一个实际的PLC控制系统是以PLC为核心组成的电气控制系统,实现对生产设备和工业过程的自动控制。PLC控制系统设计的好坏直接影响着产品的质量和企业的生产效率,关系到企业的经济效益。因此,在设计PLC控制系统时要全面了解被控对象的机构和运行过程,明确动作的逻辑关系,最大限度地满足生产设备和生产过程的控制要求,同时力求使控制系统简单、经济、使用及维护方便,并保证控制系统安全可靠。 用户在使用PLC进行实际系统设计的过程中,会自觉或不自觉地遵循一定的方法和步骤。PLC是一种特殊的计算机,在体系结构、运行方式和编程语言等方面有别于普通计算机,因此在设计方法和步骤上有其特殊性。虽然不能要求必须先做什么,后做什么,具体应该怎样做,但必须遵循一些共同的原则,使PLC应用系统的设计方法和步骤符合科学化,形成工程化,趋于标准化。一、 设计原则及方法1.系统设计的基本原则在进行PLC控制系统的设计时,一般应遵循以下几个原则:(1)完全满足被控对象的工艺要求。(2)在满足控制要求和技术指标的前提下,尽量使控制系统简单、经济。(3)控制系统要安全可靠。(4)在设计时要给控制系统的容量和功能预留一定的裕度,便于以后的调整和扩充。2.设计内容(1)根据被控对象的特性及用户的要求,拟定PLC控制系统的技术条件和设计指标,并写出详细的设计任务书,作为整个控制系统设计的依据。(2)参考相关产品资料,选择开关种类、传感器类型、电气传动形式、继电器/接触器的容量以及电磁阀等执行机构。(3)选择PLC的型号及程序存储器容量,确定各种模块的数量。(4)绘制PLC的输入/输出端子接线图。(5)设计PLC控制系统的监控程序。(6)输入程序并调试,根据设计任务书进行测试,提交测试报告。(7)根据要求设计电气柜、模拟显示盘和非标准电器元部件。(8)编写设计说明书和使用说明书等设计文档。3.设计方法及步骤(1)详细了解和分析被控对象的工艺条件,根据生产设备和生产过程的控制要求,分析被控对象的机构和运行过程,明确动作的逻辑关系(动作顺序、动作条件)和必须要加入的联锁保护及系统的操作方式(手动、自动)等。(2)根据被控对象对PLC控制系统的技术指标,确定所需输入/输出信号的点数,选配适当的PLC。(3)根据控制要求有规则、有目的地分配输入/输出点(I/O分配),设计PLC的I/O电气接口图(PLC的I/O口与输入/输出设备的连接图)。绘出接线图并接线施工,完成硬件设计。(4)根据生产工艺的要求画出系统的工艺流程图。(5)根据系统的工艺流程图设计出梯形图,同时可进行电气控制柜的设计和施工。(6)如用编程器,需将梯形图转换成相应的指令并输入到PLC中。(7)调试程序,先进行模拟调试,然后再进行系统调试。调试时可模拟用户输入设备的信号给PLC,输出设备可暂时不接,输出信号可通过PLC主机的输出指示灯监控通断变化,对于内部数据的变化和各输出点的变化顺序,可在上位计算机上运行软件的监控功能,查看运行动作时序图。(8)程序模拟调试通过后,接入现场实际控制系统与输入/输出设备联机调试,如不满足要求,再修改程序或检查更改接线,直至满足要求。调试成功后做程序备份,同时提交测试报告。(9)编写有关技术文件(包括I/O电气接口图、流程图、程序及注释文件、故障分析及排除方法等),完成整个PLC控制系统的设计。 以上是设计一个PLC控制系统的大致步骤,具体系统设计要根据系统规模的大小、控制要求的复杂程度、控制程序步数的多少灵活处理,有的步骤可以省略,也可作适当的调整。
PLC控制系统设计的基本原则和步骤