PLC控制系统的硬件设计
plc控制系统设计
B地启动
1
小车前进
B点行程开关闭合
2
启动2S定时
2S定时到
3
小车后退
A点行程开关闭合
4
启动5S定时
5S定时到
4 、SFC转换为梯形图
1)初始（第0）工作步的梯形图
该步的启动条件之一是其它工作步均未 工作。
第1步
第2步
第n步
第0步
当初始步的建立需要一定的条件时, 还
应将各条件的逻辑组合作为启动条件。
2.集中控制系统
上位机
PC
受控对象A 受控对象B 受控对象C
该形式系统构成简单, 相对成本低。一般用于各 受控对象位置比较集中且相互之间有一定联系的
场合。
3.分散控制系统
上位机A
上位机B
PC — A
PC—B
PC—C
受控对象A 受控对象B 受控对象C
该形式系统安全性较高, 便于维护。多用于 大型生产装置或多条流水线的控制。
V1、V2.V3均关闭，搅拌器
液体A
V1
不工作。 控制要求：按启动按钮后，
液体B
V2
V1打开，充液体A；充至I
位 H后，V1关闭，V2打开
，充液 I体B；充至H位后
，V2关闭，
L
搅拌器启动，搅拌6秒；搅 拌停止后，开V3阀排放，排 放至L位2秒后，关闭V3，
V3 M
按开停始止下按循钮环后。, 系统不立即停止工作, 须待一个循环
其它设备电源
采用UPS备用电源:
220VAC
总 电 源
UPS 控制器电源 I/O电源
其它设备电源 隔离变压器
双路供电:
双
A路 AA
路 切
PLC的控制系统设计
PLC的控制系统设计PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化领域的控制设备，广泛应用于机械、自动化设备、流水线等系统。
PLC的控制系统设计是指对PLC进行编程和配置，使其能够按照预定逻辑完成控制任务。
1.系统需求分析和规划：在设计PLC控制系统之前，需要充分了解用户对系统的需求和要求，并进行系统规划。
这包括了解系统的输入输出信号、控制逻辑和设备之间的关系等。
2.硬件选型和布局：选择合适的PLC型号和外围设备，并进行布局。
这包括选择PLC的处理器、输入输出模块、通信模块等，并将它们安装在合适的位置。
3.编程设计：根据系统需求和规划，进行PLC的编程设计。
这需要使用相应的编程软件，按照逻辑设计控制程序。
编程涉及到使用逻辑元件、定时器、计数器等来实现控制逻辑。
4.系统联调和调试：在编程设计完成后，需要进行系统联调和调试。
这包括检查各个设备之间的连接是否正确，确保传感器、执行器等设备与PLC连接正常，并进行逻辑调试和参数调整。
5.系统验证和优化：在控制系统设计完成后，需要进行系统验证和优化。
这包括对系统进行测试，检查系统是否满足预定的需求和要求，并根据实际情况进行优化调整，提高系统的性能和可靠性。
在进行PLC的控制系统设计时，需要注意以下几个方面：1.接口设计：PLC的控制系统需要与其他设备或系统进行通信，因此需要考虑系统的接口设计。
这包括选择合适的通信方式、协议和接口标准，并考虑通信的速度、稳定性和可靠性。
2.安全设计：在PLC的控制系统设计中，安全性是一个重要的考虑因素。
需要考虑采取一些安全措施，例如设置密码访问控制、故障诊断和报警功能等，以确保系统的安全性和可靠性。
3.灵活性设计：在PLC的控制系统设计中，需要考虑系统的灵活性和可扩展性。
这意味着在设计中要考虑到未来可能的需求变化，并留有余地进行系统的扩展和升级。
4.性能优化：在控制系统的设计中，需要考虑系统的性能并进行优化。
这包括减少系统响应时间、提高系统的稳定性和可靠性，以及降低能耗等，以满足用户的需求和要求。
PLC控制系统硬件设计说明
PLC控制系统硬件设计说明PLC（Programmable Logic Controller）控制系统是一种常用于工业自动化领域的控制设备，它通过特定的编程语言对输入和输出进行逻辑处理和控制，实现自动化生产和处理过程。
在PLC控制系统中，硬件设计是非常重要的，它关系到系统的可靠性、稳定性以及功能的实现。
本文将对PLC控制系统硬件设计进行详细说明。
首先，在PLC控制系统硬件设计中，核心是选择合适的PLC控制器。
PLC控制器是PLC系统的中央处理器，它负责接收输入信号、进行逻辑运算、控制输出信号等功能。
在选择PLC控制器时，需要考虑以下几个关键因素：1.系统需求：根据实际应用需求确定PLC控制器的性能要求，包括输入输出点数、计算速度、存储容量等。
2.可靠性：选择具有良好可靠性的PLC控制器，能够保证系统的稳定运行和工作寿命。
3.扩展性：考虑到系统可能的扩展和升级需求，选择具有一定扩展能力和模块化设计的PLC控制器。
其次，PLC控制系统的硬件设计还需要考虑输入输出模块的选择。
输入输出模块是与PLC控制器相连接的设备，用于接收或输出信号。
在选择输入输出模块时，需要考虑以下几点：1.输入输出点数：根据实际需求选择合适的输入输出模块，确保能够满足系统的输入输出要求。
2.通信接口：考虑通信方式和协议，选择与PLC控制器兼容的输入输出模块。
