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三菱PLC FX系列控制系統設計的步驟分析(三菱PLC系統設計步驟)
1、了解被控制系統
在設計前要詳細分析被控對象、控制過程和要求，熟悉工藝流程及所有的功能和指標要求。例如，機械部件的動作順序、動作條件及必要的保護與聯鎖。系統的工作方式(手動、自動)，PLC與其他智能設備(變頻器、觸摸屏)之間的關系，PLC的通信聯網，物理量的顯示與顯示方式，電源突然停電及緊急情況的處理等。
分類統計好PLC的輸人信號和輸出所控制的負載，并進一步分析各輸人輸出量的性質(是開關量還是模擬量、是直流量還是交流量、電壓等級的大小等)。
2、進行與硬件有關的設計
(1)、確定PLC的型號和硬件配置
1)、PLC物理結構的選擇。
PLC可分為整體式和模塊式兩種，小型控制系統一般使用整體式PLC。
模塊式PLC的特點是功能擴展方便靈活，并且還配有多種特殊的I/O模塊供用戶使用，可完成各種特殊的控制任務，在判斷故障范圍和維修更換模塊時也很方便。在較復雜、性能要求高的系統中一般采用模塊式PLC。
2)、PLC存儲器的容量選擇。
僅需開關量控制的系統，將I/O點數乘以8，就是所需要的存儲器的字數，這一要求一般都能滿足。
只有模擬量輸入、沒有模擬量輸出的系統，按每路模擬量準備100個存儲器字。
既有模擬量輸人又有模擬量輸出的系統，一般要求對模擬量作閉環控制,涉及的運算復雜，估計時可按每路模擬量準備200個存儲器字。
當然在考慮以上容量時，需要留出一定的裕量。
3)、PLC I/O點數的確定。
確定 1/0點數時，首先要準確統計出被控設備對PLC I/O點數的總需求，然后在此基礎上，留出10%~20%的裕量，以便今后對系統進行改進和擴充。對干整體式結構的PLC，如果與系統要求的1/0點數的比例相差很大，可以選用只有輸入點或只有輸出點的擴展單元或擴展模塊。
根據以上幾點，選擇出合適的PLC的型號。另外，同一企業應盡量使PLC的機型統一，或者盡可能只使用同一生產廠家的PLC。對于需要聯網通信的控制系統，更要注意機型的統一以便其模塊可相互換用，便于備件采購和管理。對有特殊控制要求系統，可選用有相同或相似功能的PLC。
4)、開關量I/O模塊的選擇。
開關量I/O模塊按外部接線方式分為隔離式、分組式和匯總式，如果信號之間不需要隔離，可選用后兩種。
開關量輸人模塊的輸入電壓一般為DC24V和AC220V。直流輸人電路的延遲時問較短，可直接與接近開關、光電開關等電子輸人裝置連接。交流輸人方式的觸點接觸可靠，適合在油霧、粉塵等惡劣環境下使用。
開關量輸出模塊有三種類型:繼電器輸出、雙向晶閘管輸出、晶體管輸出。繼電器輸出模塊可用于交流負載和直流負載，其觸點工作電壓范圍廣，導通電壓降小，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，但是動作速度較慢，動作次數有一定的限制。若輸出信號變化不頻繁，可優先選用繼電器輸出模塊。
晶體竹輸出模塊適用于直流負載，雙向晶閘竹輸出模塊適用于交流負載，它們的響應速度快、壽命長，但是過載能力差。
所以在進行開關量VO模塊的選擇時要考慮負載電壓的種類和大小、系統對延遲時問的要求、負載變化是否頻繁等，還要注意同一輸出模塊對電阻性負載、電感性負載和燈負載的驅動能力的差異。具體可以參照PLC的使用手冊。如某繼電器輸出模塊的最高工作電壓為交流250V，則可以驅動2A的電阻性負載、80VA的電感性負載或者l 00W的白熾燈負載。
輸出模塊的輸出電流額定值應大于負載電流的最大值，并要考慮到輸出電流隨環境溫度升高而降低。
