趙建偉

(陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院機電系，陜西 西安 710000)

可編程控制器控制系統(tǒng)設計途徑

趙建偉

(陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院機電系，陜西 西安 710000)

摘要：本文概括總結了PLC控制系統(tǒng)設計的幾種途徑，指出了PLC控制系統(tǒng)設計的內容，并概述了PLC控制系統(tǒng)的設計方法。

關鍵詞：PLC;控制;設計

1可編程控制器控制系統(tǒng)設計途徑

設計一個PLC控制系統(tǒng)有多種途徑：可以在原有的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)基礎上加以改造，形成PLC的控制系統(tǒng)，就是所謂的經(jīng)驗設計法。順序控制設計法則是一種典型的PLC順序控制程序設計方法，它以順序功能圖來描述控制系統(tǒng)的控制過程，是一種先進的設計方法。另外，邏輯設計法也是一種針對數(shù)字量控制系統(tǒng)的常用設計方法。在PLC控制系統(tǒng)的設計中，應該最大限度的滿足生產(chǎn)機械或生產(chǎn)流程對電氣控制的要求，在滿足控制要求的前提下，力求PLC控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、安全、可靠、操作和維修方便，而且應使用系統(tǒng)能盡量降低使用者長期運行的成本。

1.1PLC控制系統(tǒng)設計的基本步驟

1.1.1擬定控制系統(tǒng)設計的技術條件。技術條件一般以設計任務書的形勢來確定，它是整個設計的依據(jù)。

1.1.2選擇電氣傳動形式和電動機、電磁閥等執(zhí)行機構。

1.1.3選定PLC型號

1.1.4編制PLC的輸入/輸出分配表或繪制輸入/輸出端子接線圖。

1.1.5根據(jù)系統(tǒng)設計的要求編寫軟件規(guī)格說明書，然后再用相應的編程語言進行設計。

1.1.6了解并遵循用戶認知心理學，重視人機界面的設計，增強人與機器之間的友善關系。

1.1.7設計操作臺、電氣柜及非標準電器元部件。

1.1.8編寫設計說明書和使用說明書。

1.2PLC控制系統(tǒng)設計的內容

PLC的控制系統(tǒng)設計是指根據(jù)控制系統(tǒng)硬件結構和工藝要求，使用相應的編程語言，對用戶控制程序的編制和相應文件的形成過程。

在系統(tǒng)硬件設計基礎上，根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，分析各輸入/輸出與各種操作之間的邏輯關系，確定檢測量和控制方法。并設計出系統(tǒng)中設備的操作內容和操作順序。對于比較復雜的系統(tǒng)，可按物理位置或控制功能將系統(tǒng)分區(qū)控制。比較復雜的系統(tǒng)一般還需要畫出系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚表明動作順序和條件，簡單系統(tǒng)一般不用。

熟悉編寫語言和編寫軟件是進行程序設計的前提。這一步驟的主要任務是根據(jù)有關于手冊了解后所使用的編程軟件及其操作系統(tǒng)，選擇一種或幾種合適的編寫語言程序語言形式，并熟悉其指令系統(tǒng)和參數(shù)分類，尤其注意那些在編程中可能要用到的指令和功能。

熟悉編程語言最好的辦法就是上機操作，并編制一些試驗程序，在模擬平臺上進行試運行，以便詳細的了解指令的功能和用途，為后面的程序設計打下良好的基礎。

定義參數(shù)表：數(shù)表的定義包括對輸入/輸出、中間標志、定時器、計數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)的定義。參數(shù)表的定義格式和內容根據(jù)系統(tǒng)和個人愛好的情況有所不同，但所包含的內容基本是相同的。程序編制開始以前必須首先定義輸入/輸出信號表。主要依據(jù)PLC輸入/輸出電氣原理圖。每一種PLC的輸入點編寫和輸出點編寫號都有自己明確的規(guī)定，在確定了PLC型號和配置后，要對輸入/輸出編號(地址)，并編制成表。