3.扩展性：选择具有一定扩展能力的输入输出模块，以便满足系统的扩展需求。
此外，PLC控制系统的硬件设计还需要考虑电源供应和接线方式。
电源供应是保证PLC控制系统稳定运行的基础，应该保证电源的稳定性和可靠性。
接线方式则需要根据实际工作环境和接线布置来确定，通常采用绝缘型接线盒或者由专门承载PLC控制系统的设备柜提供接线空间。
最后，PLC控制系统的硬件设计还需要考虑各种保护和检测电路的设计。
保护电路用于保护PLC控制系统免受电源波动、短路、过载等故障的影响，可以采取电源电压稳压电路、过流保护电路等设计。
简述可编程控制器控制系统的设计步骤
简述可编程控制器控制系统的设计步骤
可编程控制器（PLC）控制系统的设计步骤如下：
1. 确定系统要求：收集用户对控制系统的功能、性能和可靠性要求，并确定系统的输入、输出和操作模块的类型和数量。
2. 制定硬件配置：根据系统要求，选定PLC主机、I/O模块、
通信模块和其他必要的外围设备。
设计电源系统、信号调理电路及接线等。
3. 确定软件结构：根据系统要求，设计PLC程序的结构，包
括输入和输出模块的配置、逻辑控制、数据处理和通信功能等。
4. 开发PLC程序：根据软件结构，编写PLC程序，包括输入
和输出的连接、逻辑控制的设计、数据处理的算法和通信功能的设置等。
5. 联调测试：将开发好的PLC程序下载到PLC主机中，与实
际的硬件连接起来，进行联调测试。
对输入和输出进行检查，验证系统的功能和性能。
6. 调试和优化：根据联调测试的结果，调试PLC程序并优化
系统的性能。
解决可能出现的问题，确保系统正常运行。
7. 文档编制：编写控制系统的设计文档和用户手册，包括系统框图、PLC程序说明、操作说明和维护手册等。
8. 安装和调试：按照设计文档和用户手册，进行控制系统的安装和调试。
确保系统按照设计要求进行安装，并满足用户的需求。
9. 系统运行和维护：控制系统正常运行后，进行系统的运行和维护工作。
定期检查系统的运行状态，及时处理故障，保证系统的可靠性和稳定性。
以上是可编程控制器控制系统设计的一般步骤，具体的设计步骤和流程可能会根据不同的项目和要求有所差异。
PLC系统方案设计
引言概述：PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的设备。
PLC系统方案设计是通过合理地选择和配置PLC设备和相关组件，以实现工业自动化生产线的控制和监控。
本文将详细介绍PLC 系统方案设计的重要性以及设计过程中需要考虑的关键因素。
正文内容：1.需求分析1.1定义控制系统的功能需求1.2确定系统的输入和输出设备1.3分析控制逻辑和操作流程1.4研究系统的扩展需求1.5确定系统的性能指标2.硬件选择2.1选择合适的PLC设备2.2确定IO模块的数量和类型2.3选择适当的传感器和执行器2.4考虑电气设计和布线需求2.5考虑网络通信需求3.编程设计3.1确定程序的功能模块3.2制定程序的框架和结构3.3编写程序的逻辑代码3.4进行单元测试和调试3.5优化程序的性能和可靠性4.界面设计4.1确定用户界面的需求4.2设计界面的布局和样式4.3添加合适的控件和图形元素4.4完善界面的交互和反馈机制4.5进行用户界面的测试和调整5.测试和调试5.1确定测试方案和测试用例5.2进行系统的功能测试5.3进行系统的性能测试5.4进行系统的可靠性测试5.5对系统进行调试和优化总结：PLC系统方案设计是一个复杂而关键的过程，需要考虑多个因素来确保系统的稳定性、可靠性和性能。
通过进行需求分析、硬件选择、编程设计、界面设计以及测试和调试，可以制定出适合特定工业自动化场景的PLC系统方案。
正确的方案设计能够提高生产线的效率，减少故障率，提高产品质量，降低生产成本，从而使企业在市场竞争中处于有利位置。
因此，在进行PLC系统方案设计时，需要充分考虑每个环节的要求，并依据实际情况进行合理的决策。
PLC控制系统硬件设计
5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
一、控制系统的设计步骤 7）联机调试
联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机 调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备 、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和 程序作调整。通常只需修改部份程序即可。
全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作 正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序 丢失。 8）整理和编写技术文件
减少输入点数方法
合并输入
