西門子S120連接電纜6SL3060-4AF00-0AA0

電氣控制原理圖是根據(jù)所要達(dá)到的控制過程需要的控制信號和被控制設(shè)備及控制要求繪制出來的，因此，繪制電氣控制原理圖首先要分析控制過程和控制要求，然后按一定的步驟來完成。設(shè)計PLC的電氣控制原理圖，首先要了解輸入輸出信號的性質(zhì)和相關(guān)要求，然后再根據(jù)所選用的PLC來合理地安排輸入輸出地址，最后才能完成電氣原理圖的設(shè)計。

1）輸入/輸出點(diǎn)數(shù)

根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的具體工作過程和控制要求理清有哪些輸入量，需要控制哪些對象，輸入量的個數(shù)即所需要的輸入點(diǎn)數(shù)，需要控制的對象所需要的信號數(shù)即所需要的輸出點(diǎn)數(shù)。

2）PLC的輸入輸出地址分配表

輸入輸出地址分配表是根據(jù)控制要求中需要的輸入信號和所要控制的設(shè)備來確定PLC的各輸入輸出端子分別對應(yīng)哪些輸入輸出信號或設(shè)備所列出的表。如表1所示為PLC控制的四路搶答器的I/O地址分配表。

表1  控制四路搶答器的PLC I/O地址分配表

I/O地址分配表一般要根據(jù)輸入輸出信號的信息和相關(guān)要求及所選用的PLC型號來進(jìn)行分配，關(guān)于輸出信號，需要了解所控制的設(shè)備的電源電壓和工作電流，然后按照所需電源的不同進(jìn)行分組。如YL-235A光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置中所用的PLC為FX2N-48MR型，它的輸出分為五組，其中有四組是四個輸出端共用一個COM端，有一組是八個輸出端共用一個COM端。

3）繪制電氣控制原理圖的要求

在繪制電氣控制原理圖時，首先要求整體布局合理，一般是左邊為輸入回路，右邊為輸出回路，或者下邊為輸入回路，上邊為輸出回路，主要控制元件位于中間位置；其次要求所畫原理圖正確；再次所用元器件的圖形符號應(yīng)符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，要求對所用元件進(jìn)行標(biāo)注和說明，并對所有連線進(jìn)行編號

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（一）分析被控對象并提出控制要求

詳細(xì)分析被控對象的工藝過程及工作特點(diǎn)，了解被控對象機(jī)、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(shè)計任務(wù)書。

（二）確定輸入／輸出設(shè)備

 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備（如：按紐、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)及各種傳感器等）和輸出設(shè)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(guān)的輸入/輸出設(shè)備，以確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。

  （三）選擇PLC

PLC選擇包括對PLC的機(jī)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(diǎn)并設(shè)計PLC外圍硬件線路

1.分配I/O點(diǎn)

畫出PLC的I/O點(diǎn)與輸入／輸出設(shè)備的連接圖或?qū)?yīng)關(guān)系表，該部分也可在第２步中進(jìn)行。

2.設(shè)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(jìn)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(jīng)確定。

 （五）程序設(shè)計

1. 程序設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，采用合適的設(shè)計方法來設(shè)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(shí)現(xiàn)各控制功能或各子任務(wù)的程序，逐步完善系統(tǒng)的功能。除此之外，程序通常還應(yīng)包括以下內(nèi)容：

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(zhǔn)備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動作。初始化程序的主要內(nèi)容有：對某些數(shù)據(jù)區(qū)、計數(shù)器等進(jìn)行清零，對某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，對某些繼電器進(jìn)行置位或復(fù)位，對某些初始狀態(tài)進(jìn)行顯示等等。

2）檢測、故障診斷和顯示等程序。這些程序相對獨(dú)立，一般在程序設(shè)計基本完成時再添加。

3）保護(hù)和連鎖程序。保護(hù)和連鎖是程序中的部分，必須認(rèn)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，。

2. 程序模擬調(diào)試

程序模擬調(diào)試的基本思想是，以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場實(shí)際狀態(tài)，為程序的運(yùn)行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場信號的方式不同，模擬調(diào)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(shè)備（如用另一臺PLC或一些輸入器件等）模擬產(chǎn)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(qiáng)。

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(diào)試過程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。

（六）硬件實(shí)施

硬件實(shí)施方面主要是進(jìn)行控制柜（臺）等硬件的設(shè)計及現(xiàn)場施工。主要內(nèi)容有：

1) 設(shè)計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖。

2)設(shè)計系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖。

3)根據(jù)施工圖紙進(jìn)行現(xiàn)場接線，并進(jìn)行詳細(xì)檢查。

由于程序設(shè)計與硬件實(shí)施可同時進(jìn)行，因此PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計周期可大大縮短。 

    （七）聯(lián)機(jī)調(diào)試

 聯(lián)機(jī)調(diào)試是將通過模擬調(diào)試的程序進(jìn)一步進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。聯(lián)機(jī)調(diào)試過程應(yīng)循序漸進(jìn)，從PLC只連接輸入設(shè)備、再連接輸出設(shè)備、再接上實(shí)際負(fù)載等逐步進(jìn)行調(diào)試。如不符合要求，則對硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部份程序即可。

全部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。經(jīng)過一段時間運(yùn)行，如果工作正常、程序不需要修改，應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。

（八）整理和編寫技術(shù)文件

技術(shù)文件包括設(shè)計說明書、硬件原理圖、安裝接線圖、電氣元件明細(xì)表、PLC程序以及使用說明書等。