如果有操作系統(tǒng)支持，盡量使用編程語言高級形式，如梯形圖語言。在編寫過程中，根據(jù)實際需要，對中間標志信號表和存儲單元表進行逐個定義，要注意留出足夠的公共暫存區(qū)，以節(jié)省內存使用。由于許多小型PLC使用的是簡易編程器，只能輸入指令代碼。梯形圖設計好后，還需要將梯形圖按指令語句編出代碼程序，列出程序清單。在熟悉所選的PLC指令系統(tǒng)后，可以很容易地根據(jù)梯形圖寫出語句表程序。

系統(tǒng)的測試：測試時先從各功能單元入手，設定輸入信號，觀察輸入信號的變化對系統(tǒng)的作用，必要時可以借助儀器儀表。各功能單元測試完成后，再連通全部程序，測試各部分的接口情況，直到滿意為止。系統(tǒng)的測試可以在實驗室進行，也可以在現(xiàn)場進行。如果是在現(xiàn)場進行測試，那就要將PLC與現(xiàn)場信號隔離，以免引起事故。上面的內容中每個方面都是系統(tǒng)設計中不可缺少的環(huán)節(jié)，要設計一個好的系統(tǒng)程序，必須要做好每一個環(huán)節(jié)的工作。

2PLC控制程序的設計方法

在了解控制程序的設計方法，就要實際編寫PLC程序了。編寫PLC程序和編寫其他計算機程序一樣，都需要經(jīng)歷以下的過程。

2.1對系統(tǒng)任務的分塊。分塊的目的就是把一個復雜的工程，分解成多個比較簡單的小任務。這樣就把一個復雜的問題化為多個簡單的小問題，以便于編制程序。

2.2編制控制系統(tǒng)的邏輯關系圖。從邏輯關系圖上，可以反映出某一個邏輯關系的結果是什么，這一結果又應該導出哪些動作。這個邏輯關系可以是以各個控制活動順序為基準，也可能是整個活動的時間節(jié)拍為基準。邏輯關系圖反映了控制過程中控制作用與被控對象的活動，也反映了輸入與輸出的關系。

2.3編制PLC程序并進行調試。在制PLC程序，除了要注意程序要正確、可靠外，還要考慮程序要簡捷、省時、便于閱讀、便于修改等。編好一個程序塊要進行模擬實驗，這樣便于查找問題，便于及時修改，最好不要整個程序完成后再找問。

2.4制作控制臺與控制柜。在編完程序之后，就可以制作控制臺和控制柜了。在時間緊張的時候，這項工作也可以和編制程序并進行。在制作控制臺和控制柜的時候要注意選擇開關、按鈕、繼電器等器件的質量，規(guī)格必須滿足要求。設備的安裝必須注意安全、可靠。比如說屏蔽問題、接地問題等問題必須妥善處理。

2.5現(xiàn)場調試?，F(xiàn)場調試是整個控制系統(tǒng)完成的重要環(huán)節(jié)。任何程序的設計很難說不經(jīng)過現(xiàn)場調試就能使用。只有通過現(xiàn)場調試才能發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序不能滿足系統(tǒng)要求之處；只有通過現(xiàn)場調試才能發(fā)現(xiàn)控制電路和控制程序矛盾之處；只有進行現(xiàn)場調試才能最后實地測試和最后調整控制電路和控制程序，以適合控制系統(tǒng)的要求。

2.6編寫技術文件并進行運行。進過現(xiàn)場調試以后，控制電路和控制程序基本被確定了，整個系統(tǒng)的硬件和軟件基本沒有問題了。這時就要全面整流技術文件，包括整理電路圖、PLC程序、使用說明及幫助文件。到此工作基本結束。

作者簡介：趙建偉，男，高級工程師，四川威遠人，主要從事為機電一體化技術方面的教學與研究工作。

中圖分類號:TN710

文獻標志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)12-0046-01