一般情況下,在設(shè)計(jì)系統(tǒng)前,應(yīng)該把控制任務(wù)和控制過(guò)程分解一下,使其成為獨(dú)立或相對(duì)獨(dú)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(xiàng)目設(shè)計(jì)人員的工作效率。在分解任務(wù)的同時(shí)，要把各部分操作的功能描述、邏輯關(guān)系、接口條件等詳細(xì)羅列出來(lái),為后面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備工作。

  系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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

  選定PLC及其擴(kuò)展模塊(如需耍的話),分配好I/O地址后,硬件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是電氣控制系統(tǒng)原理圖的設(shè)計(jì),電氣控制元器件的選擇和控制柜的設(shè)計(jì)。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(dòng)部分、手動(dòng)部分的詳細(xì)連接等,有時(shí)還要在電氣原理圖中標(biāo)上器件代號(hào)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(jù)控制要求選擇按鈕、開關(guān)、傳感器、保護(hù)電器、接觸器、指示燈和電磁閥等。

  在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,最主要的任務(wù)是繪制控制系統(tǒng)原理圖、安裝接線圖：如果需要，則不須會(huì)制元器件布置圖。這部分的內(nèi)容請(qǐng)參考第2章2.1節(jié)的講解。選擇設(shè)備和器件、編制元器件清單也是硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分。

  控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的難易程度因控制任務(wù)而異，也因人而異，對(duì)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在長(zhǎng)時(shí)間的專業(yè)工作中,受到過(guò)各種各樣的磨練，積累了許多經(jīng)驗(yàn),除了一般的編程方法外,更有自己的編程技巧和方法。但不管怎么說(shuō),平時(shí)多注意積累和總結(jié)是很重要的。

  HMI組態(tài)畫面設(shè)計(jì)取決于需要實(shí)現(xiàn)的功能。這些功能主要包括實(shí)時(shí)畫面和數(shù)據(jù)顯示,參數(shù)設(shè)置、報(bào)警處理等。除要具備一定的美術(shù)方面的特長(zhǎng)以保證畫面美觀外，正確配置HMI和PLC之間交換數(shù)據(jù)所使用的變量就顯得非常重要。

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

  (1)絕大幸數(shù)情況下,建議使用梯形圖來(lái)編寫PLC控制程序;

  (2)有些需要計(jì)算或程序較大的特殊情況，如以非邏輯運(yùn)算為主的PID調(diào)節(jié)、運(yùn)動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通信等,則可用語(yǔ)句表編程。

  (3)經(jīng)驗(yàn)豐富的人員可用語(yǔ)句表語(yǔ)言直接編程,但梯形圖總比語(yǔ)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(wù)，則最好是用功能圖來(lái)設(shè)計(jì)程序。

  軟件設(shè)計(jì)和硬件安裝可同時(shí)進(jìn)行,這樣做可以縮短工期。這也是PLC控制系統(tǒng)優(yōu)于繼電器控制系統(tǒng)的地方。

  安全電路的設(shè)計(jì)

  在一些較為重要的場(chǎng)合或系統(tǒng)中.突發(fā)的或不可預(yù)知的安全因素必須重點(diǎn)考慮。這種安全因素主要指當(dāng)控制系統(tǒng)或控制設(shè)備在不安全的條件下或非正常的操作條件下出現(xiàn)故障,造成PLC控制系統(tǒng)不可預(yù)料的啟動(dòng),或者其輸出操作的改變,從而造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失。為此,就必須考慮采用獨(dú)立于PLC的機(jī)電冗余來(lái)防止不安全的操作。

  在設(shè)計(jì)安全電路時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn):

  (1)確定可能的非法操作會(huì)造成哪些輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)產(chǎn)生危險(xiǎn)的動(dòng)作;

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

  (3)確定在上電和斷電時(shí),PLC控制系統(tǒng)的輸出有沒(méi)有產(chǎn)生危害動(dòng)作的可能,并設(shè)計(jì)避免危害發(fā)生的措施;

  (4)系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計(jì)有獨(dú)立于CPU的手動(dòng)或機(jī)電冗余措施來(lái)阻止危險(xiǎn)的操作;

  (5)系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計(jì)有各種故障的顯示和提示環(huán)節(jié)，以便操作員能夠及時(shí)得到需要的信息。