淺談PLC控制系統的設計方法

摘 要：相比于繼電器控制，PLC控制系統不僅可靠性強、體積小，還具有擾能力強、耗能低等特點，所以我國目前的工業生產中，多使用PLC系統進行控制。本文主要對PLC控制系統的設計方法進行研究，并詳細了闡述了PLC系統的設計步驟，對PLC在我國工業系統中的應用進行詳細說明。

關鍵詞：PLC；控制系統；設計方法

在現代化工業生產領域。產生了很多種控制方面，例如控制設備的啟停、周圍環境等，而要實現這些控制，需要控制系統的穩定性比較強，能夠預防外界的大部分干擾。PLC控制系統無論是在控制能力還是在防干擾能力上都是比較強的。而且他的外形比較小、能耗比較低、維護起來也十分方便，十分適合在工業領域應用。因此我國工業領域PLC的應用十分廣闊。

一、控制系統設計的基本原則

為了保證工業生產能夠順利進行、產品質量達到要求，所以在使用PLC對工業流程進行控制時，必須遵守以下幾點原則：

（一）保證PLC控制系統發揮出應有的作用

PLC的功能十分強大，目前工業生產過程中的大部分過程都可使用PLC進行控制。所以在進行PLC 系統設計時，也要考慮到PLC能夠在控制過程中發揮什么樣的作用，盡可能將其性能全部發揮出來，這不僅僅是工業控制要求，也是在進行PLC系統設計時必須要遵守的基本原則。

（二）確保PLC系統的安全、穩定運行

由于很多工業生產對于工藝的延續性要求比較高，所以控制系統的穩定性和安全性就顯示十分重要。所以在控制系統的設計時，必須要對[LC使用的時長等因素進行考慮，如果PLC控制系統的安全性和穩定性得不到保證，必然會對控制工作產生影響，從而影響工工廠工藝。

（三）PLC控制系統應該具有操作方便、經濟效益高、維護方便等基本特性

所以在進行系統設計時，首先需要對工廠的實際情況進行了解，例如工廠的投產情況、效益情況等基本要素。同時為了方便使用，還需結合廠區的實際情況對后期的維護以及操作方面進行考慮。

（四）PLC控制系統應能滿足后期的發展

如今的科技在日新月異的發展，在科技的影響下，我們的控制系統也在不斷的進步，所以在進行PLC系統設計的時候，也要考慮到后期的更新發展需求。在技術或者是原理上，必須是已經被證實的、經過具體實踐的系統，為了后期程序或者功能的擴展，還需要對輸入、輸出或其他相關模塊預留一定的發展空間，當后續需要功能的調整時，就可直接使用，不需要對整個系統進行重新調整。

二、電氣控制線路

plc電氣控制線路主要包括三個部分：PLC控制器、輸入線路以及輸出線路。輸入線路指的是線路中的信號會傳輸至PLC，當PLC接收到信號之后就可觸動相關的程序，從而產生相對應的輸出，一半輸入線路主要包括接觸器、電磁閥等設備。PLC接收到輸入信號之后，設置好的程序就會運行，由此會產生輸出信號，該信號作用噪輸出線路上就會產生相應的作用，從而完成整個控制過程。

三、程序設計

PLC程序主要是設計者根據自身對于工藝流程的理解編制的。一般PLC程序設計的方法有三種：編程語言、梯形圖和模塊圖，在設計過程中，還要結合現場繼電器的分布情況，輸出應與控制端口的繼電器編號一一對應。為了更加直觀的第PLC編程進行了解，以下將介紹一種比較常見的編程方法。

程序設計過程中，要求設計者需對編程軟件、語言等熟料操作，除此之外，設計者還要對現場有一定的了解，有一定的電氣知識積累，只有這樣，才能編寫出最符合控制現場的程序。設計時，設計者首先要根據自身的理論知識將控制規范分解成典型的控制電路，然后再結合PLC的控制方式將控制電路進行分解，并以PLC語言的方式在軟件中描述。編程最簡單的方式是順序功能圖設計法，這種方式對控制流程的描述比較清晰，而且在后期需要對程序進行修改的時候也是比較方便的。使用順序功能圖設計法設計時，主要包括兩個部分，一部分是控制程序、另一部分則是控制對象，即輸出程序。根據控制規范，可將控制步驟進行劃分，劃分的每一階段即為PLC控制中的“步”。而電路中在象征“步”的多為狀態繼電器或輔助繼電器，無論需要設計的程序有所復雜，只要掌握基本的設計原理，都能完成程序的設計。

（一）經驗設計法

在設計過程中，為了與系統的控制要求保持一致，設計人員一般會將典型電路設計成正反轉控制電路。通過對電路的正反轉進行控制，并在此基礎上進行拼湊和修正，最終達到自己的設計需求。程序設計過程中，對設計者的經驗要求比較高，而每個設計人員的思路都存在區別，雖然設計的程序達成的效果是相同的，但是電路和程序的差別有可能是很大的。

（二）順序功能圖（SFC）設計法

功能圖設計法有許多優點，最為明顯的編程的效率比較高，而且方便使用者觀看，在后期維護時也是很方便的。在使用這種方法設計時，首先要根據對工藝流程有一定的了解，然后在此基礎上將順序功能圖繪制出來，然后根據plc的基本特性對功能圖進行修改，將其輸入編程軟件即可完成控制

四、現場調試

程序編寫完成之后，將控制電路接入PLC的輸入和輸出端。就可以在使用軟件并結合現場的實際控制情況進行程序的調試。為了使調試結果更加明顯，可使用分級、分段的調試方式，將每段程序調節完成之后對整個控制過程進行調整，如能滿足設計需求，說明程序的設計時合理的。測試過程中，如果發現現場的控制情況不能滿足需求，即可對程序調整、修改，再進行調試，直到調試結果滿足需求。

五、編寫技術文件

完成調試之后，說明所設計大的系統滿足客戶需求。最后要做的就是根據調試的結果整理出一份針對本系統的技術文件。文件中除了系統的使用方法，還要將系統的維護、維修等內容描述清楚，將其以隨機文件的方式交給客戶。隨機文件內容主要包括：程序控制圖、外部接線圖、系統使用說明、元件表等。

綜上所述，PLC控制系統是一個控制能力比較強的系統，但是在設計過程中需要反復的時間。本文主要是對PLC控制系統的設計方法進行了闡述，希望能為PLC系統的設計者提供一定的引導作用。

參考文獻：

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作者簡介：歐佐元（1995-）， 男，漢族，海南瓊海人，本科，當前職務：學生，當前職稱：大學生，研究方向：自動化。