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1、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟可以分為以下幾步：熟悉控制對象并計算輸入/輸出設(shè)備、PLC選型及確定硬件配置、設(shè)計電氣原理圖、設(shè)計控制臺（柜）、編制控制程序、程序調(diào)試和編制技術(shù)文件。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟可以分為以下幾步：熟悉控制對象并計算輸入/輸出設(shè)備、PLC選型及確定硬件配置、設(shè)計電氣原理圖、設(shè)計控制臺（柜）、編制控制程序、程序調(diào)試和編制技術(shù)文件。 一、明確控制要求，了解被控對象的生產(chǎn)工藝過程 熟悉控制對象設(shè)計工藝布置圖 這一步是系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。首先應(yīng)詳細了解被控對象的工藝過程和它對控制系統(tǒng)的要求，各種機械、液壓、氣動、儀表、電氣系統(tǒng)之間的關(guān)系，系統(tǒng)工作

2、方式（如自動、半自動、手動等），PLC與系統(tǒng)中其他智能裝置之間的關(guān)系，人機界面的種類，通信聯(lián)網(wǎng)的方式，報警的種類與范圍，電源停電及緊急情況的處理等等。 此階段，還要選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號指示燈等執(zhí)行元件），以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象（電動機、電磁閥等）。 同時，還應(yīng)確定哪些信號需要輸入給PLC，哪些負載由PLC驅(qū)動，并分類統(tǒng)計出各輸入量和輸出量的性質(zhì)及數(shù)量，是數(shù)字量還是模擬量，是直流量還是交流量，以及電壓的大小等級，為PLC的選型和硬件配置提供依據(jù)。 最后，將控制對象和控制功能進行分類，可按信號用途或按控制區(qū)域進行劃分，確

3、定檢測設(shè)備和控制設(shè)備的物理位置，分析每一個檢測信號和控制信號的形式、功能、規(guī)模、互相之間的關(guān)系。信號點確定后，設(shè)計出工藝布置圖或信號圖。 二、PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 隨著PLC的推廣普及，PLC產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多。近年來，從國外引進的PLC產(chǎn)品、國內(nèi)廠家或自行開發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個系列，上百種型號。PLC的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各有不同，使用場合也各有側(cè)重。因此，合理選擇PLC對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標起著重要作用。 1、 PLC機型的選擇 PLC機型的選擇應(yīng)是在滿足控制要求的前提下，保證可靠、維護使用方便以及最佳的性能價格比。具體

4、應(yīng)考慮以下幾方面： （1）性能與任務(wù)相適應(yīng) 對于小型單臺、僅需要數(shù)字量控制的設(shè)備，一般的小型PLC（如西門子公司的S7-200系列、OMRON公司的CPM1/CPM2系列、三菱的FX系列等）都可以滿足要求。 對于以數(shù)字量控制為主，帶少量模擬量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)生產(chǎn)中常遇到的溫度、壓力、流量等連續(xù)量的控制，應(yīng)選用帶有A/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸入模塊和帶D/A轉(zhuǎn)換的模擬量輸出模塊，配接相應(yīng)的傳感器、變送器（對溫度控制系統(tǒng)可選用溫度傳感器直接輸入的溫度模塊）和驅(qū)動裝置，并選擇運算、數(shù)據(jù)處理功能較強的小型PLC（如西門子公司的S7-200或S7-300系列、OMRON的公司的CQM1/CQM1H系列

5、等）。 對于控制比較復(fù)雜，控制功能要求更高的工程項目，例如要求實現(xiàn)PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能時，可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔機（如西門子公司的S7-300或S7-400系列、OMRON的公司的C200H@或CV/CVM1系列、A-B公司的Control Logix系列等）。 （2）結(jié)構(gòu)上合理、安裝要方便、機型上應(yīng)統(tǒng)一 按照物理結(jié)構(gòu)，PLC分為整體式和模塊式。整體式每一I/O點的平均價格比模塊式的便宜，所以人們一般傾向于在小型控制系統(tǒng)中采用整體式PLC。但是模塊式PLC的功能擴展方便靈活，I/O點數(shù)的多少、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I/O模塊的種類和塊數(shù)、特殊I/O模塊的

