張廣晨（曲阜師范大學(xué)　工學(xué)院,山東　日照　276826）

淺談PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

張廣晨
（曲阜師范大學(xué)工學(xué)院,山東日照276826）

摘要：PLC應(yīng)用越來越廣泛的今天，如何更加高效的應(yīng)用PLC系統(tǒng)為生產(chǎn)建設(shè)起到作用還有許多值得探討的問題。也必須要認(rèn)識(shí)到很多人對于PLC還存在一定的懷疑態(tài)度，對于PLC的認(rèn)識(shí)還簡單。所以本文也就簡要的針對PLC系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢，PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須要注意的問題，PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些內(nèi)容和步驟都進(jìn)行了簡要的探討和分析，也就PLC技術(shù)的未來發(fā)展做了簡要的探討。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)設(shè)計(jì)；PLC應(yīng)用；設(shè)計(jì)原則；PLC硬件

0　前言

PLC作為工業(yè)控制設(shè)備中最主要的一種，其發(fā)展一直受到很多人關(guān)注。而要實(shí)現(xiàn)PLC的高效利用就離不開PLC的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)看似復(fù)雜實(shí)際上只需要根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)步驟，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性考慮就能夠滿足基本的應(yīng)用控制要求。但也必須要認(rèn)識(shí)到PLC應(yīng)用的優(yōu)勢和特點(diǎn)，才能夠更好地利用其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)。

1　PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢

（1）自動(dòng)化。應(yīng)用PLC控制就能夠有效的提升生產(chǎn)的自動(dòng)化，利用PLC系統(tǒng)控制來控制生產(chǎn)工藝流程，人工僅僅需要發(fā)出信號(hào)，整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)就自動(dòng)運(yùn)行，從生產(chǎn)流程一個(gè)周期的開始到一個(gè)流程的結(jié)束都不需要人工的再干預(yù)，減少人為導(dǎo)致的質(zhì)量差異，減少人工參與的不確定性也增加了生產(chǎn)行車作業(yè)的安全性。

（2）高效數(shù)字化。PLC系統(tǒng)控制就實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)的數(shù)字化，通過系統(tǒng)控制的方式，準(zhǔn)確掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況，將電鍍生產(chǎn)進(jìn)行數(shù)字化的覆蓋，也生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要體現(xiàn)。也利于生產(chǎn)水平提升，在進(jìn)行PLC設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中還能夠?qū)吓f設(shè)備進(jìn)行一定的改造利于技術(shù)進(jìn)步，便于生產(chǎn)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(chǎn)的智能化，就從很大程度上提升了生產(chǎn)的質(zhì)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(chǎn)成本，增強(qiáng)生產(chǎn)產(chǎn)品的科技含量。

（4）可拓展性。PLC本身具備較強(qiáng)的拓展性，能夠適應(yīng)各種不同的需求，哪怕就是統(tǒng)一生產(chǎn)工廠不同的生產(chǎn)產(chǎn)品而言，PLC都能夠靈活的應(yīng)用，適應(yīng)各種不同的復(fù)雜條件，應(yīng)對各種不同的需求，滿足控制傳輸、數(shù)據(jù)處理等眾多的功能。并且在生產(chǎn)進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)PLC也能夠進(jìn)行擴(kuò)展。

（5）安全性。全面應(yīng)用PLC能夠在很大程度上提升生產(chǎn)的安全性，由于減少了人工參與，在很多復(fù)雜工藝流程中實(shí)現(xiàn)全面的自動(dòng)控制就能夠減少可能存在的生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)安全、高效的現(xiàn)代化生產(chǎn)。

2　PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須要注意的問題

（1）滿足需求。在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須要最大限度、最經(jīng)濟(jì)的發(fā)揮其性能，并在發(fā)揮有效性能的同時(shí)滿足生產(chǎn)需要的各種功能，確?？刂浦黧w能夠便捷的進(jìn)行被控制設(shè)備的控制，“滿足需求”是PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一準(zhǔn)則。

（2）系統(tǒng)安全性。PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)也必須要滿足長期穩(wěn)定使用的需求，必須要確保系統(tǒng)的安全性，因?yàn)镻LC系統(tǒng)直接控制著各種設(shè)備，在自動(dòng)化運(yùn)行的條件下絕對不能夠出現(xiàn)原則性的信號(hào)錯(cuò)誤，導(dǎo)致設(shè)備誤操作造成損失。所以安全性設(shè)計(jì)原則是確保系統(tǒng)順利使用的必要因素。

