淺談PLC系統設計方法

張廣晨（曲阜師范大學　工學院,山東　日照　276826）

淺談PLC系統設計方法

張廣晨
（曲阜師范大學工學院,山東日照276826）

摘要：PLC應用越來越廣泛的今天，如何更加高效的應用PLC系統為生產建設起到作用還有許多值得探討的問題。也必須要認識到很多人對于PLC還存在一定的懷疑態度，對于PLC的認識還簡單。所以本文也就簡要的針對PLC系統的應用優勢，PLC系統設計必須要注意的問題，PLC系統設計的一些內容和步驟都進行了簡要的探討和分析，也就PLC技術的未來發展做了簡要的探討。

關鍵詞：系統設計；PLC應用；設計原則；PLC硬件

0　前言

PLC作為工業控制設備中最主要的一種，其發展一直受到很多人關注。而要實現PLC的高效利用就離不開PLC的系統設計，PLC系統設計看似復雜實際上只需要根據相應的設計原則，設計步驟，結合經濟性考慮就能夠滿足基本的應用控制要求。但也必須要認識到PLC應用的優勢和特點，才能夠更好地利用其優點進行有效的設計。

1　PLC控制系統應用優勢

（1）自動化。應用PLC控制就能夠有效的提升生產的自動化，利用PLC系統控制來控制生產工藝流程，人工僅僅需要發出信號，整個生產系統就自動運行，從生產流程一個周期的開始到一個流程的結束都不需要人工的再干預，減少人為導致的質量差異，減少人工參與的不確定性也增加了生產行車作業的安全性。

（2）高效數字化。PLC系統控制就實現生產作業的數字化，通過系統控制的方式，準確掌握系統運行情況，將電鍍生產進行數字化的覆蓋，也生產現代化的重要體現。也利于生產水平提升，在進行PLC設計應用過程中還能夠對老舊設備進行一定的改造利于技術進步，便于生產效率的提升。

（3）智能化。PLC本身具備智能化的功能，一旦提升了生產的智能化，就從很大程度上提升了生產的質量，智能化的操作，能夠最大程度上解放人力，最大可能性的減少生產成本，增強生產產品的科技含量。

（4）可拓展性。PLC本身具備較強的拓展性，能夠適應各種不同的需求，哪怕就是統一生產工廠不同的生產產品而言，PLC都能夠靈活的應用，適應各種不同的復雜條件，應對各種不同的需求，滿足控制傳輸、數據處理等眾多的功能。并且在生產進行擴展時PLC也能夠進行擴展。

（5）安全性。全面應用PLC能夠在很大程度上提升生產的安全性，由于減少了人工參與，在很多復雜工藝流程中實現全面的自動控制就能夠減少可能存在的生產安全風險，實現安全、高效的現代化生產。

2　PLC系統設計必須要注意的問題

（1）滿足需求。在PLC系統設計時必須要最大限度、最經濟的發揮其性能，并在發揮有效性能的同時滿足生產需要的各種功能，確?？刂浦黧w能夠便捷的進行被控制設備的控制，“滿足需求”是PLC系統設計的第一準則。

（2）系統安全性。PLC系統設計也必須要滿足長期穩定使用的需求，必須要確保系統的安全性，因為PLC系統直接控制著各種設備，在自動化運行的條件下絕對不能夠出現原則性的信號錯誤，導致設備誤操作造成損失。所以安全性設計原則是確保系統順利使用的必要因素。

（3）經濟性和便捷性。PLC設備品種眾多，相關的附屬設備、損耗材料質量都有不同，所能夠承受的使用條件也不同，進行PLC系統設計時必須要注意到不能夠浪費也不能夠故意偷工減料。選擇最經濟合適的設備、材料，并考慮后續維護維修的成本經濟性，才能夠更好地延長PLC使用壽命，從而獲得更大的經濟價值。

（4）適應性需求。PLC技術在不斷地發展、不同的生產技術也在不斷地發展，所以進行PLC系統設計時必須要考慮發展適應性的需求，考慮到未來發展的系統可擴展性，預留相應的擴展空間，一方面能夠便捷的增減系統功能，一方面也是未來拓展應用。

3　系統設計的內容和步驟

（1）內容和步驟。PLC系統設計主要是包括八個部分：1）PLC系統設計的技術條件，根據技術條件才能夠確定后續的使用；2）PLC系統需要控制的相應設備，必須要考慮到實際控制的需求，把所有需要進行控制的設備都納入到設計范圍；3）PLC設備的選擇，因為PLC是整個系統的核心，所以必須要考慮經濟性的同時認真考慮其功能是否滿足需求；4）編制PLC的I/O分配表，繪制輸入I/O端子接線圖；5）編寫軟件的規格說明書，結合系統設計的實際需求再選擇合適的語言來編寫軟件系統；6）對用戶界面進行人性化的考慮，確保用戶使用過程的便捷高效；7）相應操作臺的設計，以及電氣設備的安裝調試；8）最后就是必須要編寫說明書。

（2）硬件部分。首先就是PLC的選擇，PLC才是系統的核心部分，具體選擇機型時考慮其是否滿足需求時也要考慮其結構，一般來說分為整體式和模塊式的PLC，根據不同的使用需求選擇不同的結構，其次，根據不同的生產需求選擇功能相當的設備，不需要過高的追求功能的完善。企業如果進行大規模的自動化生產，PLC選擇時必須要考慮統一，企業應用的設備統一也便于后續的維修維護。而后就是要進行I/O的確定，確定I/O點數量，也需要對相關的開關量、模擬量、特殊功能以及智能式進行確定和考慮。然后選擇儲存設備，存儲器的大小根據實際需求進行選擇，一般要有預留一方特殊情況發生，通常做法是預留25%的儲存余量。最后就是選擇編程器和相關的外部設備。

（3）軟件部分。編程一般選擇“圖解法”進行，通過圖的形式來直觀的表現所需要的控制功能，圖解法是靠畫圖進行PLC程序設計。常見的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法、時序流程圖法和步進順控法。利用不同圖解法的好處就是直觀，便于發現錯誤，便于完善以及修改。當然也有“經驗編程”，通過比對和借鑒相似程序來進行軟件的設計。計算機輔助設計同樣也可以應用到PLC編程中。

4　發展

PLC未來應用空間廣闊，但是也應該朝著小型化，高效化發展；并且未來PLC的特殊條件適應性也應該得到增強，從而更好地去適應一些特殊生產條件以及一些惡劣的生產環境，提升設備在這些不利條件下的可靠性。只有這樣PLC未來的能夠起到的作用才會越來越多的展現出來。

5　結束語

通過本文的探討人為PLC系統設計只要遵循一定的原則，認清其優勢，充分發揮其優勢就能夠更好的為生產帶來有益作用。當然未來PLC的應用還有很多值得探討的問題，需要在以后的工作中不斷地發現，更加深入的研究學習。

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