PLC控制系統設計與調試的步驟

如圖1所示為PLC控制系統設計與調試的一般步驟。

圖1 PLC控制系統設計與調試的一般步驟

（一）分析被控對象并提出控制要求

詳細分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電、液之間的配合，提出被控對象對PLC控制系統的控制要求，確定控制方案，擬定設計任務書。

（二）確定輸入／輸出設備

根據系統的控制要求，確定系統所需的全部輸入設備（如：按紐、位置開關、轉換開關及各種傳感器等）和輸出設備（如：接觸器、電磁閥、信號指示燈及其它執行器等），從而確定與PLC有關的輸入/輸出設備，以確定PLC的I/O點數。

（三）選擇PLC

PLC選擇包括對PLC的機型、容量、I/O模塊、電源等的選擇，詳見本章第二節。

（四）分配I/O點并設計PLC外圍硬件線路

1.分配I/O點

畫出PLC的I/O點與輸入／輸出設備的連接圖或對應關系表，該部分也可在第２步中進行。

2.設計PLC外圍硬件線路

畫出系統其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進入PLC的控制電路等。

由PLC的I/O連接圖和PLC外圍電氣線路圖組成系統的電氣原理圖。到此為止系統的硬件電氣線路已經確定。

（五）程序設計

1.程序設計

根據系統的控制要求，采用合適的設計方法來設計PLC程序。程序要以滿足系統控制要求為主線，逐一編寫實現各控制功能或各子任務的程序，逐步完善系統指定的功能。除此之外，程序通常還應包括以下內容：

1）初始化程序。在PLC上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動作必要的準備，避免系統發生誤動作。初始化程序的主要內容有：對某些數據區、計數器等進行清零，對某些數據區所需數據進行恢復，對某些繼電器進行置位或復位，對某些初始狀態進行顯示等等。

2）檢測、故障診斷和顯示等程序。這些程序相對獨立，一般在程序設計基本完成時再添加。

3）保護和連鎖程序。保護和連鎖是程序中不可缺少的部分，必須認真加以考慮。它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂，。

2.程序模擬調試

程序模擬調試的基本思想是，以方便的形式模擬產生現場實際狀態，為程序的運行創造必要的環境條件。根據產生現場信號的方式不同，模擬調試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式。

1）硬件模擬法是使用一些硬件設備（如用另一臺PLC或一些輸入器件等）模擬產生現場的信號，并將這些信號以硬接線的方式連到PLC系統的輸入端，其時效性較強。

2）軟件模擬法是在PLC中另外編寫一套模擬程序，模擬提供現場信號，其簡單易行，但時效性不易保證。模擬調試過程中，可采用分段調試的方法，并利用編程器的監控功能。

（六）硬件實施

硬件實施方面主要是進行控制柜（臺）等硬件的設計及現場施工。主要內容有：

1)設計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖。

2)設計系統各部分之間的電氣互連圖。

3)根據施工圖紙進行現場接線，并進行詳細檢查。

由于程序設計與硬件實施可同時進行，因此PLC控制系統的設計周期可大大縮短。

（七）聯機調試

聯機調試是將通過模擬調試的程序進一步進行在線統調。聯機調試過程應循序漸進，從PLC只連接輸入設備、再連接輸出設備、再接上實際負載等逐步進行調試。如不符合要求，則對硬件和程序作調整。通常只需修改部份程序即可。

全部調試完畢后，交付試運行。經過一段時間運行，如果工作正常、程序不需要修改，應將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。

（八）整理和編寫技術文件

技術文件包括設計說明書、硬件原理圖、安裝接線圖、電氣元件明細表、PLC程序以及使用說明書等。