plc已廣泛地應用在工業(yè)控制的各個領域，由于PLC的應用場合多種多樣，隨著PLC自身功能不斷增強，PLC應用系統(tǒng)也越來復雜，對PLC應用系統(tǒng)設計人員的要求也越來越高。

 
1、PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則
①最大限度地滿足被控對象的控制要求。
②保證控制系統(tǒng)的高可靠、安全。
③滿足上面條件的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經濟、實用和維修方便。
④選擇PLC時，要考慮生產和工藝改進所需的余量。
2、PLC控制系統(tǒng)設計的基本內容
①選擇合適的用戶輸入設備、輸出設備以及輸出設備驅動的控制對象。
②分配I/O，設計電氣接線圖，考慮安全措施。
③選擇適合系統(tǒng)的PLC。
④設計程序。
⑤調試程序,一個是模擬調試，一個是聯(lián)機調試。
⑥設計控制柜，編寫系統(tǒng)交付使用的技術文件，說明書、電氣圖、電氣元件明細表。
⑦驗收、交付使用。
3、PLC控制系統(tǒng)設計的一般步驟
1）分析被控對象——被控對象工藝工程、工作特點、功能進行分析；輸入輸出兩分析；構成完整的功能表達圖和控制流程圖；確定PLC控制方案。
2）系統(tǒng)硬件配置
PLC機型選擇——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，品牌、價格、服務等因素都要考慮。
輸入/輸出（I/O）點數(shù)——I/O點數(shù)是PLC的一項重要指標。合理選擇I/O點數(shù)可以既滿足控制系統(tǒng)要求，又降低系統(tǒng)的成本。PLC的I/O點數(shù)和種類應根據(jù)被控對象的開關量、模擬量等輸入輸出設備的狀況來確定。考慮到以后的調整和發(fā)展，可以適當留出備用量（一般20%左右）。
3）軟件設計
軟件設計包括系統(tǒng)初始化程序、主程序、子程序、中斷程序、故障應急措施和輔助程序的設計等，小型開關量控制系統(tǒng)一般只有主程序。
首先應根據(jù)總體要求和控制系統(tǒng)具體情況，確定用戶程序的基本結構，畫出程序流程圖或開關量控制系統(tǒng)的順序功能圖。它們是編程的主要依據(jù)，應盡可能地準確和詳細。
較簡單的系統(tǒng)的梯形圖可以用經驗法設計，復雜的系統(tǒng)一般用順序控制設計法設計。畫出系統(tǒng)的順序功能圖后，根據(jù)它設計出梯形圖程序。有的編程軟件可以直接用順序功能圖語言來編程。
4）模擬調試
設計好用戶程序后，一般先作模擬調試。有的PLC廠家提供了在計算機上運行，可以用來代替PLC硬件來調試用戶程序的仿真軟件，例如西門子公司的與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。在仿真時按照系統(tǒng)功能的要求，將某些輸入元件強制為ON或OFF，或改寫某些元件中的數(shù)據(jù)，監(jiān)視系統(tǒng)功能是否能正確實現(xiàn)。
如果有PLC的硬件，可用小開關和按鈕來模擬PLC實際的輸入信號，例如用它們發(fā)出操作指令，如限位開關觸點的接通和斷開。通過輸出模塊上各輸出位對應的發(fā)光二極管，觀察輸出信號是滯滿足設計的要求。
5）硬件調試與系統(tǒng)調試
在現(xiàn)場安裝好控制屏后，接入外部的輸入元件和執(zhí)行機構。與控制屏內的調試類似，首先檢查控制屏外的輸入信號是否能正確地送到PLC的輸入端，PLC的輸出信號是否能正確操作控制屏外的執(zhí)行機構。完成上述的調試后，將PLC置于RUN狀態(tài)，運行用戶程序，檢查控制系統(tǒng)是否能滿足要求。
在調試過程中將暴露出系統(tǒng)中可能存在的硬件問題，以及梯形圖設計中的問題。發(fā)現(xiàn)問題后在現(xiàn)場加以解決，直到完全符合要求。按系統(tǒng)驗收規(guī)程的要求，對整個系統(tǒng)進行逐項驗收合格后，交付使用。
6）整理技術文件
根據(jù)調試的最終結果整理出完整的技術文件，并提供給用戶，以便于今后系統(tǒng)的維護與改進。技術文件應包括：PLC的外部接線圖和其他電氣圖紙、PLC的編程元件表，包括定時器、計數(shù)器的設定值等、帶注釋的程序和必要的總體文字說明。

