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分配輸入 / 輸出點(diǎn)
一般輸入點(diǎn)和輸入信號,、輸出點(diǎn)和輸出控制是一一對應(yīng)的。
分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號,，分配給每一個(gè)輸入信號和輸出信號,，即進(jìn)行編號。
在個(gè)別情況下,，也有兩個(gè)信號用一個(gè)輸入點(diǎn)的,，那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個(gè)觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián)）,，然后再接到輸入點(diǎn),。

程序輸入 PLC 后，應(yīng)*行測試工作,。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過程中，難免會有疏漏的地方,。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場設(shè)備上去之前,，必需進(jìn)行軟件測試，以排除程序中的錯誤,，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ),，縮短整體調(diào)試的周期。

（ 8 ）應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試

在 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場施工完成后,，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試,，如果控制系統(tǒng)是由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試,，然后再進(jìn)行整體調(diào)試,；如果控制程序的步序較多，則可*行分段調(diào)試,，然后再連接起來總調(diào),。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，要逐一排除,，直至調(diào)試成功,。

（ 9 ）編制技術(shù)文件

系統(tǒng)技術(shù)文件包括說明書、電氣原理圖,、電器布置圖,、電氣元件明細(xì)表、 PLC 梯形圖,。

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PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 ． PLC 型號的選擇

在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前,，要詳細(xì)了解被控對象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進(jìn)行控制,。

在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜（需要大量中間繼電器,、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等）、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁,、需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理（有數(shù)據(jù)運(yùn)算,、模擬量的控制、 PID 調(diào)節(jié)等）,、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性,、準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)工廠自動化聯(lián)網(wǎng)等情況下，使用 PLC 控制是很必要的,。

目前,，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂,、無所適從,。所以全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的,。一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨,，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi),。機(jī)型的選擇可從以下幾個(gè)方面來考慮,。

（ 1 ）對輸入 / 輸出點(diǎn)的選擇

盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會造成一定浪費(fèi)。

要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點(diǎn)數(shù),，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點(diǎn)數(shù),。

另外要注意，一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制,，一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過總輸入點(diǎn)的 60 ％,； PLC 每個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動能力（ A/ 點(diǎn)）也是有限的，有的 PLC 其每點(diǎn)輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異,；一般 PLC 的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等,。在選型時(shí)要考慮這些問題。

PLC 的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式,、分組式和隔離式幾種接法,。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種 PLC 平均每點(diǎn)的價(jià)格較高,。如果輸出信號之間不需要隔離,，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。

（ 2 ）對存儲容量的選擇

對用戶存儲容量只能作粗略的估算,。在僅對開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中,，可以用輸入總點(diǎn)數(shù)乘 10 字 / 點(diǎn)＋輸出總點(diǎn)數(shù)乘 5 字 / 點(diǎn)來估算；計(jì)數(shù)器/ 定時(shí)器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個(gè)估算,；有運(yùn)算處理時(shí)按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算,；在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中,，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時(shí)按每個(gè)接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算,。后,，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量。對缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者,，選擇容量時(shí)留有裕量要大些,。

（ 3 ）對 I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇

PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲（一般在 2 ～ 3 個(gè)掃描周期）等,。對開關(guān)量控制的系統(tǒng),，PLC 和 I/O 響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題,。但對模擬量控制的系統(tǒng),、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問題。

（ 4 ）根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型

不同的負(fù)載對 PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求,。例如,，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的,，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點(diǎn),，如導(dǎo)通壓降小,，有隔離作用，價(jià)格相對較便宜,，承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力較強(qiáng),，其負(fù)載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級范圍大等,。所以動作不頻繁的交,、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。

（ 5 ）對在線和離線編程的選擇

離線編程示指主機(jī)和編程器共用一個(gè) CPU ,，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的編程,、監(jiān)控和運(yùn)行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時(shí),， CPU 只為編程器服務(wù),，而不對現(xiàn)場進(jìn)行控制。編程器編程屬于這種情況,。在線編程是指主機(jī)和編程器各有一個(gè) CPU ,，主機(jī)的 CPU 完成對現(xiàn)場的控制，在每一個(gè)掃描周期末尾與編程器通信,，編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī),，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能實(shí)現(xiàn)在線編程,。在線編程需購置計(jì)算機(jī),，并配置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定,。