6、使用等方面的選擇余地都比整體式PLC大得多，維修時更換模塊、判斷故障范圍也很方便。因此，對于較復(fù)雜的和要求較高的系統(tǒng)一般應(yīng)選用模塊式PLC。 根據(jù)I/O設(shè)備距PLC之間的距離和分布范圍確定PLC的安裝方式為集中式、遠程I/O式還是多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。 對于一個企業(yè)，控制系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)盡量做到機型統(tǒng)一。因為同一機型的PLC，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購與管理；其功能及編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā)；其外部設(shè)備通用，資源可共享。同一機型PLC的另一個好處是，在使用上位計算機對PLC進行管理和控制時，通信程序的編制比較方便。這樣，容易把控制各獨立的多臺P

7、LC聯(lián)成一個多級分布式系統(tǒng)，相互通信，集中管理，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)勢。 （3）是否滿足響應(yīng)時間的要求 由于現(xiàn)代PLC有足夠高的速度處理大量的I/O數(shù)據(jù)和解算梯形圖邏輯，因此對于大多數(shù)應(yīng)用場合來說，PLC的響應(yīng)時間并不是主要的問題。然而，對于某些個別的場合，則要求考慮PLC的響應(yīng)時間。為了減少PLC的I/O響應(yīng)延遲時間，可以選用掃描速度高的PLC，使用高速I/O處理這一類功能指令，或選用快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊。 （4）對聯(lián)網(wǎng)通信功能的要求 近年來，隨著工廠自動化的迅速發(fā)展，企業(yè)內(nèi)小到一塊溫度控制儀表的RS-485串行通信、大到一套制造系統(tǒng)的以太網(wǎng)管理層的通信，應(yīng)該說一般的電氣控制產(chǎn)品都

8、有了通信功能。PLC作為工廠自動化的主要控制器件，大多數(shù)產(chǎn)品都具有通信聯(lián)網(wǎng)能力。選擇時應(yīng)根據(jù)需要選擇通信方式。 (5)其他特殊要求 考慮被控對象對于模擬量的閉環(huán)控制、高速計數(shù)、運動控制和人機界面（HMI）等方面的特殊要求，可以選用有相應(yīng)特殊I/O模塊的PLC。對可靠性要求極高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余控制系統(tǒng)或熱備份系統(tǒng)。 2、 PLC容量估算 PLC的容量指I/O點數(shù)和用戶存儲器的存儲容量兩方面的含義。在選擇PLC型號時不應(yīng)盲目追求過高的性能指標，但是在I/O點數(shù)和存儲器容量方面除了要滿足控制系統(tǒng)要求外，還應(yīng)留有余量，以做備用或系統(tǒng)擴展時使用。 （1） I/O點數(shù)的確定 PLC的I

9、/O點數(shù)的確定以系統(tǒng)實際的輸入輸出點數(shù)為基礎(chǔ)確定。在I/O點數(shù)的確定時，應(yīng)留有適當(dāng)余量。通常I/O點數(shù)可按實際需要的10～15%考慮余量；當(dāng)I/O模塊較多時，一般按上述比例留出備用模塊。 （2） 存儲器容量的確定 用戶程序占用多少存儲容量與許多因素有關(guān)，如I/O點數(shù)、控制要求、運算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。因此在程序編制前只能粗略的估算。 3、 I/O模塊的選擇 在PLC控制系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制，要將對象的各種測量參數(shù)，按要求的方式送入PLC。PLC經(jīng)過運算、處理后，再將結(jié)果以數(shù)字量的形式輸出，此時也要把該輸出變換為適合于對生產(chǎn)過程進行控制的量。所以，在PLC和生產(chǎn)過程之間，必須