PLC控制系統(tǒng)設計與調試的一般步驟

一）分析被控對象并提出控制要求 
詳細分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電、液之間的配合，提出被控對象對PLC控制系統(tǒng)的控制要求，確定控制方案，擬定設計任務書。
CAD/CAM技術
（二）確定輸入／輸出設備 CAD/CAM技術
   根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設備（如：按紐、位置開關、轉換開關及各種傳感器等）和輸出設備（如：接觸器、電磁閥、信號指示燈及其它執(zhí)行器等），從而確定與PLC有關的輸入/輸出設備，以確定PLC的I/O點數(shù)。

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

（四）分配I/O點并設計PLC外圍硬件線路
CAD/CAM技術
1.分配I/O點   
   畫出PLC的I/O點與輸入／輸出設備的連接圖或對應關系表，該部分也可在第２步中進行。
2.設計PLC外圍硬件線路  
   畫出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進入PLC的控制電路等。
   由PLC的I/O連接圖和PLC外圍電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖。到此為止系統(tǒng)的硬件電氣線路已經確定。

（五）程序設計

1. 程序設計         CAD/CAM技術
根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，采用合適的設計方法來設計PLC程序。程序要以滿足系統(tǒng)控制要求為主線，逐一編寫實現(xiàn)各控制功能或各子任務的程序，逐步完善系統(tǒng)指定的功能。除此之外，程序通常還應包括以下內容：
機電專業(yè)技術論壇
1）初始化程序。在PLC上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動作必要的準備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動作。初始化程序的主要內容有：對某些數(shù)據(jù)區(qū)、計數(shù)器等進行清零，對某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進行恢復，對某些繼電器進行置位或復位，對某些初始狀態(tài)進行顯示等等。 機電專業(yè)技術論壇
2）檢測、故障診斷和顯示等程序。這些程序相對獨立，一般在程序設計基本完成時再添加。
3）保護和連鎖程序。保護和連鎖是程序中不可缺少的部分，必須認真加以考慮。它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂，。
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2. 程序模擬調試 電子開發(fā)網
   程序模擬調試的基本思想是，以方便的形式模擬產生現(xiàn)場實際狀態(tài)，為程序的運行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。根據(jù)產生現(xiàn)場信號的方式不同，模擬調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備（如用另一臺PLC或一些輸入器件等）模擬產生現(xiàn)場的信號，并將這些信號以硬接線的方式連到PLC系統(tǒng)的輸入端，其時效性較強。
2）軟件模擬法是在PLC中另外編寫一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場信號，其簡單易行，但時效性不易保證。模擬調試過程中，可采用分段調試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。

（六）硬件實施      CAD/CAM技術
硬件實施方面主要是進行控制柜（臺）等硬件的設計及現(xiàn)場施工。主要內容有：
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1) 設計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖。 CAD/CAM技術
2)設計系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖。
3)根據(jù)施工圖紙進行現(xiàn)場接線，并進行詳細檢查。
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   由于程序設計與硬件實施可同時進行，因此PLC控制系統(tǒng)的設計周期可大大縮短。
（七）聯(lián)機調試
   聯(lián)機調試是將通過模擬調試的程序進一步進行在線統(tǒng)調。聯(lián)機調試過程應循序漸進，從PLC只連接輸入設備、再連接輸出設備、再接上實際負載等逐步進行調試。如不符合要求，則對硬件和程序作調整。通常只需修改部份程序即可。 CAD/CAM技術
   全部調試完畢后，交付試運行。經過一段時間運行，如果工作正常、程序不需要修改，應將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。
 八）整理和編寫技術文件    
   技術文件包括設計說明書、硬件原理圖、安裝接線圖、電氣元件明細表、PLC程序以及使用說明書等。