自動、連續、單周期、單步）等。根據控制要求確定所需要的用戶輸入/輸出設備，并確定PLC的I/O點數。選擇PLC分配PLC的I/O點，設計I/O連

2、接圖。進行PLC程序設計，同時進行施工設計，如控制臺（柜）的設計和現場施工。對程序進行調試和修改，直到滿足要求為止。3可編程控制器系統設計流程PLC程序設計的步驟：1、列寫系統占用的輸入、輸出點及機內各軟元件的分布及用途。2、根據控制要求列寫控制操作的各種要求。3、設計梯形圖。4、根據梯形圖編制程序清單。5、用編程器將程序鍵入到PLC的用戶存儲器中，并檢查鍵入的程序是否正確。4可編程控制器控制系統設計中的幾個重要環節一、控制對象和控制范圍的確定二、可編程控制器的選擇三、硬件與程序設計四、總裝與統調5可編程控制器的選擇機型的選擇，在滿足功能要求的前提下，保證可靠，維護使用方便以及最佳的性價比。1

3、、結構合理，對工藝過程比較固定、環境條件較好的場合，選用整體式PLC；2、功能合理，對于開關量的工程項目，其控制速度無須考慮，一般低檔機就滿足要求；對于控制比較復雜、控制功能要求高的工程項目，如要求實現PID運算、閉環控制、通信聯網等選用中檔、高檔PLC；3、機型同意，同一機型的PLC，其規模可互為備用，便于備件采購和管理，功能和編程方法統一，有利于技術力量的培訓等，其外部設備通用，可資源共享；4、是否在線編程，在線編程的PLC其特點是主機和編程器各有一個CPU，編程器的CPU可以隨時處理由鍵盤輸入的各種編程指令；主機的CPU則完成對現場的控制，并在一個掃描周期末尾和編程器通信，編程器把編好或

4、改好的程序發給主機，在下一個周期主機將按照新送入的程序控制現場。1、機型的選擇62、輸入/輸出的選擇可編程控制器控制系統I/O點數估算；控制電磁閥等所需的I/O點數。一個單線圈電磁閥用可編程控制器控制時需要2個輸入及1個輸出，雙線圈則需3個輸入和2個輸出，開關等根據實際決定；控制交流電動機所需I/O點數。在控制交流電動機時，以主令信號和反饋信號作為可編程控制器的輸入信號；用其輸出信號驅動執行元件來完成對交流電動機的控制，一般需要4個輸入和3個輸出點；控制直流電動機所需的I/O點數，因其需考慮合閘信號、抱閘信號等則需要的點數更多。選擇I/O點數時一般還需留有10-15%的余量。7典型傳動設備及電

5、氣元件所需可編程控制器I/O點數參考表83、輸入/輸出模塊的選擇輸入模塊用來檢測并轉換來自現場設備（按鈕、限位開關、接近開關等）的高電平信號為機器內部電平信號，模塊類型分直流5V、12V、24V、50、68V幾種，交流115V和220V兩種。現場設備和模塊之間遠近程度選擇電壓大小。5V-24V屬低電平，傳輸距離不能太遠。例如5V的輸入模塊最遠距離不超過10M。高密度的輸入模塊如32點、64點可同時接通點數和工作電壓及環境溫度有關。一般同時接通的點數不得超過60%。輸出模塊的任務是將機器內部信號電平轉換為外部過程控制的信號。對開關頻率高、電感性、低功率因數的負載，推薦使用晶閘管輸出模塊，其缺點是

6、價格高，過載能力稍差。繼電器輸出模塊的優點是適用電壓范圍寬，導通壓降損失小，價格低，但壽命短，響應速度慢。輸出模塊同時接通點數的電流累計值必須小于公共端允許通過的電流值，輸出模塊的電流輸出能力必須大雨負載電流的額定值。94、內存估計用戶程序所需內存容量受到下面幾個因素的影響：內存利用率、開關量、開關量輸入/輸出點數、模擬量輸入/輸出點數、用戶的編程水平。內存利用率 利用率是把一個程序段中的接點數與存放該程序段所代表的機器語言所需要的內存字數的比值。同樣的程序不能廠家的產品，在把用戶程序變成機器語言存放時所需要的內存數是不同的。開關量輸入/輸出總點數 可編程控制器開關量輸入/輸出總點數是計算所需

7、內存容量的總要根據。經驗公式：所需內存字數=開關量（輸入+輸出）總點數x10。模擬量輸入/輸出總點數 具有模擬量控制的系統要用到數字傳送和運算的功能指令，在只有模擬量輸入的系統中，要對模擬量進行讀入、數字濾波、傳送和比較運算；模擬輸入/輸出同時存在一般是閉環控制，內存需要量大。在模擬量處理中，常常把模擬量讀入、濾波及模擬量輸出編程子程序使用，這樣就會大大減少內存。經驗公式：所需內存字數=模擬量點數x100（只有模擬量輸入時） 所需內存字數=模擬量點數x200（模擬量輸入/輸出同時存在時）當點數叫于10時，內存字數要適當加大，點數多時，可適當減少。程序編寫質量 用戶程序優劣對程序長短和運行時間都

8、有較大的影響。總存儲器字數=（開關量輸入點數+輸出點數）x10+模擬量點數x150，考慮25%的余量。105、響應時間對于過程控制，掃描周期和響應時間非常關鍵。可編程控制器順序掃描的工作方式不能可靠地接收持續時間小于掃描周期的輸入信號。系統響應時間是指輸入信號產生時刻與由此使輸出信號狀態發生變化時刻的時間間隔。系統響應時間=輸入濾波時間+輸出濾波時間+掃描時間。11硬件與程序設計確定了控制對象的控制任務和選擇好可編程控制器的機型后，進行控制系統流程圖設計，畫出流程圖，說明各信息流之間的關系，然后具體安排輸入/輸出的配置，并對其進行地址分配。輸入輸出地址分配確定后，畫出可編程控制器端子和現場信號

9、聯絡圖表，利于硬件設計和程序編寫同時進行。程序設計通常采用邏輯設計、經驗設計、順控繼電器等幾種方法。12總裝與統調總裝與統調是可編程控制器構成控制系統的最后一個設計步驟。用戶程序在總裝統調前需要進行模擬調試。用裝在可編程控制器上的模擬開關模擬輸入信號的狀態，用輸出點的指示燈模擬被控對象，檢查程序無誤后把可編程控制器連接到系統里去，進行總裝統調。13三、PLC應用中的可靠性技術工作環境：溫度 PLC的工作環境一般要求在0-55度。四周通風，基本單元與擴展單元之間要有30mm以上間隔；空氣的相對濕度應小于85%；防止振動頻率為10-55HZ的頻繁或連續振動；避免有腐蝕性氣體，如硫化氫等；PLC的供電電源為50HZ，220V正負10%安裝與布線：動力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應該分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應