【摘 要】本文主要介紹了關(guān)于工業(yè)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的過程要點，其主要針對PLC控制系統(tǒng)設(shè)計初學者。

【關(guān)鍵詞】PLC；總體設(shè)計；調(diào)試

一、明確設(shè)計控制系統(tǒng)的功能要求

所謂功能要求，就是指在系統(tǒng)設(shè)計前提出的所要實現(xiàn)的具體目的。而控制系統(tǒng)的功能要求則是指所要完成的目的控制動作，即實現(xiàn)設(shè)備的各項設(shè)計功能?？刂葡到y(tǒng)的功能要求是設(shè)計者對整個控制系統(tǒng)設(shè)計的指引路線，也是對一個系統(tǒng)檢驗的標尺。對于一個系統(tǒng)，首先應(yīng)弄清其整個機構(gòu)特征，其主要包括的結(jié)構(gòu)部分以及各個結(jié)構(gòu)的運動、動力特性，同時綜合考慮實現(xiàn)其工業(yè)自動化控制的可能性及可行性，并根據(jù)其可能性與可行性對原有設(shè)計機構(gòu)進行優(yōu)化。在此基礎(chǔ)之上，將各個功能要求分別列出，細化各個功能要求到每一個控制參數(shù)下。

二、結(jié)合控制系統(tǒng)的功能要求深化對理論設(shè)計知識的夯實 根據(jù)整體的功能要求，尤其是對于復雜系統(tǒng)而言，常會由于工作環(huán)境和工作條件的不同，而會遇到一系列實際問題。此時就應(yīng)需要加深對系統(tǒng)知識的夯實。其具體包括以下幾個方面：熟悉和加深對于PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的了解。其主要包括CPU類型與端口結(jié)構(gòu)、存儲器結(jié)構(gòu)等硬件的了解。掌握PLC的的存儲空間的地址分配原則，了解其擴展能力。掌握PLC內(nèi)部各組件的邏輯關(guān)系和數(shù)據(jù)流的傳遞關(guān)系。

三、根據(jù)工藝過程將功能要求序列化

所謂功能要求序列化就是將所有的功能要求按照一定的邏輯順序繪制成工作過程示意圖、功能框圖以及相應(yīng)的電氣柜結(jié)構(gòu)。

四、PLC總體設(shè)計

根據(jù)筆者實踐經(jīng)驗以及相關(guān)理論知識查閱，PLC總體設(shè)計主要包括結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計、硬件系統(tǒng)配置和總體流程設(shè)計。（1）結(jié)構(gòu)總體設(shè)計。這部分包括結(jié)構(gòu)和原理的設(shè)計。其主要是根據(jù)目的運動再結(jié)合相應(yīng)的機械原理以及空間、效率、各個運動和動力參數(shù)的要求對整個機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和原理按照相應(yīng)的機械標準進行制作前的精確設(shè)計。（2）硬件系統(tǒng)配置。對于一個PLC控制系統(tǒng)，進行詳細的系統(tǒng)硬件選擇是十分必要的，它對于以后的總體流程設(shè)計起著至關(guān)重要的作用，其具體包括以下幾個方面：一是PLC選型。對于PLC的型號市面上非常多，存在西門子、三菱等廠商的多個系列型號。對于一般而言，我們常常以輸入輸出的點數(shù)以及需要的程序容量來對PLC的CPU芯片進行選擇。二是資源配置。此部分主要是進行輸入、輸出資源配置，即輸入、輸出地址配置。同時還應(yīng)注意各類開關(guān)和傳感器等附件的邏輯化配置。（3）總體流程設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)要實現(xiàn)的工藝過程所細化的系統(tǒng)控制要求，同時按照系統(tǒng)流程圖標準將整個邏輯過程繪制出控制系統(tǒng)流程圖。當涉及到復雜的系統(tǒng)時，應(yīng)該將整個控制系統(tǒng)劃分為若干個模塊，即在OB1主程序模塊下通過定義若干個子模塊FB以及停止、復位FC模塊構(gòu)建程序的方法。

五、局部設(shè)計及優(yōu)化

對于一個復雜的工業(yè)自動化系統(tǒng)而言，尤其是要實現(xiàn)某些精密而復雜的的運動。必須對其關(guān)鍵的部分的運動及動力結(jié)構(gòu)進行局部設(shè)計，已達到特殊的運動、力學等性能。尤其是對于那些在極端工作環(huán)境和條件下運行的設(shè)備。在設(shè)計時，由于檢驗不足或者是各種失誤都有可能造成硬件方面或軟件方面問題。（1）硬件方面。根據(jù)前邊介紹可知，其一般會出現(xiàn)在由于結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理而造成的加工、裝配、壽命方面的問題；或是由于PLC硬件方面選型、接線錯誤或布置不合理而導致設(shè)計結(jié)果現(xiàn)象與預(yù)期不符。因此，在結(jié)構(gòu)方面有一個扎實的基礎(chǔ)知識和良好的素養(yǎng)是必不可少的；而在PLC硬件方面，應(yīng)該有足夠抗干擾能力與較好的健壯性設(shè)計。（2）軟件方面。完成編程后應(yīng)該先進行仿真測試，使各個點位的狀態(tài)滿足預(yù)期要求，同時結(jié)合硬件的因素考慮其不合格原因，并最終以實現(xiàn)目標要求調(diào)試、設(shè)計、優(yōu)化的終點。

六、系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和維護

首先應(yīng)該將系統(tǒng)選擇在相對正常（低干擾、低濕度、低電壓）的環(huán)境中，以便能夠其能夠長久穩(wěn)定運行。在此基礎(chǔ)上可通過遠程調(diào)試、串口通行調(diào)試等方法，邊調(diào)試，邊優(yōu)化直到達到設(shè)計要求。最后，對于工業(yè)PLC控制系統(tǒng)須有必要的維護，使其出現(xiàn)問題的周期長、維護時間短，以此提升其生產(chǎn)效率。

隨著PLC技術(shù)不斷發(fā)展，其對于當代工業(yè)自動化的發(fā)展產(chǎn)生著越來越重要的影響。對于未來，其還會不斷向著高速度、高性能、大容量方向發(fā)展，鑒于其目前在社會生產(chǎn)中的地位，筆者記錄下個人設(shè)計理念，希望能有助于后來者。

參 考 文 獻

[1]劉艷梅，任雙燕等．S7-300可編程控制器（PLC）教程[M]．人民郵電出版社，2008

[2]海心，馬銀忠，劉樹青．西門子PLC開發(fā)入門與典型實例[M]．人民郵電出版社，2010

[3]曹永彥，楊坤怡等．MPS個性化實驗在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的應(yīng)用[J]．1002-4956(2008)08-0092-03