（ 6 ）據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型

若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡(luò),，則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC ,、上位計(jì)算機(jī)及 CRT 等的接口,。大、中型機(jī)都有通信功能,，目前大部分小型機(jī)也具有通信功能,。

（ 7 ）對 PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇

在相同功能和相同 I/O 點(diǎn)數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價(jià)格低,。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活,，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn),，要按實(shí)際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式,。

2 ．分配輸入 / 輸出點(diǎn)

一般輸入點(diǎn)和輸入信號、輸出點(diǎn)和輸出控制是一一對應(yīng)的,。

分配好后,，按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號，分配給每一個(gè)輸入信號和輸出信號,，即進(jìn)行編號,。

在個(gè)別情況下，也有兩個(gè)信號用一個(gè)輸入點(diǎn)的,，那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前,，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個(gè)觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián)），然后再接到輸入點(diǎn),。

（ 1 ）確定 I/O 通道范圍

（ 1 ）確定 I/O 通道范圍
不同型號的 PLC ,，其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的，應(yīng)根據(jù)所選 PLC 型號,，查閱相應(yīng)的編程手冊,，決不可“張冠李戴”。必須參閱有關(guān)操作手冊,。
（ 2 ）部輔助繼電器
內(nèi)部輔助繼電器不對外輸出,，不能直接連接外部器件，而是在控制其他繼電器,、定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器時(shí)作數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù)處理用,。
從功能上講,，內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。
未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區(qū)以及未使用 1 ： 1 鏈接時(shí)的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用,。根據(jù)程序設(shè)計(jì)的需要,，應(yīng)合理安排 PLC 的內(nèi)部輔助繼電器，在設(shè)計(jì)說明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途,，避免重復(fù)使用,。參閱有關(guān)操作手冊。
（ 3 ）分配定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器
PLC 的定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器數(shù)量分別見有關(guān)操作手冊,。
7.3 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及步驟
7.3.1 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法
在了解了 PLC 程序結(jié)構(gòu)之后,，就要具體地編制程序了。編制 PLC 控制程序的方法很多,，這里主要介紹幾種典型的編程方法,。
1. 圖解法編程
圖解法是靠畫圖進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)。常見的主要有梯形圖法,、邏輯流程圖法,、時(shí)序流程圖法和步進(jìn)順控法。

西門子SM321數(shù)字量輸入模塊6ES7321-1FF10-0AA0

STEP7-Mirco/WIN編程元素及項(xiàng)目組件

s7-200的三種程序組織單位（POU）指主程序,、子程序和中斷程序,。STEP 7-Micro/WIN為每個(gè)控制程序在程序編輯器窗口提供分開的制表符，主程序總是制表符,，后面是子程序或中斷程序,。

一個(gè)項(xiàng)目（Project）包括的基本組件有程序塊、數(shù)據(jù)塊,、系統(tǒng)塊,、符號表,、狀態(tài)圖表,、交叉引用表。程序塊,、數(shù)據(jù)塊,、系統(tǒng)塊須下載到PLC，而符號表,、狀態(tài)圖表,、交叉引用表不下載到PLC。

程序塊由可執(zhí)行代碼和注釋組成,，可執(zhí)行代碼由一個(gè)主程序和可選子程序或中斷程序組成,。程序代碼被編譯并下載到PLC，程序注釋被忽略,。

2        2        在“指令樹”中 右擊“程序塊”圖標(biāo)可以插入子程序和中斷程序,。

數(shù)據(jù)塊由數(shù)據(jù)（包括初始內(nèi)存值和常數(shù)值）和注釋兩部分組成,。

數(shù)據(jù)被編譯后，下載到可編程控制器,，注釋被忽略,。

系統(tǒng)塊用來設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)，包括通信口配置信息,、保存范圍,、模擬和數(shù)字輸入過濾器、背景時(shí)間,、密碼表,、脈沖截取位和輸出表等選項(xiàng)。系統(tǒng)塊如圖1所示,。

2        2        單擊“瀏覽欄”上的“系統(tǒng)塊”按鈕,，或者單擊“指令樹”內(nèi)的“系統(tǒng)塊”圖標(biāo)，可查看并編輯系統(tǒng)塊,。

系統(tǒng)塊的信息須下載到可編程控制器,，為PLC提供新的系統(tǒng)配置。

圖1  “系統(tǒng)塊”塊對話框