ＰＬＣ控制系统设计的要点

魏淑芝

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，日常维护比较容易，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。下面就PLC控制系统设计中的问题进行探讨。

一、硬件系统的设计

1. PLC控制系统的输入电路设计

PLC供电电源一般为AC85—240V，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件。隔离变压器也可以采用双隔离技术，即变压器的初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大地，次级线圈屏蔽层接PLC 输入电路的地，以减小高低频脉冲干扰。

（1） PLC输入电路电源。一般应采用DC 24V,其带负载时要注意容量，并作好防短路措施，否则将影响PLC的运行。一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍，PLC输入电路电源支路加装防止短路的措施。

（2）输入的灵敏度。ＰＬＣ的端电压和电流均有规定，当输入回路串有二极管或电阻不能完全启动，或者有并联电阻或有漏电电流时不能完全切断。另外，当输入器件的输入电流大于ＰＬＣ的最大输入电流时，也会引起误码动作，应采用弱电流输入器件，选用输入为共漏型的ＰＬＣ。

2. PLC控制系统的输出电路设计

（1）輸出方式的设计。依据生产工艺要求，各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出。如果PLC 系统输出频率为每分钟6 次以下，应首选继电器输出，采用这种方法，输出电路的设计简单，抗干扰和带负载能力强。当PLC扫描频率为10次／min 以下时，既可以采用继电器输出方式，也可以采用PLC输出驱动中间继电器或者固态继电器（SSR），再驱动负载。

对于常见的AC220V交流开关类负载，应该通过DC24V微小型中间继电器驱动，避免PLC的DO接点直接驱动，尽管PLC手册标称具有AC220V交流开关类负载驱动能力。

（2）ＰＬＣ外部驱动电路的设计。在PLC输出不能直接带动负载的情况下，必须在外部采用驱动电路：可以用三极管驱动，也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动。同时应采用保护电路和浪涌吸收电路，且每路有显示二极管（LED）指示。

（3）“COM“点的选择设计。PLC产品“COM”点的数量是不一样的，有的一个“COM”点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带2个或1个输出点的。当负载的种类多，且电流大时，采用一个“COM”点带1～2个输出点的PLC产品；当负载数量多而种类少时，采用一个“COM”点带4～8个输出点的PLC产品。这样会对电路设计带来很多方便，每个“COM”点处加一熔丝，1～2个输出时加2A的熔丝，4～8点输出的加5～10A的熔丝，因PLC内部一般没有熔丝。

3. PLC控制系统抗干扰与外部互锁设计

PLC输出带感性负载，断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击，所以对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路。当两个物理量的输出在PLC内部已进行软件互锁后，在PLC的外部也应进行互锁，以加强系统的可靠性。

二、PLC 控制系统的软件设计

1. 将程序按结构形式分为基本程序和模块化程序

（1）基本程序。既可以作为独立程序控制简单的生产工艺过程，也可以作为组合模块结构中的单元程序。依据计算机程序的设计思想，基本程序的结构方式只有三种：顺序结构、条件分支结构和循环结构。

（2）模块化程序，即把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块，分别编写和调试，最后组合成一个完成总任务的完整程序。建议经常采用这种程序设计思想，因为各模块具有相对独立性，相互连接关系简单，程序易于调试修改，特别是用于复杂控制要求的生产过程。

2. 程序设计应注意的问题

在程序设计时，除了I/O地址列表外，有时还要把在程序中用到的中间继电器（M）、定时器（T）、计数器（C）和存储单元（V）以及它们的作用或功能列写出来，以便编写程序和阅读程序。

3. 编程语言的选择

（1） 有些PLC使用梯形图编程不是很方便（例如书写不便），则可用语句表编程，但梯形图总比语句表直观。

（2） 经验丰富的人员可用语句表直接编程，就像使用编汇语言一样。

（3） 如果是清晰的单顺序、选择顺序或并发顺序的控制任务，则最好是用功能图来设计程序。

（作者单位：山东省济宁技术学院）