施耐德电气PLC工程开发应用.pdf

7.1工程设计的原则

7.2需求分析

7.3硬件设计

7.4软件设计

7.5系统调试

7.6可靠性设计

7.1.1工程设计的原则

1．满足要求

任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高产品质量和生

产效率。因此，充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是

设计控制系统的首要前提，也是工程设计中最重要的一条原则。

2．安全可靠

控制系统长期运行中能否达到安全、可靠、稳定，是设计控制系统的重要原

则。这就要求设计人员在系统设计、器件选择和软件编程上全面考虑。

3．经济实用

一个新的控制工程固然能提高产品的质量和生产效率，从而为工程带来巨大

的经济效益和社会效益。但是新工程的投入、技术的培训、设备的维护也会带来

工程的投入和运行资金的增加。

4．适应发展

社会在不断前进，科学在不断发展，控制系统的要求也在不断提高完善。控

制系统设计时应要考虑今后的发展、完善，避免重复投资。

PLC系统工程设计的一般流程如图7-1所示。

需求分析是指用户对所开发的控制系统在设计、功能、性能、工艺

等方面的要求，是直接关系到应用系统性能、成本、经济效益等指标的

关键环节。

需求分析的基本任务是：用户和PLC工程开发人员双方应充分了解

用户要求，并将双方共同理解的需求明确表达出来。

需求分析阶段是面向问题的，它主要是分析用户的控制过程，明确

在用户的实际控制环境中PLC系统应该做什么。

7.3.1PLC机型选择

1．合理的结构类型

PLC主要有整体式和模块式2种结构类型。整体式PLC的每一个I/O点的平均

价格要比模块式的便宜，且体积相对较小，一般用于控制系统工艺过程较为固定、

环境条件较好、维修较少的小型控制系统中。而模块式PLC的功能扩展灵活方

便，在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地

大，而且维护方便，一般用于较复杂的控制系统。

2．安装方式

PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。集

中式不需要设置驱动远程I/O硬件，系统反应快、成本低。

3．相应功能要求

根据控制系统功能的强弱适当选型，选择最合适的。一般小型（低档）PLC

具有逻辑运算、定时、计数等功能，可以满足只需要开关量控制、控制速度要求

不高的设备，如S7-200系列。

4．响应速度

响应时间是指从外部信号输入到给定输出的总时间，通常包括输入滤波器的

延迟时间、I/O延迟时间、逻辑运算时间、输出元件的延迟时间。扫描方式引起的

延迟可达到2~3个扫描周期。

5．系统可靠性

一般系统，PLC的可靠性均能满足。而对可靠性要求很高的系统，应考虑是

否采用PLC冗余系统或热备用系统。

6．机型尽量统一

大型企业在选用PLC时，应尽可能做到PLC机型统一。主要因为：

（1）控制系统中的机型统一。

（2）使控制系统中的模块功能和使用方法类似。

（3）控制系统的模块互为备用。

1．输入/输出点数的估计

（1）开关量点数

开关量控制是PLC的基本功能，对于开关量控制系统，主要考虑PLC的最大

开关量点数是否满足系统要求。常用输入/输出控制设备的I/O控制点表如表7-1所

示。

（2）模拟量点数

对于要求模拟量控制的系统，主要考虑PLC的最大模拟量点数是否能满足系

统要求，以及每个模块的点数。

序号输入/输出控制设备输入点数输出点数

1行程开关1

2接近开关1

3位置开关2

4光电开关2

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