PLC一般應(yīng)用于加工制造業(yè)或生產(chǎn)過程中設(shè)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(qiáng)，PLC系統(tǒng)也開始在工藝流程和生產(chǎn)過程控制中得到較為廣泛的應(yīng)用。盡管應(yīng)用領(lǐng)域不盡相同，但由于PLC大多基于同樣的工作原則，因此其設(shè)計(jì)步驟大體相同。一般來說，其設(shè)計(jì)過程一般可以分為需求分析、方案設(shè)計(jì)、元器件選型設(shè)計(jì)、電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、PLC程序設(shè)計(jì)、現(xiàn)場調(diào)試、工程驗(yàn)收、技術(shù)歸檔等環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)流程如圖5-1所示。

  (1)需求分析

  需求分析是要明確所設(shè)計(jì)的PLC控制系統(tǒng)“做什么”和“做的結(jié)果怎樣”。需求分析階段的結(jié)果是形成可操作的設(shè)計(jì)需求任務(wù)書。任務(wù)書應(yīng)包含PLC控制系統(tǒng)所應(yīng)具有的功能、性能指標(biāo)、成本預(yù)算、完成期限等主要內(nèi)容。如果是自主開發(fā)的工程控制系統(tǒng)或設(shè)備配套PLC系統(tǒng)，還應(yīng)附有市場調(diào)研和可行性論證等內(nèi)容。如果是委托設(shè)計(jì)，則應(yīng)該與委托方討論擬定的需求任務(wù)書是否滿足對方的需求。

  (2)總體方案設(shè)計(jì)

  總體方案設(shè)計(jì)是要從宏觀上解決“怎么做”的問題，其主要內(nèi)容應(yīng)包括技術(shù)路線或設(shè)計(jì)途徑、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的1/O點(diǎn)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(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等。如果是委托開發(fā)，設(shè)計(jì)需求任務(wù)書和總體方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容往往以技術(shù)文件的形式附于合同之后。

  (3)選型設(shè)計(jì)

  選型設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是基于總體方案設(shè)計(jì)、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(guān)、接觸器、熱繼電器、中間繼電器、按鈕、選擇開關(guān)、指示燈、蜂鳴器、直流電源、隔離變壓器等。PLC是選型設(shè)計(jì)階段的重點(diǎn)，工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)造型的主要依據(jù)。

  (4)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)與電控柜安裝

  電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)選定PLC、低壓電器和現(xiàn)場設(shè)備的布局，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電氣圖和安裝圖。需要設(shè)計(jì)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(chǎn)廠家，完成控制柜或控制操作臺的安裝和檢驗(yàn)。

  (5)控制程序設(shè)計(jì)

  控制程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是確定控制程序的總體設(shè)計(jì)方案和實(shí)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(jìn)行調(diào)試和測試。

  (6)現(xiàn)場調(diào)試與測試

  現(xiàn)場調(diào)試與測試的主要任務(wù)是基于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，擬定調(diào)試方案，并根據(jù)調(diào)試方案進(jìn)行系統(tǒng)功能調(diào)試和性能指標(biāo)的測試，形成測試報(bào)告，核對用戶需求或設(shè)計(jì)需求與系統(tǒng)現(xiàn)有功能、指標(biāo)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(shè)計(jì)需求，則應(yīng)提出局部修改意見，并對電氣系統(tǒng)和PLC控制程序進(jìn)行修改，直至滿足設(shè)計(jì)需求。原則上，應(yīng)盡可能通過修改控制程序來滿足設(shè)計(jì)需求。當(dāng)然，若是方案性的錯誤或按既定的方案無法滿足設(shè)計(jì)需求，也必須考慮修改設(shè)計(jì)方案。

  (7)工程驗(yàn)收和技術(shù)歸檔

  工程結(jié)束后，必須經(jīng)過現(xiàn)場投運(yùn)、試用和用戶的驗(yàn)收。屬于國家或部委的科研項(xiàng)目，還應(yīng)通過有關(guān)部門的鑒定。按照國家的有關(guān)規(guī)定，工程一旦移交給用戶后，維護(hù)工作就開始了，這項(xiàng)工作一直要持續(xù)到該產(chǎn)品退出市場。為了便于維護(hù)和工程資源的重用性需求，必須編制相應(yīng)的技術(shù)文檔。提供給用戶的安裝手冊、操作手冊和維護(hù)手冊等是技術(shù)文檔的重要組成部分。技術(shù)文檔必須按國家標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，經(jīng)相關(guān)人員審核后存入技術(shù)檔案室進(jìn)行統(tǒng)一管理。