PLC一般應用于加工制造業(yè)或生產過程中設備的邏輯控制和順序控制，其輸入/輸出雖多為邏輯量的場合，但隨著PLC過程控制能力的增強，PLC系統(tǒng)也開始在工藝流程和生產過程控制中得到較為廣泛的應用。盡管應用領域不盡相同，但由于PLC大多基于同樣的工作原則，因此其設計步驟大體相同。一般來說，其設計過程一般可以分為需求分析、方案設計、元器件選型設計、電氣系統(tǒng)設計、PLC程序設計、現(xiàn)場調試、工程驗收、技術歸檔等環(huán)節(jié)，其設計流程如圖5-1所示。

  (1)需求分析

  需求分析是要明確所設計的PLC控制系統(tǒng)“做什么”和“做的結果怎樣”。需求分析階段的結果是形成可操作的設計需求任務書。任務書應包含PLC控制系統(tǒng)所應具有的功能、性能指標、成本預算、完成期限等主要內容。如果是自主開發(fā)的工程控制系統(tǒng)或設備配套PLC系統(tǒng)，還應附有市場調研和可行性論證等內容。如果是委托設計，則應該與委托方討論擬定的需求任務書是否滿足對方的需求。

  (2)總體方案設計

  總體方案設計是要從宏觀上解決“怎么做”的問題，其主要內容應包括技術路線或設計途徑、關鍵技術、系統(tǒng)的體系結構、系統(tǒng)的1/O點數(shù)及其類型、主要低壓電器的選型、PLC 軟件環(huán)境、測試條件和測試方法、驗收標準等。如果是委托開發(fā)，設計需求任務書和總體方案設計的主要內容往往以技術文件的形式附于合同之后。

  (3)選型設計

  選型設計的主要內容是基于總體方案設計、選擇和采購PLC系統(tǒng)控制系統(tǒng)所需的各類元器件，包括PLC和低壓電器兩大部分。低壓電器包括開關、接觸器、熱繼電器、中間繼電器、按鈕、選擇開關、指示燈、蜂鳴器、直流電源、隔離變壓器等。PLC是選型設計階段的重點，工藝流程的特點和應用要求是設計造型的主要依據(jù)。

  (4)電氣系統(tǒng)設計與電控柜安裝

  電氣系統(tǒng)設計的主要任務是根據(jù)選定PLC、低壓電器和現(xiàn)場設備的布局，設計相應的電氣圖和安裝圖。需要設計的圖紙一般包括主電路圖、系統(tǒng)電源圖、輸入回路圖、輸出回路圖、端子接線圖、元件安裝圖、面板元件布局圖、操作臺或控制柜簡圖等。最后是根據(jù)電氣圖，委托專業(yè)電控柜生產廠家，完成控制柜或控制操作臺的安裝和檢驗。

  (5)控制程序設計

  控制程序設計的主要任務是確定控制程序的總體設計方案和實現(xiàn)思路，將整個控制程序劃分出主要的程序模塊或子程序。最后以梯形圖或語句表等形式編寫控制程序，并根據(jù)控制要求對控制程序的功能進行調試和測試。

  (6)現(xiàn)場調試與測試

  現(xiàn)場調試與測試的主要任務是基于系統(tǒng)的設計需求，擬定調試方案，并根據(jù)調試方案進行系統(tǒng)功能調試和性能指標的測試，形成測試報告，核對用戶需求或設計需求與系統(tǒng)現(xiàn)有功能、指標的一致性程度。如果系統(tǒng)存在局部錯誤或不能滿足某些設計需求，則應提出局部修改意見，并對電氣系統(tǒng)和PLC控制程序進行修改，直至滿足設計需求。原則上，應盡可能通過修改控制程序來滿足設計需求。當然，若是方案性的錯誤或按既定的方案無法滿足設計需求，也必須考慮修改設計方案。

  (7)工程驗收和技術歸檔

  工程結束后，必須經過現(xiàn)場投運、試用和用戶的驗收。屬于國家或部委的科研項目，還應通過有關部門的鑒定。按照國家的有關規(guī)定，工程一旦移交給用戶后，維護工作就開始了，這項工作一直要持續(xù)到該產品退出市場。為了便于維護和工程資源的重用性需求，必須編制相應的技術文檔。提供給用戶的安裝手冊、操作手冊和維護手冊等是技術文檔的重要組成部分。技術文檔必須按國家標準對其進行標準化，經相關人員審核后存入技術檔案室進行統(tǒng)一管理。