PLC 控制系统设计方法探讨
摘要： P L C 控制系统具有可靠性强、抗干扰能力强、体积小、耗能低等多个特点，当前 P L C 已经在钢铁、电力、机械制造、汽车、轻纺、交通运输以及环保等各个行业被广泛应用，在整个工业控制领域占据着极其重要的地位。在 P L C 控制系统设计时，应尽可能的使控制系统简单化、综合系统的稳定性和安全性进行考虑，重视控制系统的维修和性能改善，以充分发挥 P L C 的性能特点，最大限度地满足控制对象的要求。该文通过对 P L C 控制系统的原则进行详细分析，以提高 P L C 控制系统可靠性阐述了 P LC 系统设计方法。
关键词： P L C 控制系统设计方法
0 引言
随着现代工业的迅速发展，越来越多的计算机控制的设备装置开始出现，一般情况下，许多产品在生产时的相关参数（温度、湿度、压力等）都需要事先进行设定。在实际工业生产中，采用单一的仪表对产品进行控制和检测已经不能满足现代化生产的要求，P L C 在控制系统中的应用功能较为齐全，操作非常简单，在日常的维护和检修方面也较为方便，对于工业生产自动化控制有着很强的适应能力，在我国工业生产中被广泛应用。
1 PLC 控制系统设计的基本原则
控制系统的设计的目的是提高生产效率和保障产品质量，要根据被控制对象的相关工艺要求来实现，一般情况下，P L C 控制系统的设计时，需要依据以下几点基本原则：
（1）在 P L C 控制系统设计过程中，一方面要满足被控制对象对其生产工艺上的要求，另一方面要将工作重心集中于 P L C 控制系统的功能最大化的实现，这是 P L C 控制系统设计的首要任务，也是最重要的一点原则。
（2）保证 P L C 控制系统能够长期安全可靠、稳定运行。设计者为了确保控制系统的安全性和稳定性，就必须对系统设计、元器件选择、 软件编程等几个重要点进行全面综合考虑，以确保设计的合理性。
（3）保证系统操作的简便性和实用性。一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，但是它在给企业带来经济效益和社会效益的同时也会导致相关项目（如新工程的投入、 技术的培训、 设备的维护）资金投入的增加，从而增加企业负担，因此要着手控制扩大工程的效益和降低工程的成本之间的关系。
（4）要紧跟发展的节奏，适应发展需要。我国控制系统的进步得益于科学技术的不断发展，科技的进步又导致对控制系统的要求也将会不断地提高，为了满足今后控制系统发展和完善的需要，在 P L C 控制系统设计时要有长远的目光，在设计 P L C 控制系统的输入和输出等模块时适当留有裕量，方便在今后的生产发展中的适应于改进。
2 影响 P L C 控制系统的因素
P L C 和生产现场设备共同组成 P L C 控制系统。其中 P L C 是由中央处理器、主机架、 扩展机架及相关的网络与外部设备组成的，生产现场主要有继电器、 接触器、 各种开关、 极限位置、 安全保护、 传感器、 仪表、 接线盒、 接线端子、 电动机、 电源线、 地线、 信号线等。系统的正常运行取决于 P L C 和生产现场各设备的正常工作，因此对 P L C 控制系统的可靠性分析应重视其组成成分。
一般而言，P L C 具有较高的可靠性，P L C 的故障在 P L C 控制系统故障中发生的概率较低，P L C 控制系统的主要故障点在于生产现场设备中，其中与 P LC 相接的输入、 输出设备的可靠性是影响 P LC 控制系统可靠性的主要因素。
3 PLC 控制系统设计
3.1 PLC 的选型
P L C 的设计目的是为了应用于工业现场，因此必须重视其设计的抗干扰性和可靠性。不同牌号的 P L C 抗干扰能力都存在差异，对于抗干扰能力较差的 P L C，在系统设计时就要加强电源的滤波与接地。在 P L C 的选型上，应注意以下几点：
①由于新型号的 P L C 未经长时间的实践和应用， 容易在使用中暴露出设计缺陷，所以在 P L C 的选用上应尽量避免选用新出品的型号②相同的编程器、 通信接口、编程软件和通信协议对设计者和使用者都是极大地方便之处，因此 P L C 的选型要尽量系统化、 通用化③新设计的系统可能会存在许多缺陷，新增某些功能都需要额外的输入输出点，因此在 P L C 的选型要注意输入输出点数留有一定的余量, 接线端子也需要留出一定的余量。
3.2 对 P L C 控制系统进行设计时的步骤
对 P L C 控制系统的设计的主要步骤如下:①结合工业生产中的生产工艺，分析控制对象的要求，包括动作要求（动作的顺序保护以及联锁等）和操作方式（自动单步和连续等）②分析 P L C 控制系统对输入和输出设备的要求，确定 P L C 控制系统的输入和输出系统， 同时确定 P L C 控制系统的 I/O 的点数③选择 P L C 控制系统，并合理分配 I/O 的点数，进行 I/O 的连接图设计④设计 P L C 控制系统的程序⑤设计控制系统中的控制柜等硬件设施， 以缩短 P L C 控制系统设计的固定周期，加快 P L C 控制系统的更新⑥联机调试。通过连接 P L C 控制系统中的输入、输出设备，对其负载的信息进行逐一调试，调试完成后进行试运行，观察 P L C 控制系统的运行是否正常、稳定⑦对设计说明书、原理图、接线图、使用说明书等 PL C 控制系统有关的资料文件进行编写。
3.3PLC 软件系统设计的方法概述
编制 P L C 控制程序的典型方法包括图解法和计算机辅助设计编程。
图解法一般通过作图来进行 P L C 程序设计，主要包括梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。梯形图法是相对较为方便一种编程方法；逻辑流程图法可以使整个程序脉络清楚，对于故障查找以及程序调整和维修都十分有利；时序流程图法则适合于以时间为基准的控制系统的编程；相比之下步进顺控法可以使控制程序编写更为方便。计算机辅助设计编程通过 P L C 编程软件在计算机上进行程序设计，编程软件的使用使计算机上进行程序的存取加密以及 E X E运行文件的形成变得十分方便。
4 结语
PLC 控制系统在工业生产中的应用对我国工业生产的自动化与智能化的发展起到了良好的促进作用，对 P L C 控制系统的设计应积极总结先进的设计经验，在实际生产中，通过将 P L C 控制系统功能的最大化实现来提高企业的经济效益。
参考文献
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