10、設(shè)置信息的傳遞和變換裝置。這個裝置就是輸入/輸出（I/O）模塊。不同的信號形式，需要不同類型的I/O模塊。對PLC來講，信號形式可分為四類。 （1）數(shù)字量輸入信號 生產(chǎn)設(shè)備或控制系統(tǒng)的許多狀態(tài)信息，如開關(guān)、按鈕、繼電器的觸點等，它們只有兩種狀態(tài)：通或斷，對這類信號的拾取需要通過數(shù)字量輸入模塊來實現(xiàn)。輸入模塊最常見的為24V直流輸入，還有直流5V、12V、48V，交流115V/220V等。按公共端接入正負電位不同分為漏型和源型。有的PLC即可以源型接線，也可以漏型接線，比如S7-200。當(dāng)公共端接入負電位時，就是源型接線；接入正電位時，就是漏型接線。有的PLC只能接成其中一種。 （2）數(shù)

11、字量輸出信號 還有許多控制對象，如指示燈的亮和滅、電機的啟動和停止、晶閘管的通和斷、閥門的打開和關(guān)閉等，對它們的控制只需通過二值邏輯“1”和“0”來實現(xiàn)。這種信號通過數(shù)字量輸出模塊去驅(qū)動。數(shù)字量輸出模塊按輸出方式不同分為繼電器輸出型、晶體管輸出型、晶閘管輸出型等。此外，輸出電壓值和輸出電流值也各有不同。 （3）模擬量輸入信號 生產(chǎn)過程的許多參數(shù)，如溫度、壓力、液位、流量都可以通過不同的檢測裝置轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量信號，然后再將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入PLC。完成這一任務(wù)的就是模擬量輸入模塊。 （4）模擬量輸出信號 生產(chǎn)設(shè)備或過程的許多執(zhí)行機構(gòu)，往往要求用模擬信號來控制，而PLC輸出的控制信號是數(shù)

12、字量，這就要求有相應(yīng)的模塊將其轉(zhuǎn)換為模擬量。這種模塊就是模擬量輸出模塊。 典型模擬量模塊的量程為-10V～+10V、0～+10V、4～20mA等，可根據(jù)實際需要選用，同時還應(yīng)考慮其分辨率和轉(zhuǎn)換精度等因素。一些PLC制造廠家還提供特殊模擬量輸入模塊，可用來直接接收低電平信號（如熱電阻RTD、熱電偶等信號） 此外，有些傳感器如旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的是一連串的脈沖，并且輸出的頻率較高（20kHz以上），盡管這些脈沖信號也可算作數(shù)字量，但普通數(shù)字量輸入模塊不能正確的檢測之，應(yīng)選擇高速計數(shù)模塊。 不同的I/O模塊，其電路和性能不同，它直接影響著PLC的應(yīng)用范圍和價格，應(yīng)該根據(jù)實際情況合理選擇。 4、

13、分配輸入/輸出點 PLC機型及輸入/輸出（I/O）模塊選擇完畢后，首先，設(shè)計出PLC系統(tǒng)總體配置圖。然后依據(jù)工藝布置圖，參照具體的PLC相關(guān)說明書或手冊將輸入信號與輸入點、輸出控制信號與輸出點一一對應(yīng)畫出I/O接線圖即PLC輸入/輸出電氣原理圖。 PLC機型選擇完后輸入/輸出點數(shù)的多少是決定控制系統(tǒng)價格及設(shè)計合理性的重要因素，因此在完成同樣控制功能的情況下可通過合理設(shè)計以簡化輸入/輸出點數(shù)。 5、 安全回路設(shè)計 安全回路是保護負載或控制對象以及防止操作錯誤或控制失敗而進行連鎖控制的回路。在直接控制負載的同時，安全保護回路還給PLC輸入信號，以便于PLC進行保護處理。安全回路一般考慮

