PLC控制系统设计的七大步骤
PLC控制系统设计的七大步骤
PLC（可编程逻辑控制器）控制系统是工业自动化领域的重要组成部分。一个完整的PLC控制系统设计需要经过多个步骤，从需求分析到系统调试，每个环节都至关重要。本文将详细介绍PLC控制系统设计的七大步骤，帮助读者掌握这一技术的核心流程。
第一步：分析被控对象并提出控制要求
系统规划是设计的第一步，包括确定控制方案与总体设计两个部分。在确定控制系统方案时，首先需要明确控制对象所需要实现的动作与功能。然后，详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，最终确定控制方案。
第二步：确定输入/输出设备并分配I/O点
根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按钮、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等）。通过确定PLC的I/O点数，进行IO分配，并画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表。
第三步：硬件配置
根据具体需求确定配置要求，选择合适的PLC型号和规格，确定I/O模块的数量和规格。同时，还需要考虑是否需要选择特殊功能模块，以及是否需要配置人机界面、伺服、变频器等设备。
第四步：设计PLC外围硬件线路
根据总体方案完成电气控制原理图，并画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入可编程控制器的控制电路等。PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图共同组成系统的电气原理图。
第五步：程序设计
程序设计
程序设计应根据所确定的总体方案与完成的电气原理图，按照所分配好的IO地址，编写实现控制要求与功能的PLC用户程序。在设计过程中，需要注意采用合适的设计方法来设计PLC程序。
程序设计应以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统指定的功能。除此之外，程序通常还包括以下内容：
初始化程序：在PLC上电后，一般需要进行一些初始化操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容包括对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等。
检测、故障诊断和显示程序：这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成时再添加。
保护和连锁程序：保护和连锁是程序中不可缺少的部分，必须认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱。
程序模拟调试
在程序设计完成之后，一般应通过PLC编程软件所自带的自诊断功能对PLC程序进行基本的检查，排除程序中的错误。在有条件的情况下，应该通过必要的模拟仿真手段，对程序进行模拟与仿真试验。对于初次使用的伺服驱动器、变频器等设备，可以通过检查运行的方法，实现进行离线调整和测试，以缩短现场调试的时间。
第六步：系统调试
PLC的系统调试是检查、优化PLC控制系统硬件、软件设计，提高控制系统安全可靠性的重要步骤。现场调试应该在完成控制系统的安装、连接、用户程序编制后，按照调试前的检查、硬件测试、软件测试、空运行试验、可靠性试验、实际运行试验等规定的步骤进行。
调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。
第七步：整理和编写技术文件
在设备安全、可靠运行得到确认之后，设计人员可以着手进行技术文件的编制工作，包括修改电气原理图、连接图，编写设备操作、使用说明书，备份PLC用户程序，记录所进行过的调整、设定参数等。需要注意的是，电气原理图、用户程序、设定的参数等必须是调试完成后的版本。
通过以上七大步骤，可以系统地完成一个PLC控制系统的开发设计工作。掌握这些步骤对于从事自动化控制相关工作的技术人员来说至关重要。