（3）經(jīng)濟(jì)性和便捷性。PLC設(shè)備品種眾多，相關(guān)的附屬設(shè)備、損耗材料質(zhì)量都有不同，所能夠承受的使用條件也不同，進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須要注意到不能夠浪費(fèi)也不能夠故意偷工減料。選擇最經(jīng)濟(jì)合適的設(shè)備、材料，并考慮后續(xù)維護(hù)維修的成本經(jīng)濟(jì)性，才能夠更好地延長PLC使用壽命，從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（4）適應(yīng)性需求。PLC技術(shù)在不斷地發(fā)展、不同的生產(chǎn)技術(shù)也在不斷地發(fā)展，所以進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮發(fā)展適應(yīng)性的需求，考慮到未來發(fā)展的系統(tǒng)可擴(kuò)展性，預(yù)留相應(yīng)的擴(kuò)展空間，一方面能夠便捷的增減系統(tǒng)功能，一方面也是未來拓展應(yīng)用。

3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟

（1）內(nèi)容和步驟。PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是包括八個(gè)部分：1）PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件，根據(jù)技術(shù)條件才能夠確定后續(xù)的使用；2）PLC系統(tǒng)需要控制的相應(yīng)設(shè)備，必須要考慮到實(shí)際控制的需求，把所有需要進(jìn)行控制的設(shè)備都納入到設(shè)計(jì)范圍；3）PLC設(shè)備的選擇，因?yàn)镻LC是整個(gè)系統(tǒng)的核心，所以必須要考慮經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)認(rèn)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(guī)格說明書，結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)際需求再選擇合適的語言來編寫軟件系統(tǒng)；6）對用戶界面進(jìn)行人性化的考慮，確保用戶使用過程的便捷高效；7）相應(yīng)操作臺(tái)的設(shè)計(jì)，以及電氣設(shè)備的安裝調(diào)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(tǒng)的核心部分，具體選擇機(jī)型時(shí)考慮其是否滿足需求時(shí)也要考慮其結(jié)構(gòu)，一般來說分為整體式和模塊式的PLC，根據(jù)不同的使用需求選擇不同的結(jié)構(gòu)，其次，根據(jù)不同的生產(chǎn)需求選擇功能相當(dāng)?shù)脑O(shè)備，不需要過高的追求功能的完善。企業(yè)如果進(jìn)行大規(guī)模的自動(dòng)化生產(chǎn)，PLC選擇時(shí)必須要考慮統(tǒng)一，企業(yè)應(yīng)用的設(shè)備統(tǒng)一也便于后續(xù)的維修維護(hù)。而后就是要進(jìn)行I/O的確定，確定I/O點(diǎn)數(shù)量，也需要對相關(guān)的開關(guān)量、模擬量、特殊功能以及智能式進(jìn)行確定和考慮。然后選擇儲(chǔ)存設(shè)備，存儲(chǔ)器的大小根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇，一般要有預(yù)留一方特殊情況發(fā)生，通常做法是預(yù)留25%的儲(chǔ)存余量。最后就是選擇編程器和相關(guān)的外部設(shè)備。

（3）軟件部分。編程一般選擇“圖解法”進(jìn)行，通過圖的形式來直觀的表現(xiàn)所需要的控制功能，圖解法是靠畫圖進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)。常見的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法、時(shí)序流程圖法和步進(jìn)順控法。利用不同圖解法的好處就是直觀，便于發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，便于完善以及修改。當(dāng)然也有“經(jīng)驗(yàn)編程”，通過比對和借鑒相似程序來進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)同樣也可以應(yīng)用到PLC編程中。

4　發(fā)展

PLC未來應(yīng)用空間廣闊，但是也應(yīng)該朝著小型化，高效化發(fā)展；并且未來PLC的特殊條件適應(yīng)性也應(yīng)該得到增強(qiáng)，從而更好地去適應(yīng)一些特殊生產(chǎn)條件以及一些惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，提升設(shè)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(huì)越來越多的展現(xiàn)出來。

5　結(jié)束語

通過本文的探討人為PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)只要遵循一定的原則，認(rèn)清其優(yōu)勢，充分發(fā)揮其優(yōu)勢就能夠更好的為生產(chǎn)帶來有益作用。當(dāng)然未來PLC的應(yīng)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(fā)現(xiàn)，更加深入的研究學(xué)習(xí)。

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