浅谈工业PLC控制系统设计概述_PLC控制系统设计的内容包括哪些

　　【摘 要】本文主要介绍了关于工业PLC控制系统设计的过程要点，其主要针对PLC控制系统设计初学者。　　【关键词】PLC；总体设计；调试　　一、明确设计控制系统的功能要求
　　所谓功能要求，就是指在系统设计前提出的所要实现的具体目的。而控制系统的功能要求则是指所要完成的目的控制动作，即实现设备的各项设计功能。控制系统的功能要求是设计者对整个控制系统设计的指引路线，也是对一个系统检验的标尺。对于一个系统，首先应弄清其整个机构特征，其主要包括的结构部分以及各个结构的运动、动力特性，同时综合考虑实现其工业自动化控制的可能性及可行性，并根据其可能性与可行性对原有设计机构进行优化。在此基础之上，将各个功能要求分别列出，细化各个功能要求到每一个控制参数下。
　　二、结合控制系统的功能要求深化对理论设计知识的夯实 根据整体的功能要求，尤其是对于复杂系统而言，常会由于工作环境和工作条件的不同，而会遇到一系列实际问题。此时就应需要加深对系统知识的夯实。其具体包括以下几个方面：熟悉和加深对于PLC的内部结构的了解。其主要包括CPU类型与端口结构、存储器结构等硬件的了解。掌握PLC的的存储空间的地址分配原则，了解其扩展能力。掌握PLC内部各组件的逻辑关系和数据流的传递关系。
　　三、根据工艺过程将功能要求序列化
　　所谓功能要求序列化就是将所有的功能要求按照一定的逻辑顺序绘制成工作过程示意图、功能框图以及相应的电气柜结构。
　　四、PLC总体设计
　　根据笔者实践经验以及相关理论知识查阅，PLC总体设计主要包括结构的总体设计、硬件系统配置和总体流程设计。（1）结构总体设计。这部分包括结构和原理的设计。其主要是根据目的运动再结合相应的机械原理以及空间、效率、各个运动和动力参数的要求对整个机构的结构和原理按照相应的机械标准进行制作前的精确设计。（2）硬件系统配置。对于一个PLC控制系统，进行详细的系统硬件选择是十分必要的，它对于以后的总体流程设计起着至关重要的作用，其具体包括以下几个方面：一是PLC选型。对于PLC的型号市面上非常多，存在西门子、三菱等厂商的多个系列型号。对于一般而言，我们常常以输入输出的点数以及需要的程序容量来对PLC的CPU芯片进行选择。二是资源配置。此部分主要是进行输入、输出资源配置，即输入、输出地址配置。同时还应注意各类开关和传感器等附件的逻辑化配置。（3）总体流程设计。根据系统要实现的工艺过程所细化的系统控制要求，同时按照系统流程图标准将整个逻辑过程绘制出控制系统流程图。当涉及到复杂的系统时，应该将整个控制系统划分为若干个模块，即在OB1主程序模块下通过定义若干个子模块FB以及停止、复位FC模块构建程序的方法。
　　五、局部设计及优化
　　对于一个复杂的工业自动化系统而言，尤其是要实现某些精密而复杂的的运动。必须对其关键的部分的运动及动力结构进行局部设计，已达到特殊的运动、力学等性能。尤其是对于那些在极端工作环境和条件下运行的设备。在设计时，由于检验不足或者是各种失误都有可能造成硬件方面或软件方面问题。（1）硬件方面。根据前边介绍可知，其一般会出现在由于结构设计不合理而造成的加工、装配、寿命方面的问题；或是由于PLC硬件方面选型、接线错误或布置不合理而导致设计结果现象与预期不符。因此，在结构方面有一个扎实的基础知识和良好的素养是必不可少的；而在PLC硬件方面，应该有足够抗干扰能力与较好的健壮性设计。（2）软件方面。完成编程后应该先进行仿真测试，使各个点位的状态满足预期要求，同时结合硬件的因素考虑其不合格原因，并最终以实现目标要求调试、设计、优化的终点。
　　六、系统的安装、调试和维护
　　首先应该将系统选择在相对正常（低干扰、低湿度、低电压）的环境中，以便能够其能够长久稳定运行。在此基础上可通过远程调试、串口通行调试等方法，边调试，边优化直到达到设计要求。最后，对于工业PLC控制系统须有必要的维护，使其出现问题的周期长、维护时间短，以此提升其生产效率。
　　随着PLC技术不断发展，其对于当代工业自动化的发展产生着越来越重要的影响。对于未来，其还会不断向着高速度、高性能、大容量方向发展，鉴于其目前在社会生产中的地位，笔者记录下个人设计理念，希望能有助于后来者。
　　参 考 文 献
　　[1]刘艳梅，任双燕等．S7-300可编程控制器（PLC）教程[M]．人民邮电出版社，2008
　　[2]海心，马银忠，刘树青．西门子PLC开发入门与典型实例[M]．人民邮电出版社，2010
　　[3]曹永彦，杨坤怡等．MPS个性化实验在创新人才培养中的应用[J]．1002-4956(2008)08-0092-03