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時間：2023-07-25

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PLC控制系統(tǒng)設計與控制任務分解

一般情況下,在設計系統(tǒng)前,應該把控制任務和控制過程分解一下,使其成為獨立或相對獨立的部分,這樣既可以決定控制單元之間的界限,也可以提高項目設計人員的工作效率。在分解任務的同時，要把各部分操作的功能描述、邏輯關系、接口條件等詳細羅列出來,為后面的系統(tǒng)設計做好準備工作。

系統(tǒng)設計

系統(tǒng)設計包括硬件系統(tǒng)設計和軟件系統(tǒng)設計。硬件系統(tǒng)設計主要包括PLC及外圍線路的設計、電氣線路的設計、安全電路的設計和擾干擾措施的設計等。軟件系統(tǒng)設計主要指編制P1C控制程序和HMI的組態(tài)畫面。

選定PLC及其擴展模塊(如需耍的話),分配好I/O地址后,硬件設計的主要內容就是電氣控制系統(tǒng)原理圖的設計,電氣控制元器件的選擇和控制柜的設計。電氣控制系統(tǒng)原理圖包括主電路和控制電路?？刂齐娐分邪≒LC的I/O接線和自動部分、手動部分的詳細連接等,有時還要在電氣原理圖中標上器件代號或另外配上安裝圖、端子接線圖等,以方便控制柜的安裝。電氣元器件的選擇主要是根據控制要求選擇按鈕、開關、傳感器、保護電器、接觸器、指示燈和電磁閥等。

在硬件系統(tǒng)設計中,主要的任務是繪制控制系統(tǒng)原理圖、安裝接線圖：如果需要，則不須會制元器件布置圖。這部分的內容請參考2章2.1節(jié)的講解。選擇設備和器件、編制元器件清單也是硬件系統(tǒng)設計的重要組成部分。

控制系統(tǒng)軟件設計的難易程度因控制任務而異，也因人而異，對經驗豐富的工程技術人員來說,在長時間的專業(yè)工作中,受到過各種各樣的磨練，積累了許多經驗,除了一般的編程方法外,有自己的編程技巧和方法。但不管怎么說,平時多注意積累和總結是很重要的。

HMI組態(tài)畫面設計取決于需要實現的功能。這些功能主要包括實時畫面和數據顯示,參數設置、報警處理等。除要具備一定的美術方面的特長以保證畫面美觀外，正確配置HMI和PLC之間交換數據所使用的變量就顯得非常重要。

在PLC程序設計時，除I/O地址列表外,有時還要把在程序中用到的中間繼電器(M),定時器(T)、計數器(C)和存儲單元(V)以及它們的作用或功能列寫出來，以便編寫程序和閱讀程序。在編程語言的選擇上用梯形圖編程還是用語句表編程或使用功能圖編程,這主要取決于以下幾點:

(1)絕大幸數情況下,建議使用梯形圖來編寫PLC控制程序;

(2)有些需要計算或程序較大的特殊情況，如以非邏輯運算為主的PID調節(jié)、運動控制、網絡通信等,則可用語句表編程。

(3)經驗豐富的人員可用語句表語言直接編程,但梯形圖總比語句表直觀。

(4)如果是清晰的單順序、選擇順序或并發(fā)順序的控制任務，則好是用功能圖來設計程序。

軟件設計和硬件安裝可同時進行,這樣做可以縮短工期。這也是PLC控制系統(tǒng)**繼電器控制系統(tǒng)的地方。

安全電路的設計

在一些較為重要的場合或系統(tǒng)中.突發(fā)的或不可預知的安全因素必須重點考慮。這種安全因素主要指當控制系統(tǒng)或控制設備在不安全的條件下或非正常的操作條件下出現故障,造成PLC控制系統(tǒng)不可預料的啟動,或者其輸出操作的改變,從而造成人身傷害和財產損失。為此,就必須考慮采用獨立于PLC的機電冗余來防止不安全的操作。

在設計安全電路時，主要考慮以下幾點:

(1)確定可能的非法操作會造成哪些輸出執(zhí)行機構來產生危險的動作;

(2)確定不發(fā)生危害結果的條件，并確定如何使PLC能夠檢測到這些條件;

(3)確定在上電和斷電時,PLC控制系統(tǒng)的輸出有沒有產生危害動作的可能,并設計避免危害發(fā)生的措施;

(4)系統(tǒng)中應設計有獨立于CPU的手動或機電冗余措施來阻止危險的操作;

(5)系統(tǒng)中應設計有各種故障的顯示和提示環(huán)節(jié)，以便操作員能夠及時得到需要的信息

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詞條說明
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西門子S7-1200代理商|CPU總代理商PLC的由來在PLC問世之前，繼電器控制系統(tǒng)在工控領域中占有主導地位。但它的缺點十分明顯，如體積大、耗電多、壽命短、可靠性差、運行速度慢、適應性差等，尤其當生產工藝發(fā)生變化時，必須重新設計與安裝，造成時間和資金上的嚴重浪費。1968年，美國大的汽車制造商通用汽車公司(GM)，為了適應汽車型號不斷新的需求，在激烈競爭的汽車工業(yè)中保持優(yōu)勢，并從用戶的角度，
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