14、以下幾個方面。 （1）短路保護 應(yīng)該在PLC外部輸出回路中裝上熔斷器，進行短路保護。最好在每個負載的回路中都裝上熔斷器。 （2）互鎖與聯(lián)鎖措施 除在程序中保證電路的互鎖關(guān)系，PLC外部接線中還應(yīng)該采取硬件的互鎖措施，以確保系統(tǒng)安全可靠地運行。 （3）失壓保護與緊急停車措施 PLC外部負載的供電線路應(yīng)具有失壓保護措施，當(dāng)臨時停電再恢復(fù)供電時，不按下“啟動”按鈕PLC的外部負載就不能自行啟動。這種接線方法的另一個作用是，當(dāng)特殊情況下需要緊急停機時，按下“急?！卑粹o就可以切斷負載電源，同時“急?！毙盘栞斎隤LC。 （4）極限保護 在有些如提升機類超過限位就有可能產(chǎn)生危險的情況下，設(shè)置極限保護

15、，當(dāng)極限保護動作時直接切斷負載電源，同時將信號輸入PLC。 三、 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 軟件設(shè)計是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的核心。要設(shè)計好PLC的應(yīng)用軟件，必須充分了解被控對象的生產(chǎn)工藝、技術(shù)特性、控制要求等。通過PLC的應(yīng)用軟件完成系統(tǒng)的各項控制功能。 1、 PLC應(yīng)用軟件設(shè)計的內(nèi)容 PLC的應(yīng)用軟件設(shè)計是指根據(jù)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和工藝要求，使用相應(yīng)的編程語言，對用戶控制程序的編制和相應(yīng)文件的形成過程。主要內(nèi)容包括：確定程序結(jié)構(gòu)；定義輸入/輸出、中間標志、定時器、計數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)等參數(shù)表；編制程序；編寫程序說明書。PLC應(yīng)用軟件設(shè)計還包括文本顯示器或觸摸屏等人機界面（HMI）設(shè)備及其它特殊

16、功能模塊的組態(tài)。 2、熟悉被控制對象制定設(shè)備運行方案 在系統(tǒng)硬件設(shè)計基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，分析各輸入/輸出與各種操作之間的邏輯關(guān)系，確定檢測量和控制方法。并設(shè)計出系統(tǒng)中各設(shè)備的操作內(nèi)容和操作順序。對于較復(fù)雜的系統(tǒng)，可按物理位置或控制功能將系統(tǒng)分區(qū)控制。較復(fù)雜系統(tǒng)一般還需畫出系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚表明動作的順序和條件，簡單系統(tǒng)一般不用。 3、 熟悉編程語言和編程軟件 熟悉編程語言和編程軟件是進行程序設(shè)計的前提。這一步驟的主要任務(wù)是根據(jù)有關(guān)手冊詳細了解所使用的編程軟件及其操作系統(tǒng)，選擇一種或幾種合適的編程語言形式，并熟悉其指令系統(tǒng)和參數(shù)分類，尤其注意那些在編程中可能要用到的指令

17、和功能。 熟悉編程語言最好的辦法就是上機操作，并編制一些試驗程序，在模擬平臺上進行試運行，以便詳盡地了解指令的功能和用途，為后面的程序設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)，避免走彎路。 4、 定義參數(shù)表 參數(shù)表的定義包括對輸入/輸出、中間標志、定時器、計數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)的定義。參數(shù)表的定義格式和內(nèi)容根據(jù)系統(tǒng)和個人愛好的情況有所不同，但所包含的內(nèi)容基本是相同的。總的設(shè)計原則是便于使用，盡可能詳細。 程序編制開始以前必須首先定義輸入/輸出信號表。主要依據(jù)是PLC輸入/輸出電氣原理圖。每一種PLC的輸入點編號和輸出點編號都有自己明確的規(guī)定，在確定了PLC型號和配置后，要對輸入/輸出信號分配PLC的輸入/輸出編號（

