由內(nèi)至外，4招教你設(shè)計(jì)一個(gè)完整的PLC應(yīng)用系統(tǒng)

設(shè)計(jì)一個(gè)完整的PLC應(yīng)用系統(tǒng)一般包括項(xiàng)目分析、PLC硬件選型、程序設(shè)計(jì)和調(diào)試等幾個(gè)步驟。項(xiàng)目分析需要對項(xiàng)目的生產(chǎn)工藝、工作環(huán)境、硬件需求和控制要求等方面進(jìn)行全面分析。這項(xiàng)工作是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。如果前期項(xiàng)目分析不到位，將會(huì)造成后面硬件選型不準(zhǔn)確，導(dǎo)致工程延期。

一、項(xiàng)目分析

1．項(xiàng)目分析

　　

工程技術(shù)人員首先要對工程項(xiàng)目進(jìn)行分析，即項(xiàng)目工程的控制流程和每個(gè)流程的控制類型，并對整個(gè)項(xiàng)目可能出現(xiàn)問題做出預(yù)判。

　　

（1）分析控制流程。分析控制流程時(shí)，建議繪制相關(guān)的控制流程圖，清晰的標(biāo)注每一步工作的內(nèi)容和到下一步的條件。

　　

（2）分析控制類型和預(yù)估PLC選型所需參數(shù)。一般PLC適用于四種控制類型，即順序控制，過程控制，運(yùn)動(dòng)（或位置）控制和網(wǎng)絡(luò)通信等。工程技術(shù)人員在分析控制要求后，根據(jù)繪制的控制流程圖，將每個(gè)控制流程的控制類型進(jìn)行分類，再根據(jù)項(xiàng)目的復(fù)雜程度將組合出控制類型，因此前期準(zhǔn)確地分析每一步的控制類型，將有助于選型的準(zhǔn)確和問題的預(yù)估。

　　

在分析項(xiàng)目控制類型的同時(shí)，工程技術(shù)人員還要預(yù)估PLC選型所需要的重要參數(shù)值。如順序控制中的I/O點(diǎn)數(shù)；若使用編碼器，要根據(jù)編碼器的參數(shù)計(jì)算其輸出脈沖的頻率值，進(jìn)而換算成PLC高速計(jì)數(shù)的脈沖頻率。再如，過程控制中模擬量數(shù)和模擬量精度、運(yùn)動(dòng)控制中PLC對于伺服驅(qū)動(dòng)器反饋信號的響應(yīng)速度和PLC高速脈沖輸出的數(shù)量，以及在網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)，所選PLC是否支持相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)類型等參數(shù)。

　　

2．預(yù)估可能出現(xiàn)的問題

　　

對于可能出現(xiàn)問題的預(yù)估是工程分析中較難的環(huán)節(jié)。這不僅需要工程技術(shù)人員對現(xiàn)場的工作環(huán)境和整個(gè)項(xiàng)目控制難點(diǎn)能夠較好地把握，還要對可能出現(xiàn)的突發(fā)情況和危險(xiǎn)具有前期預(yù)判。

　　

（1）設(shè)備工作環(huán)境的把握。工程人員需要對生產(chǎn)環(huán)境有較全面的認(rèn)識。如紡織機(jī)械所處工作環(huán)境的空氣濕度高、振動(dòng)較大，所以設(shè)計(jì)PLC系統(tǒng)時(shí)要做好防震處理。又如建材加工廠的環(huán)境溫度比較高，并且有很大的粉塵和較強(qiáng)的靜電，因此工程技術(shù)人員要在保證電氣控制柜通風(fēng)良好的前提下，進(jìn)一步做好防塵和除靜電處理。

　　

設(shè)備工作環(huán)境的把握不僅僅局限于物理的環(huán)境，隨著PLC應(yīng)用的深入，更需考慮人員因素。如設(shè)備操作人員的素質(zhì)較低時(shí)，需要開發(fā)較為簡練的設(shè)備操作界面。

　　

（2）項(xiàng)目難點(diǎn)的預(yù)期。項(xiàng)目難點(diǎn)的預(yù)期其實(shí)就是對項(xiàng)目核心問題的把握。如噴氣織機(jī)設(shè)備的控制核心就是如何快速有序地控制電磁閥，利用壓縮空氣的摩擦力來牽引緯紗穿過紡織梭，完成紡織的引緯工作，這需要PLC具有非常快的響應(yīng)速度。在確定項(xiàng)目難點(diǎn)后，工程技術(shù)人員可以根據(jù)難點(diǎn)來對PLC進(jìn)行選型。從整個(gè)項(xiàng)目的角度出發(fā)，項(xiàng)目的難點(diǎn)就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，也是PLC選型的方向。

　　

（3）項(xiàng)目危險(xiǎn)的前期預(yù)估。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)前期，工程技術(shù)人員需對本項(xiàng)目可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)判。如順序控制或運(yùn)動(dòng)控制中調(diào)試設(shè)備時(shí)對于誤動(dòng)作的防護(hù)；在過程控制中，測試時(shí)是否有高壓，高溫或者有毒有害物質(zhì)以及相關(guān)的防護(hù)措施。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)前期對危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)估有助于加強(qiáng)工程技術(shù)人員的安全意識。

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二、PLC硬件選型

　　

PLC的選型是工程技術(shù)人員根據(jù)前期項(xiàng)目分析和項(xiàng)目難點(diǎn)的預(yù)期來選擇合適PLC，主要依據(jù)以下原則。

　　

1．先特殊后一般原則

　　

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，大多數(shù)工程項(xiàng)目中制約PLC選型的因素主要集中在幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)上，所以應(yīng)遵循先特殊后一般的原則選擇PLC。

　　

所謂特殊即項(xiàng)目有哪些特殊的控制要求，不同控制類型有著不同的首要制約因素。如順序控制中，CPU的程序容量和I/O點(diǎn)的擴(kuò)展能力為PLC選型的主要因素。過程控制中，則以控制模擬量的數(shù)量和模擬量的精度作為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行選型。在較為簡單的運(yùn)動(dòng)控制中，PLC需要接收來自現(xiàn)場編碼器送回的位置信號并相應(yīng)地發(fā)出一定頻率的脈沖來控制伺服電機(jī)，因此PLC處理數(shù)據(jù)的速度、輸入端接收高速脈沖的能力和輸出端高速脈沖的發(fā)送能力將成為PLC選型的首要因素。而在大型復(fù)合項(xiàng)目中，需使用不同的PLC組網(wǎng)，因此PLC支持的網(wǎng)絡(luò)類型則成為PLC選型的首要因素。

　　

工程技術(shù)人員需按照本項(xiàng)目的核心需求，將不同的控制要求按照從特殊到一般的順序進(jìn)行排列，如此選型將事半功倍，更可降低工程的整體難度。

　　

2．由下至上原則