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系统设计步骤
PLC控制系统的设计(调试)可以按照图5-1所示进行。设计可分为系统规划、硬件设计、软件设计系统调试及技术文件的编制五个阶段。
(1) 系统规划。系统规划为设计的一步,内容包括确定控制系统方案与总体设计两部分。确定控制系统方案时,应首先明确控制对象所需要实现的动作与功能、生产工艺要求与设备的现场布置情况;在此基础上确定系统的技术实现手段,选择系统的总体结构形式与组成部件。
系统规划的具体内容包括:明确控制要求,确定系统类型,确定硬件配置要求;选择PLC的型号、规格,确定I/O模块的数量与规格,选择特殊功能模块;选择人机界面、伺服驱动器、变频器、调速装置等。
(2) 硬件设计。硬件设计是在系统规划与总体设计完成后的技术设计。在这一阶段,设计人员需要根据总体方案完成电气控制原理图、连接图、元件布置图等基本图样的设计工作。
图5-1 PLC控制系统的设计步骤
在此基础上,应汇编完整的电器元件目录与配套件清单,提供给采购供应部门购买相关的组成部件。同时,根据PLC的安装要求与用户的环境条件,结合所设计的电气原理图与连接、布置图,完成用于安装以上电器元件的控制柜、操纵台等零部件的设计。
设计完成后,将全部图样与外购元器件、标准件等汇编成统一的基本件、外购件、标准件明细表(目录),提供给生产、供应部门组织生产与采购。
(3) 软件设计。PLC控制系统的软件设计主要是编制PLC用户程序、特殊功能模块控制软件、确定PLC 以及功能模块的设定参数(如需要)等。它可以与系统电器元件安装柜、台的制作、元器件的采购同步进行。
软件设计应根据所确定的总体方案与已经完成的电气控制原理图,按照原理图所确定的I/O地址,编写实现控制要求与功能的PLC用户程序。为了方便调试、维修,通常需要在软件设计阶段同时编写出程序说明书、I/O地址表、注释表等辅助文件。
在程序设计完成后,一般应通过PLC编程软件所具备的自诊断功能对PLC程序进行基本的检查,排除程序中的电路与语法错误。在有条件时,应通过必要的模拟与手段,对程序进行模拟与试验。对于初次使用的伺服驱动器、变频器等部件,可以通过检查与运行的方法,事先进行离线调整与测试,以缩短现场调试的周期。
(4) 现场调试。PLC的现场调试是检查、优化PLC控制系统硬件、软件设计,提高控制系统性的重要步骤。为了防止调试过程中可能出现的问题,确保调试工作的顺利进行,现场调试应在完成控制系统的安装、连接、用户程序编制后,按照调试前的检查、硬件调试、软件调试、空运行试验、可靠性试验、实际运行试验等规定的步骤进行。
在调试阶段,一切均应以满足控制要求,确保系统安全、可靠运行为高准则,它是检验硬件、软件设计正确性的一标准,任何影响系统安全性与可靠性的设计,都必须予以修改,绝不能遗留事故隐患,以免导致严重后果。
(5) 编制技术文件。在设备安全、可靠运行得到确认后,设计人员可以着手进行系统技术文件的编制工作,诸如修改电气原理图、连接图,编写设备操作、使用说明书,备份PLC用户程序,记录调整、设定参数等。
文件的编写应正确、全面,必须保证图与实物一致,电气原理图、用户程序、设定参数必须为调试完成后的终版本。文件的编写应规范、系统,尽可能为设备使用者及今后的维修工作提供方便。
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