18、地址），并編制成表。 一般情況下，輸入/輸出信號表要明顯地標出模板的位置、輸入/輸出地址號、信號名稱和信號類型等。尤其輸入/輸出定義表注釋注解內(nèi)容應(yīng)盡可能詳細。地址盡量按由小到大的順序排列，沒有定義或備用的點也不要漏掉，這樣便于在編程、調(diào)試和修改程序時查找使用。 而中間標志、定時器、計數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)編程以前可能不太好定義，一般是在編程過程中隨使用隨定義，在程序編制過程中間或編制完成后連同輸入/輸出信號表統(tǒng)一整理。 5、程序的編寫 如果有操作系統(tǒng)支持，盡量使用編程語言高級形式，如梯形圖語言。在編寫過程中，根據(jù)實際需要，對中間標志信號表和存儲單元表進行逐個定義，要注意留出足夠的公共暫存區(qū)，以

19、節(jié)省內(nèi)存的使用。 由于許多小型PLC使用的是簡易編程器，只能輸入指令代碼。梯形圖設(shè)計好后，還需要將梯形圖按指令語句編出代碼程序，列出程序清單。在熟悉所選的PLC指令系統(tǒng)后，可以很容易地根據(jù)梯形圖寫出語句表程序。 編寫程序過程中要及時對編出的程序進行注釋，以免忘記其間的相互關(guān)系。注釋應(yīng)包括程序段功能、邏輯關(guān)系、設(shè)計思想、信號的來源和去向等的說明，以便于程序的閱讀和調(diào)試。 6、程序的測試 程序的測試是整個程序設(shè)計工作中的一項重要的內(nèi)容，它可以初步檢查程序的實際運行效果。程序測試和程序編寫是分不開的，程序的許多功能是在測試中修改和完善的。 測試時先從各功能單元入手，設(shè)定輸入信號，觀察輸入信

20、號的變化對系統(tǒng)的作用，必要時可以借助儀器儀表。各功能單元測試完成后，再連通全部程序，測試各部分的接口情況，直到滿意為止。 程序測試可以在實驗室進行，也可以在現(xiàn)場進行。如果是在現(xiàn)場進行程序測試，那就要將PLC與現(xiàn)場信號隔離，以免引起事故。 7、 程序說明書的編寫 程序說明書是整個程序內(nèi)容的綜合性說明文檔，是整個程序設(shè)計工作的總結(jié)。編寫的主要目的是讓程序的使用者了解程序的基本結(jié)構(gòu)和某些問題的處理方法，以及程序閱讀方法和使用中應(yīng)注意的事項。 程序說明書一般包括程序設(shè)計的依據(jù)、程序的基本結(jié)構(gòu)、各功能單元分析、使用的公式和原理、各參數(shù)的來源和運算過程、程序的測試情況等。 上面流程中各個步驟都是

21、應(yīng)用程序設(shè)計中不可缺少的環(huán)節(jié)，要設(shè)計一個好的應(yīng)用程序，必須做好每一個環(huán)節(jié)的工作。但是，應(yīng)用程序設(shè)計中的核心是程序的編寫，其他步驟都是為其服務(wù)的。 8、常用編程方法 PLC的編程方法主要有經(jīng)驗設(shè)計法和邏輯設(shè)計法。邏輯設(shè)計是以邏輯代數(shù)為理論基礎(chǔ)，通過列寫輸入與輸出的邏輯表達式，再轉(zhuǎn)換成梯形圖。由于一般邏輯設(shè)計過程比較復(fù)雜，而且周期較大，大多采用經(jīng)驗設(shè)計的方法。如果控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，可以借助流程圖。所謂經(jīng)驗設(shè)計是在一些典型應(yīng)用基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，選用一些基本環(huán)節(jié)，適當(dāng)組合、修改、完善，使其成為符合控制要求的程序。一般經(jīng)驗設(shè)計法沒有普通的規(guī)律可以遵循，只有在大量的程序設(shè)計中不