5)、通信功能的選擇。
首先了解系統對PLC通信功能的要求。例如，需要與哪些設備通信、通信距離、信息傳輸的速率等。
如果距離較近的兩臺設備通信，如PLC與I位機之問的通信，可選用RS232C串行通信接口的PLC.其最大通信距離為15m,最高傳輸速率為20kbit/s，只能一對一地通信。
如果是在多臺設備間通信，可選用RS422和RS485串行通信接口。使用RS422時一臺驅動器可連接10臺接收器;RS485使用雙絞線實現多站互連.構成分布式系統，最多可有32個站。
選型時還要注意PLC是否配有通信用的專用指令，編程是否方便等。
(2)、確定系統輸入元件和輸出元件的型號
輸人元件,如按鈕、指令開關、限位開關、接近開關、傳感器等。
輸出元件，如接觸器、繼電器、電磁閥、指示燈等。
(3)、分配PLC的輸人點和輸出點
可以用表格的方式列出輸人/輸出信號，標明各個信號的意義、代號。并給各信號分配PLC中軟元件的元件號。這一步主要為繪制硬件接線圖和設計梯形圖做準備。具體可參照I/O分配表。
(4)畫出硬件接線圖
這一步主要是結合前面給出的I/O分配表和輸入、輸出元件等，設計出PLC的外部硬件接線圖，以及其他電氣原理圖、接線圖和安裝所需要的圖樣。
3、設計梯形圖程序
主要根據總體要求和控制系統的具體情況，確定用戶程序的基本結構，畫出程序流程圖或順序功能圖。
較簡單的系統的梯形圖可以用經驗設計法來設計;較復雜的系統的梯形圖一般采用順序控制設計法來設計。
4、梯形圖程序的模擬調試
1)、對用戶的梯形圖程序一般先采用模擬調試，即用小開關和按鈕來模擬PLC的實際輸人信號(利用它們發出操作指令，或模擬實際的反饋信號。或模擬限位開關、傳感器的接通和斷開)。
2)、通過輸出模塊上各輸出繼電器對應的發光二極管，來觀察各輸出信號的變化是否滿足設計的要求。
3)、在程序中如果定時器或計數器的設定流過大，可以在調試時將它們減小，以縮短調試時間。調試結束后再寫人實際的設定值。
4)在順序控制的調試中，主要是看程序的運行是否符合順序功能圖的規定，某一轉換條件滿足時，其前級步是否變為不活動步，其后續步是否變為活動步，以及各步所驅動的負載是否發生相應的變化。
5)、調試時要充分考慮各種可能發生的情況.如果是順序控制或多種工作方式，則要對每一條支路都逐一進行檢查，不能遺漏。發現問題及時修改、再調試，直到完全符合控制要求為止。
6)、在梯形圖的設計和模擬調試的同時，可以設計、制作控制臺、柜，PLC之外的其他硬件接線的安裝等也可以同時進行。
5、現場總機調試
模擬調試通過后，進行實際的總裝統調。先要仔細檢查PLC外部設備接線是否正確，設備引腳匕工作電壓是否正常。在將用戶程序傳送到PLC之前，可先用一些短小的測試程序檢測外部的接線狀況，看看有無接線故障。進行這類預調時，要將主電路先行斷開，避免誤操作或電路故障損壞主電路元器件。一切確認無誤后，將程序送人存儲器進行總調試，直到各部分的功能都正常，協調一致成為一個正確的整體控制為止。如果發現問題，則要對硬件和軟件的設計做出調整，直到完全符合要求。
6、編寫技術文件
根據調試的最終結果，要整理出完整的技術文件，再交付用戶使用。技術文件應包括以下內容:
1)、PLC的外部接線圖和其他電氣圖樣。
2)、PLC的編程元件表。程序中所使用的各軟元件(T、Y、M、S、T、C)的元件號、名稱、功能，以及T、C的設定值等。
3)、PLC的順序功能圖、帶注釋的梯形圖和必要的總體文字說明。
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