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PLC的控制系统设计第一阶段是设计构思,其任务是理顺设计思路,将控制系统的要求转化为PLC的控制模式,寻求程序设计的解决方案。这正是PLC控制优越性的具体体现阶段。依据控制系统的要求,设计构思时我们只需考虑期望的逻辑功能,确定被控制系统必须完成的动作和动作的顺序,提出简洁、完整的功能描述,画出完整的功能表图或控制流程图,以此作为设计蓝本,也为使用说明书的编写定稿。

第二阶段是逻辑分析:以设计构思作为参考,在对控制系统的程序设计进行逻辑分析时要对被控制对象的工作要求、工艺特点以及控制系统的控制过程、功能和特性进行深入分析。明确地划分出控制的各个阶段及列出各阶段的特点、各阶段之间转换的条件。弄清哪些外围设备输入信号到PLC,哪些外围设备接收来自PLC输出的信号;输入、输出量是开关量还是模拟量。确定控制系统需要的输入、输出点数量,确定内部辅助继电器、定时器、计数器等参数。最后画出逻辑时序图,为程序的设计提供指引。

第三阶段是硬件配置,包括器件选择和I/O设备分配。根据前两阶段的分析,参照PLC的结构与功能特性,重点考虑PLC的指令系统是否完善、有没有模拟量输入输出、有没有扩展能力、有没有中断能力和联网能力,以及功能范围、I/O点数、存储器容量、处理时间,以便确定PLC的型号。选择机型时要考虑性价比、备品备件及技术支持等问题,根据系统的实际需要选用合适的型号,并且选择相应的外围配件,列出元件明细表。

设计时,为减少外界干扰和提高控制精度,一般以开关量为主,并根据实际I/O点数留有20%-30%的余量作为备用。将PLC的I/O接口与之对应进行分配后,列出I/O设备分配表和画出I/O设备接线图,为编写使用说明书和安装接线提供依据,

第四阶段为安装接线和程序设计,可同时进行。在控制柜中,强电和弱电控制信号应尽可能进行隔离和屏蔽,防止强电磁干扰PLC的正常运行。PLC的程序设计和现场的安装接线施工可同时进行,从而大大地缩短控制系统设计及施工的周期。

程序设计是整个系统设计的关键环节,在PLC程序设计中,可采用梯形图、指令表、SFC(程序流程图)进行编程。目前各个PLC的生产厂家都把梯形图作为第一用户编程语言。它是一种图形语言,由接触继电控制系统变换而来的,具有形象、直观、易懂好记的特点。设计梯形图时,一种办法是根据已知的继电器控制电路直接改画成梯形图;另一种办法是根据控制要求重新设计梯形图。对于初学者通常可采用继电系统设计方法中的逐步探索法作参考,以基本指令为基础,以步为核心,一步一步设计下去,一步一步修改调试,反复设计,调整逻辑关系,不断优化以达到设计要求,直到完成整个程序的设计。

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