22、斷地積累、豐富自己，并且逐漸形成自己的設(shè)計風(fēng)格。一個程序設(shè)計的質(zhì)量，以及所用的時間往往與編程者的經(jīng)驗有很大關(guān)系。 所謂常用基本環(huán)節(jié)很多是借鑒繼電接觸器控制線路轉(zhuǎn)換而來的。它與繼電接觸器線路圖畫法十分相似，信號輸入、輸出方式及控制功能也大致相同。對于熟悉繼電接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計原理的工程技術(shù)人員來講，掌握梯形圖語言設(shè)計無疑是十分方便和快捷的。 四、PLC控制系統(tǒng)的抗干擾性設(shè)計 盡管PLC是專為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計，有較強的抗干擾能力，但是如果環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈或PLC的安裝和使用方法不當(dāng)，還是有可能給PLC控制系統(tǒng)的安全和可靠性帶來隱患。因此，在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計中，還需要注意系統(tǒng)

23、的抗干擾性設(shè)計。 1、 抗電源干擾的措施 實踐證明，因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多。PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電流。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源。采取以下措施以減少因電源干擾造成的PLC控制系統(tǒng)故障。 （1）采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾 在PLC控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過PLC系統(tǒng)的供電電源（如CPU 電源、I/O電源等）、變送器供電電源和與PLC

24、系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進入的?，F(xiàn)在，對于PLC系統(tǒng)供電的電源，一般都采用隔離性能較好電源，而對于變送器供電的電源和PLC系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表的供電電源，并沒受到足夠的重視，雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數(shù)大，抑制干擾能力差，經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以，對于變送器和共用信號儀表供電應(yīng)選擇分布電容小、抑制帶大（如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)）的配電器，以減少PLC系統(tǒng)的干擾。此外，為保證電網(wǎng)饋電不中斷，可采用不間斷供電電源（UPS）供電，提高供電的安全可靠性。并且UPS還具有較強的干擾隔離性能，是一種PLC控制系統(tǒng)的理想電源

25、。 （2）．硬件濾波措施 在干擾較強或可靠性要求較高的場合，應(yīng)該使用帶屏蔽層的隔離變壓器對PLC系統(tǒng)供電。還可以在隔離變壓器一次側(cè)串接濾波器，如圖所示。 (3)正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng) 濾波器和隔離變壓器同時使用 2、控制系統(tǒng)的接地設(shè)計 良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。接地系統(tǒng)的接地方式一般可分為3種方式：串聯(lián)式單點接地、并聯(lián)式單點接地、多分支單點接地即第3種接地方式。PLC采用第3種接地方式即單獨接地。 PLC控制系統(tǒng)

26、的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點接地，如果電纜屏蔽層兩端都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時，地線電流將更大。此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)又會出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易

27、影響PLC的邏輯運算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。 3、防I/O干擾的措施 由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動作或死機。可采取以下措施以減小I/O干擾對PLC系統(tǒng)的影響。 （1）從抗干擾角度選擇I/O模塊 （2）安裝與布線時注意： ①動力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙絞線連接。將PLC的I/O線和大功率線分開

28、走線，如必須在同一線槽內(nèi)，可加隔板，分槽走線最好，這不僅能使其有盡可能大的空間距離，并能將干擾降到最低限度。 ②PLC應(yīng)遠離強干擾源如電焊機、大功率硅整流裝置和大型動力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個開關(guān)柜內(nèi)。在柜內(nèi)PLC應(yīng)遠離動力線（二者之間距離應(yīng)大于200mm）。與PLC裝在同一個柜子內(nèi)的電感性負載，如功率較大的繼電器、接觸器的線圈，應(yīng)并聯(lián)RC電路。 ③PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。模擬量信號的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10。 ④交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠離高壓線和動力線，避免并行。

29、 （3）考慮I/O端的接線： 輸入接線一般不要太長，但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當(dāng)長些。 輸入/輸出線要分開。盡可能采用常開觸點形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。但急停、限位保護等情況例外。 輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出，在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負載短路，將燒毀印制電路板。 采用繼電器輸出時，所承受的電感性負載的大小，會影響到繼電器的使用壽命，因此，使用電感性負載時應(yīng)合理選擇，或加隔離繼

