plc已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，由于PLC的應(yīng)用場(chǎng)合多種多樣，隨著PLC自身功能不斷增強(qiáng)，PLC應(yīng)用系統(tǒng)也越來(lái)復(fù)雜，對(duì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的要求也越來(lái)越高。

 
1、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則
①最大限度地滿(mǎn)足被控對(duì)象的控制要求。
②保證控制系統(tǒng)的高可靠、安全。
③滿(mǎn)足上面條件的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用和維修方便。
④選擇PLC時(shí)，要考慮生產(chǎn)和工藝改進(jìn)所需的余量。
2、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容
①選擇合適的用戶(hù)輸入設(shè)備、輸出設(shè)備以及輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象。
②分配I/O，設(shè)計(jì)電氣接線(xiàn)圖，考慮安全措施。
③選擇適合系統(tǒng)的PLC。
④設(shè)計(jì)程序。
⑤調(diào)試程序,一個(gè)是模擬調(diào)試，一個(gè)是聯(lián)機(jī)調(diào)試。
⑥設(shè)計(jì)控制柜，編寫(xiě)系統(tǒng)交付使用的技術(shù)文件，說(shuō)明書(shū)、電氣圖、電氣元件明細(xì)表。
⑦驗(yàn)收、交付使用。
3、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟
1）分析被控對(duì)象——被控對(duì)象工藝工程、工作特點(diǎn)、功能進(jìn)行分析；輸入輸出兩分析；構(gòu)成完整的功能表達(dá)圖和控制流程圖；確定PLC控制方案。
2）系統(tǒng)硬件配置
PLC機(jī)型選擇——按控制系統(tǒng)需求合理選擇，功能涵蓋使用要求，避免大馬拉小車(chē)，品牌、價(jià)格、服務(wù)等因素都要考慮。
輸入/輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)——I/O點(diǎn)數(shù)是PLC的一項(xiàng)重要指標(biāo)。合理選擇I/O點(diǎn)數(shù)可以既滿(mǎn)足控制系統(tǒng)要求，又降低系統(tǒng)的成本。PLC的I/O點(diǎn)數(shù)和種類(lèi)應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象的開(kāi)關(guān)量、模擬量等輸入輸出設(shè)備的狀況來(lái)確定。考慮到以后的調(diào)整和發(fā)展，可以適當(dāng)留出備用量（一般20%左右）。
3）軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)初始化程序、主程序、子程序、中斷程序、故障應(yīng)急措施和輔助程序的設(shè)計(jì)等，小型開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)一般只有主程序。
首先應(yīng)根據(jù)總體要求和控制系統(tǒng)具體情況，確定用戶(hù)程序的基本結(jié)構(gòu)，畫(huà)出程序流程圖或開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)的順序功能圖。它們是編程的主要依據(jù)，應(yīng)盡可能地準(zhǔn)確和詳細(xì)。
較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)的梯形圖可以用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)，復(fù)雜的系統(tǒng)一般用順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。畫(huà)出系統(tǒng)的順序功能圖后，根據(jù)它設(shè)計(jì)出梯形圖程序。有的編程軟件可以直接用順序功能圖語(yǔ)言來(lái)編程。
4）模擬調(diào)試
設(shè)計(jì)好用戶(hù)程序后，一般先作模擬調(diào)試。有的PLC廠(chǎng)家提供了在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，可以用來(lái)代替PLC硬件來(lái)調(diào)試用戶(hù)程序的仿真軟件，例如西門(mén)子公司的與STEP 7編程軟件配套的S7-PLC SIM仿真軟件、三菱公司的與SW3D5C-GPPW-C編程軟件配套的SW3D5C-LLT-C仿真軟件。在仿真時(shí)按照系統(tǒng)功能的要求，將某些輸入元件強(qiáng)制為ON或OFF，或改寫(xiě)某些元件中的數(shù)據(jù)，監(jiān)視系統(tǒng)功能是否能正確實(shí)現(xiàn)。
如果有PLC的硬件，可用小開(kāi)關(guān)和按鈕來(lái)模擬PLC實(shí)際的輸入信號(hào)，例如用它們發(fā)出操作指令，如限位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的接通和斷開(kāi)。通過(guò)輸出模塊上各輸出位對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管，觀察輸出信號(hào)是滯滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。
5）硬件調(diào)試與系統(tǒng)調(diào)試
在現(xiàn)場(chǎng)安裝好控制屏后，接入外部的輸入元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。與控制屏內(nèi)的調(diào)試類(lèi)似，首先檢查控制屏外的輸入信號(hào)是否能正確地送到PLC的輸入端，PLC的輸出信號(hào)是否能正確操作控制屏外的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。完成上述的調(diào)試后，將PLC置于RUN狀態(tài)，運(yùn)行用戶(hù)程序，檢查控制系統(tǒng)是否能滿(mǎn)足要求。
在調(diào)試過(guò)程中將暴露出系統(tǒng)中可能存在的硬件問(wèn)題，以及梯形圖設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后在現(xiàn)場(chǎng)加以解決，直到完全符合要求。按系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)程的要求，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行逐項(xiàng)驗(yàn)收合格后，交付使用。
6）整理技術(shù)文件
根據(jù)調(diào)試的最終結(jié)果整理出完整的技術(shù)文件，并提供給用戶(hù)，以便于今后系統(tǒng)的維護(hù)與改進(jìn)。技術(shù)文件應(yīng)包括：PLC的外部接線(xiàn)圖和其他電氣圖紙、PLC的編程元件表，包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的設(shè)定值等、帶注釋的程序和必要的總體文字說(shuō)明。

PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的一般步驟

一）分析被控對(duì)象并提出控制要求 
詳細(xì)分析被控對(duì)象的工藝過(guò)程及工作特點(diǎn)，了解被控對(duì)象機(jī)、電、液之間的配合，提出被控對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的控制要求，確定控制方案，擬定設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。
CAD/CAM技術(shù)
（二）確定輸入／輸出設(shè)備 CAD/CAM技術(shù)
   根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備（如：按紐、位置開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及各種傳感器等）和輸出設(shè)備（如：接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈及其它執(zhí)行器等），從而確定與PLC有關(guān)的輸入/輸出設(shè)備，以確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。

（三）選擇PLC
PLC選擇包括對(duì)PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源等的選擇，詳見(jiàn)本章第二節(jié)。

（四）分配I/O點(diǎn)并設(shè)計(jì)PLC外圍硬件線(xiàn)路
CAD/CAM技術(shù)
1.分配I/O點(diǎn)   
   畫(huà)出PLC的I/O點(diǎn)與輸入／輸出設(shè)備的連接圖或?qū)��?yīng)關(guān)系表，該部分也可在第２步中進(jìn)行。
2.設(shè)計(jì)PLC外圍硬件線(xiàn)路  
   畫(huà)出系統(tǒng)其它部分的電氣線(xiàn)路圖，包括主電路和未進(jìn)入PLC的控制電路等。
   由PLC的I/O連接圖和PLC外圍電氣線(xiàn)路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖。到此為止系統(tǒng)的硬件電氣線(xiàn)路已經(jīng)確定。

（五）程序設(shè)計(jì)

1. 程序設(shè)計(jì)         CAD/CAM技術(shù)
根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，采用合適的設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)PLC程序。程序要以滿(mǎn)足系統(tǒng)控制要求為主線(xiàn)，逐一編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)各控制功能或各子任務(wù)的程序，逐步完善系統(tǒng)指定的功能。除此之外，程序通常還應(yīng)包括以下內(nèi)容：
機(jī)電專(zhuān)業(yè)技術(shù)論壇
1）初始化程序。在PLC上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動(dòng)作必要的準(zhǔn)備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)作。初始化程序的主要內(nèi)容有：對(duì)某些數(shù)據(jù)區(qū)、計(jì)數(shù)器等進(jìn)行清零，對(duì)某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，對(duì)某些繼電器進(jìn)行置位或復(fù)位，對(duì)某些初始狀態(tài)進(jìn)行顯示等等。 機(jī)電專(zhuān)業(yè)技術(shù)論壇
2）檢測(cè)、故障診斷和顯示等程序。這些程序相對(duì)獨(dú)立，一般在程序設(shè)計(jì)基本完成時(shí)再添加。
3）保護(hù)和連鎖程序。保護(hù)和連鎖是程序中不可缺少的部分，必須認(rèn)真加以考慮。它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂，。
機(jī)電專(zhuān)業(yè)技術(shù)論壇
2. 程序模擬調(diào)試 電子開(kāi)發(fā)網(wǎng)
   程序模擬調(diào)試的基本思想是，以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀態(tài)，為程序的運(yùn)行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式。
1）硬件模擬法是使用一些硬件設(shè)備（如用另一臺(tái)PLC或一些輸入器件等）模擬產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)，并將這些信號(hào)以硬接線(xiàn)的方式連到PLC系統(tǒng)的輸入端，其時(shí)效性較強(qiáng)。
2）軟件模擬法是在PLC中另外編寫(xiě)一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，其簡(jiǎn)單易行，但時(shí)效性不易保證。模擬調(diào)試過(guò)程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。

（六）硬件實(shí)施      CAD/CAM技術(shù)
硬件實(shí)施方面主要是進(jìn)行控制柜（臺(tái)）等硬件的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工。主要內(nèi)容有：
電子開(kāi)發(fā)網(wǎng)
1) 設(shè)計(jì)控制柜和操作臺(tái)等部分的電器布置圖及安裝接線(xiàn)圖。 CAD/CAM技術(shù)
2)設(shè)計(jì)系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖。
3)根據(jù)施工圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)，并進(jìn)行詳細(xì)檢查。
電子開(kāi)發(fā)網(wǎng)
   由于程序設(shè)計(jì)與硬件實(shí)施可同時(shí)進(jìn)行，因此PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期可大大縮短。
（七）聯(lián)機(jī)調(diào)試
   聯(lián)機(jī)調(diào)試是將通過(guò)模擬調(diào)試的程序進(jìn)一步進(jìn)行在線(xiàn)統(tǒng)調(diào)。聯(lián)機(jī)調(diào)試過(guò)程應(yīng)循序漸進(jìn)，從PLC只連接輸入設(shè)備、再連接輸出設(shè)備、再接上實(shí)際負(fù)載等逐步進(jìn)行調(diào)試。如不符合要求，則對(duì)硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部份程序即可。 CAD/CAM技術(shù)
   全部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，如果工作正常、程序不需要修改，應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。
 八）整理和編寫(xiě)技術(shù)文件    
   技術(shù)文件包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、硬件原理圖、安裝接線(xiàn)圖、電氣元件明細(xì)表、PLC程序以及使用說(shuō)明書(shū)等。