9PLC控制系统的设计与应用 9.1PLC控制系统的设计概述 可编程控制器的结构和工作方式与通用微型计算机不 完全一样。因此，利用可编程控制器设计自动控制系统与 微机控制系统开发过程也不完全相同，需要根据可编程控 制器的特点进行系统设计。PLC控制系统与继电器-接触器 控制系统也有本质区别，硬件和软件可分开进行设计是可 编程控制器的一大特点。 就工业控制的全面性而言，控制系统的设计包含了许 多内容和步骤，需要丰富的专业知识。只要掌握了一定的 基本知识和对控制对象具有足够的了解，在设计一些规模 较小或者结构较为简单的控制系统时，就会发现并不使太 困难的事情
9 PLC控制系统的设计与应用 9.1 PLC控制系统的设计概述 可编程控制器的结构和工作方式与通用微型计算机不 完全一样。因此，利用可编程控制器设计自动控制系统与 微机控制系统开发过程也不完全相同，需要根据可编程控 制器的特点进行系统设计。PLC控制系统与继电器-接触器 控制系统也有本质区别，硬件和软件可分开进行设计是可 编程控制器的一大特点。 就工业控制的全面性而言，控制系统的设计包含了许 多内容和步骤，需要丰富的专业知识。只要掌握了一定的 基本知识和对控制对象具有足够的了解，在设计一些规模 较小或者结构较为简单的控制系统时，就会发现并不使太 困难的事情
1PLC控制系统设计的基本原则 任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产 设备或生产过程)的工艺要求，以提高生产效率和产品质 量。在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则： ①最大限度地满足被控对象的控制要求。设计前，应 深入现场进行调查研究，搜集资料，并与机械部分的设计 人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案， 协同解决实际中出现的各种问题。 ②在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、 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，在选择PLC容量 时，应适当留有裕量
1 PLC控制系统设计的基本原则 任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象(生产 设备或生产过程)的工艺要求，以提高生产效率和产品质 量。在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则： ①最大限度地满足被控对象的控制要求。设计前，应 深入现场进行调查研究，搜集资料，并与机械部分的设计 人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案， 协同解决实际中出现的各种问题。 ②在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、 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，在选择PLC容量 时，应适当留有裕量
2PLC控制系统设计的一般步骤 图9-1是PLC控制系统设计流程图，具体设计步骤为： ①根据生产的工艺过程分析控制要求。如需要完成的 动作（动作顺序、动作条件、必须的保护和连锁等），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用户输入/输出设备。 据此确定PLC的I/O点数。 ③选择PLC。 ④分配PLC的I/0点，设计I/0连接图，这一步也可以 结合第②步进行。 ⑤进行PLC程序设计，同时可进行控制台（柜）的设计 和现场施工。 在设计电气控制系统时，必须在控制线路（硬接线）设 计完后，才能进行控制台（柜）的设计和现场施工。可见， 采用PLC控制，可以使整个工程的周期缩短
2 PLC控制系统设计的一般步骤 图9-1是PLC控制系统设计流程图，具体设计步骤为： ①根据生产的工艺过程分析控制要求。如需要完成的 动作(动作顺序、动作条件、必须的保护和连锁等)，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用户输入／输出设备。 据此确定PLC的I／O点数。 ③选择PLC。 ④分配PLC的I/O点，设计I/O连接图，这一步也可以 结合第②步进行。 ⑤进行PLC程序设计，同时可进行控制台(柜)的设计 和现场施工。 在设计电气控制系统时，必须在控制线路(硬接线)设 计完后，才能进行控制台(柜)的设计和现场施工。可见， 采用PLC控制，可以使整个工程的周期缩短
PLC程序设计的步骤是： 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（若使用的编程器可 直接输入梯形图，则可省去此步)。 ④用编程器将程序键入到PLC的用户存储器中， 并检查键人的程序是否正确
PLC程序设计的步骤是： 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(若使用的编程器可 直接输入梯形图,则可省去此步)。 ④用编程器将程序键入到PLC的用户存储器中， 并检查键人的程序是否正确
⑤对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。 ⑥待控制台（柜）及现场施工完成后，就可以进行联 机调试。如不满足要求，再回去修改程序或检查接线， 直到满足要求为止。 ⑦编制技术文件。 ⑧交付使用
⑤对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。 ⑥待控制台(柜)及现场施工完成后，就可以进行联 机调试。如不满足要求，再回去修改程序或检查接线， 直到满足要求为止。 ⑦编制技术文件。 ⑧交付使用
确定控制对象 及控制范围 可编程控制 器的选择 软件（程序）设 硬件（外围电 计及模拟调试 路控制盘、 布线等)设计 ■ 总装统调 否 是否符合 调整软件 效 设计要求？ 调整硬件 是 投人运行☐ 图9-1可编程控制器系统设计流程图
图9-1 可编程控制器系统设计流程图
3确定控制对象及范围 4可编程控制器的选择 (1)机型的选择 机型选择的基本原则应是在功能满足要求的情况下， 保证可靠、维护使用方便以及最佳的性能价格比。 (2)输入/输出的选择 (3)内存估计 用户程序所需内存容量受到下面几个因素的影响：内 存利用率；开关量输入/输出点数；模拟量输入/输出点 数；用户的编程水平
3 确定控制对象及范围 4 可编程控制器的选择 （1） 机型的选择 机型选择的基本原则应是在功能满足要求的情况下， 保证可靠、维护使用方便以及最佳的性能价格比。 （2） 输入/输出的选择 （3） 内存估计 用户程序所需内存容量受到下面几个因素的影响：内 存利用率；开关量输入／输出点数；模拟量输入/输出点 数；用户的编程水平
(4)响应时间 对过程控制，扫描周期和响应时间必须认真考虑。可 编程控制器顺序扫描的工作方式使它不能可靠地接收持续 时间小于扫描周期的输入信号。例如某产品有效检测宽度 为3cm,产品传送速度为30m/min,为了确保不会漏检经过 的产品，要求可编程控制器扫描周期不能大于产品通过检 测点的时间间隔60ms[T=3cm/(30m/min)]。 系统响应时间是指输入信号产生时刻与由此使输出信 号状态发生变化时刻的时间间隔。 系统响应时间=输入滤波时间十输出滤波时间+扫描时间
（4） 响应时间 对过程控制，扫描周期和响应时间必须认真考虑。可 编程控制器顺序扫描的工作方式使它不能可靠地接收持续 时间小于扫描周期的输入信号。例如某产品有效检测宽度 为3cm，产品传送速度为30m/min，为了确保不会漏检经过 的产品，要求可编程控制器扫描周期不能大于产品通过检 测点的时间间隔60ms[T=3cm/(30m/min)]。 系统响应时间是指输入信号产生时刻与由此使输出信 号状态发生变化时刻的时间间隔。 系统响应时间＝输入滤波时间＋输出滤波时间+扫描时间
5硬件与程序设计 6控制系统的总装与统调
5 硬件与程序设计 6 控制系统的总装与统调
9.2PLC控制系统的程序设计 编程方法 一般地，PLC的编程有三种方法：经验法、解析法和 图解法
9．2 PLC控制系统的程序设计 编程方法 一般地，PLC的编程有三种方法：经验法、解析法和 图解法