30、電器。 （4）正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng) （5）對變頻器干擾的抑制 五、PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試是系統(tǒng)在正式投入使用之前的必經(jīng)步驟。與繼電器控制系統(tǒng)不同，PLC控制系統(tǒng)既有硬件部分的調(diào)試還有軟件的調(diào)試，與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)的硬件調(diào)試要相對簡單，主要是PLC程序的編制和調(diào)試。一般可按以下幾個步驟進行：應(yīng)用程序的編制和離線調(diào)試、控制系統(tǒng)硬件檢查、應(yīng)用程序在線調(diào)試、現(xiàn)場調(diào)試、總結(jié)整理相關(guān)資料、系統(tǒng)正式投入使用。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計實例： PLC在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用 1.任務(wù)描述 某水廠160 kW水泵電機三臺，要求采用PLC、變頻器來實現(xiàn)恒壓供水。 2.系

31、統(tǒng)組成 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)主要由PLC、變頻器、壓力變送器、液位傳感器、動力及控制線路以及泵組組成。 用戶通過控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)來了解和控制系統(tǒng)的運行，通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力變送器，把出口壓力信號變成4～20mA標準信號送入變頻器內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)PID運算與給定壓力參數(shù)進行比較，得到4～20mA信號送至變頻器?？刂葡到y(tǒng)由變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)供水量，在變頻器設(shè)置中設(shè)定一個上限頻率和下限頻率檢測，當(dāng)用水量大時，變頻器迅速上升到上限頻率，輸出一個上限頻率開關(guān)信號給PLC；當(dāng)用水處于低峰時，變頻器輸出達到下限頻率，輸出一個下限頻率開關(guān)信號給PLC。當(dāng)產(chǎn)生任何一個

32、信號時，信號即反饋給PLC，PLC通過設(shè)定的內(nèi)部程序驅(qū)動I/O端口開關(guān)量的輸出來實現(xiàn)切換交流接觸器組，以此協(xié)調(diào)投入工作的水泵電機臺數(shù)，并完成電機的啟停、變頻與工頻的切換。通過調(diào)整投入工作的電機臺數(shù)和控制電機組中一臺電機的變頻轉(zhuǎn)速，使系統(tǒng)管網(wǎng)的工作壓力始終穩(wěn)定，進而達到恒壓供水的目的。 3. 系統(tǒng)控制要求 系統(tǒng)變頻調(diào)速由PLC 與變頻器共同完成，該系統(tǒng)有手動和自動兩種運行方式。 手動方式時，按下按鈕啟動和停止水泵，可根據(jù)需要分別控制1#~3#泵的啟停，該方式主要供設(shè)備調(diào)試、自動有故障和檢修時使用。 自動運行時，首先由1#水泵變頻運行，變頻器輸出頻率從0HZ上升，同時PID調(diào)節(jié)器把接收的信

33、號與給定壓力比較運算后送給變頻器控制。如壓力不夠，則頻率上升到50HZ，變頻器輸出一個上限頻率到達信號給PLC，PLC接收到信號后經(jīng)延時，1＃泵變頻迅速切換為工頻，2＃泵變頻啟動，若壓力仍達不到設(shè)定壓力，則2＃泵由變頻切換成工頻，3＃泵變頻啟動；如用水量減少，PLC控制從先起的泵開始切除，同時根據(jù)PID調(diào)節(jié)參數(shù)使系統(tǒng)平穩(wěn)運行，始終保持管網(wǎng)壓力。 　若有電源瞬時停電的情況，則系統(tǒng)停機，待電源恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動恢復(fù)到初始狀態(tài)開始運行。變頻自動功能是該系統(tǒng)最基本的功能，系統(tǒng)自動完成對多臺泵的啟動、停止、循環(huán)變頻的全部操作過程。 這種方式保證永遠有一臺水泵在變頻運行，三臺水泵中的任一臺都可能變頻運行。這樣，才能做到不論用水量如何改變都可保持管網(wǎng)壓力基本恒定，且各臺水泵運行的時間基本相同，這給維護和檢修帶來方便，并提高了系統(tǒng)的使用壽命。 11