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任何一個控制系統都是為了實現對被控對象的工藝要求，并提高生產效率和保證產品質量。PLC自動化控制系統和其他控制系統一樣，都必須遵循一定的設計原則、設計步驟和設計內容。

??PLC 控制系統設計分為單機設計、群機(生產線)設計和過程控制設計。單機設計指PLC僅用于單臺設備的控制系統，這是目前應用Zui廣泛的控制系統設計，控制系統相對比較簡單，大都為開關量邏輯控制。對初學PLC的人來說，單機設計是一個很好的PLC控制系統設計的切入口。群機設計涉及多臺設備之間的互動關系，比單機要復雜一些。而過程控制則是一個生產系統過程的控制、控制系統大而復雜，涉及的PLC應用知識面相當廣，一般來說，不是一個人所能單獨完成的。下面對 PLC 控制系統的設計討論主要針對單機和群機設計而言。

??1. PLC控制系統設計原則

??PLC 控制系統以實現控制對象的自動化要求為前提，以保證系統安全為準則，以提高生產效率和產品質量為宗旨，因而在設計中要遵循以下原則：

??(1)Zui大限度地滿足被控對象的要求。

??充分發揮PLC的控制功能，Zui大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計PLC控制系統的首要前提，也是設計中Zui重要的一條原則。

??(2)確保控制系統、操作人員及生產設備的安全。

??保證 PLC 控制系統能夠長期安全、可靠、穩定運行，是設計系統的重要原則。設計必須考慮正常情況下安全可靠，還必須考慮非正常情況下(如突然斷電，突然斷電再上電，人工操縱錯誤等)也能安全可靠。

??(3)力求簡單、經濟、實用、可靠且維護方便。

??投入產出比是衡量控制系統的一個重要指標。因此，在滿足控制要求的前提下，在保證安全、可靠和穩定運行的原則下，應注意系統設計盡可能降低工程成本、使用成本和維護成本，不要盲目地追求高指標和高度自動化。

??(4)留有適當的發展余地。

??由于技術不斷地發展，控制系統要求也會發生改變。因此，考慮生產的發展和工藝的更改，對所采用的PLC、I/O模塊、內存容量都要適當留有余地。

??2. PLC控制系統設計步驟和內容

??PLC控制系統設計步驟如下所述。

??1)分析控制要求

??這一點是Zui重要的一步，是全部設計的基礎。在設計控制系統時，首先要深入了解、詳細分析、認真研究被控對象(設備、生產線或者生產過程)的工藝流程、工藝參數及控制任務。在許多情況下，客戶提供的控制要求都比較簡單、抽象，許多意外情況的緊急處理和一般情況下所要完成的操作處理可能沒有提及。例如，應具備的操作方式(手動、自動、半自動、斷續等)、各種保護(斷電、過載、誤操作等)、PLC與其他智能設備(變頻器，溫控儀等)之間的關系，各種顯示方式(指示燈、文本顯示、觸摸屏等)等，這都需要PLC控制系統設計人員去補充。

??在分析控制要求時，PLC控制系統設計人員必須與工藝、機械等方面的工程技術人員和現場操作人員密切配合，共同解決設計中出現的問題。某些控制要求，如果單純用PLC控制系統去解決，可能難度較大，成本較高，而結合機械機構及裝置則可事半功倍。同樣，也不要追求現場操作越簡單越好，適當的操作手段同樣會簡化PLC控制系統的設計。

??如果改造舊設備，還要仔細閱讀原使用說明書和電器原理圖等技術資料，要詳細了解被控對象的全部功能，如機械部件的動作順序、動作條件和必要的保護。設備內部的機械、氣動、液壓、儀表及電氣系統之間的關系，有哪些控制方式、需要顯示哪些物理量和顯示方式等。

??對控制要求進行詳細了解分析是做好PLC控制系統的第一步，且是Zui重要的一步。做好這一步，下面的工作將變得比較容易且反復較少，能夠做到一步到位。

??2)確定PLC控制系統的硬件結構組成

??在充分對控制要求分析的基礎上，就要確定 PLC 控制系統的硬件組成及元器件的選擇。

??首先是選擇合適的 PLC，一般情況是根據 PLC 的輸入量、輸出量的點數和類型來確定PLC的型號和相應特殊模塊。

??確定系統輸入元件(按鈕、行程開關、傳感有源開關、傳感器、變送器等)和輸出元件(接觸器、繼電器、電磁閥、指示燈、電鈴、各種控制板等)的品牌、型號。在選擇這些元器件時，一定要以控制系統的可靠性、穩定性和安全性為主，在保證上述三性的前提下，能滿足要求且價格較低就是zuihao的，具體的選擇方法可以參考有關手冊資料。

??3)PLC的用戶程序設計

??用戶程序設計又稱PLC軟件系統設計。上面的兩個步驟基本上都是為用戶程序設計準備的。關于用戶程序設計的進一步說明見5.5.2節PLC用戶程序設計。

??4)PLC控制系統的調試

??當PLC控制系統程序設計完畢后，并不能馬上投入運行，還需要經過模擬調試和現場調試，這是非常重要的一個環節。任何環節的設計很難說不經過調試就能使用，只要通過調試才能發現用戶程序和外部控制回路的矛盾之處。只有通過調試才能Zui后確定用戶程序和外部控制回路的正確性。關于PLC控制系統的調試詳見5.5.3節。待調試中出現的問題解決后才能正式投入運行。

??5)編寫技術文件

??PLC控制系統交付使用并穩定運行一段時間后，可以根據Zui終結果整理出完整的技術文件，并提供給客戶，以便在今后使用。一般來說，技術文件包括以下內容。

??控制系統的使用說明書。

??控制系統電氣原理圖(含系統所使用的所有電氣元器件的隨機文件)。

??完整的梯形圖文件(I/O地址分配表、PLC配線圖、帶注釋的梯形圖程序)。

??其他說明文件。