PLC控制系统设计与调试步骤优化

1.分析被控对象并提出控制要求

详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。

2.确定I/O设备

根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按钮、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其他执行器等），从而确定与PLC有关的I/O设备，以确定PLC的I/O点数。

3.选择PLC

PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择。

（1）国外

施耐德、罗克韦尔、西门子、GE、日本三菱、欧姆龙、富士、松下、东芝等。

（2）国内

PLC生产厂约30家：汇川、台达、深圳德维森、深圳艾默生、无锡光洋、无锡信捷、北京和利时、北京凯迪恩、北京安控、黄石科威、洛阳易达、浙大中控、浙大中自、南京冠德、兰州全志等。

（3）三菱PLC产品主要有FX系列（见表3-1）、A系列、Q系列

表3-1 FX系列

Q系列主要有：

Q00、Q01、Q02（H）、Q06H、Q12H、Q25（P）H、Q25SSPLC等。

FX系列扩展单元：

输入扩展：FX2N-16EX（16入）。

输出扩展：FX2N-16EYR（16继电器输出）；

FX2N-16EYT（16晶体管输出）。

输入/输出混合扩展：FX2N-32ER（16入，16出）其中16、32—I/O点数，EX为输入扩展模块，EYR为继电器输出扩展模块，YET为晶体管输出扩展模块。

1）继电器输出：为有触点输出方式，适用于低频大功率直流或交流负载。

2）晶体管输出：为无触点输出方式，适用于高频小功率直流负载。

3）晶闸管输出：为无触点输出方式，适用于高速大功率交流负载。

4.CPU(www.xing528.com)

CPU是PLC的核心，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成。

1）接受从编程设备输入的用户程序和数据。

2）诊断电源、内部电路、程序的语法错误。

3）通过输入接口，读取外部输入信号的状态，存入输入映象寄存器。

4）读取用户程序，逐条逐步地执行，并把计算结果存入输出状态寄存器。

CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度、I/O数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

5.I/O模块

PLC与电气回路的接口，是通过输入/输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。

I/O种类有开关量输入（DI）、开关量输出（DO）、模拟量输入（AI）、模拟量输出（AO）等。开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：

开关量：按电压水平分，有AC220V、AC110V、DC24V，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

模拟量：按信号类型分，有电流型（4～20mA、0～20mA）、电压型（0～10V、0～5V、-10～10V）等，按精度分，有12bit、14bit、16bit等。除了上述通用I/O外，还有特殊I/O模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

输入：接收外部信号的状态；输出：发出信号，控制外部设备。

开关量输入举例：按钮、转换开关、限位开关、数字开关等。

开关量输出举例：指示灯、显示器、电磁阀、继电器等。

模拟量举例：温度、电压、电流、流量、压力等。

6.存储器

存储器主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。不同机型的PLC其内存大小也不尽相同。

7.电源模块

PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（AC220V或AC110V）、直流电源（常用的为AC24V）。

8.底板或机架

大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块；机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

9.PLC系统的其他设备

编程设备：手持型编程器、计算机、人机界面。