将某些功能相同的开关量输入设备合并输入。如果是几个常闭触点，则 串联输入；如果是几个常开触点，则并联输入。
某些输入设备可不进PLC
有些输入信号功能简单、 涉及面很窄，有时就没有必要 作为PLC的输入，将它们放在 外部电路中同样可以满足要求。
29
5.3 PLC输入/输出电路设计
2
5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
一、控制系统的设计步骤
1）分析被控对象并提出控制要求 详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控
对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系 统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。 2）确定输入／输出设备
根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备 （如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和 输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执 行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确 定PLC的I/O点数。
小范围较宽、导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但 动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不超过1HZ）、寿命 较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合。
对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输出，它们 属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只 能用于直流负载。
设计一个PLC控制系统以下七个步骤
设计一个PLC控制系统以下七个步骤第一步：需求分析需求分析是PLC控制系统设计的第一步。
在这一步中，需求分析师与客户一起讨论并确定要控制的设备的功能要求、性能要求和安全要求等。
通过与客户的沟通，需求分析师能够充分了解客户的需求和期望，为后续的设计和实施提供指导。
第二步：系统设计系统设计是PLC控制系统设计的核心环节。
在这一步中，设计师将根据需求分析的结果确定PLC的类型、输入输出模块的数量和类型，以及其他必要的硬件设备和软件组件。
同时，设计师还需要设计PLC的控制逻辑、控制算法和界面设计等。
设计师需要综合考虑系统的性能、可靠性、灵活性和可维护性等因素，以确保设计的PLC控制系统能够满足客户的需求。
第三步：硬件选型和采购在系统设计完成后，需要进行硬件选型和采购。
根据系统设计的要求，设计师需要选择和采购适合的PLC型号、输入输出模块、传感器、执行器等硬件设备。
在选型和采购的过程中，设计师需要综合考虑硬件设备的性能、价格和可靠性等因素，并确保所选设备与系统设计的要求相匹配。
第四步：编程和调试编程和调试是PLC控制系统设计的关键步骤。
在这一步中，设计师需要编写PLC的控制程序，并进行系统的调试和测试。
在编程的过程中，设计师需要根据系统需求和设计的逻辑进行程序的开发和调试。
通过现场调试和测试，设计师能够确保PLC控制系统的正常运行和稳定性。
第五步：系统集成和安装系统集成和安装是PLC控制系统设计的重要环节。
在这一步中，设计师需要将硬件设备和软件程序进行整合，并进行系统的集成和安装。
在安装过程中，设计师需要按照设计的要求进行正确的接线和布线等工作。
通过系统的集成和安装，设计师能够完成PLC控制系统的组装和调试工作。
第六步：运行和维护运行和维护是PLC控制系统的重要阶段。
在这一步中，设计师需要进行系统的运行和维护。
在运行过程中，设计师需要监控系统的运行状态，并进行故障诊断和维修等工作。
通过系统的运行和维护，设计师能够确保PLC控制系统的正常运行和稳定性。
PLC控制系统的硬件设计和软件设计
PLC控制系统的硬件设计和软件设计plc控制系统设计包括硬件设计和软件设计。
1.PLC控制系统的硬件设计硬件设计是PLC控制系统的至关重要的一个环节，这关系着PLC控制系统运行的可靠性、安全性、稳定性。
主要包括输入和输出电路两部分。
(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(如电源滤波器、1：1隔离变压器等);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。
PLC输入电路电源一般应采用DC24V,同时其带负载时要注意容量，并作好防短路措施，这对系统供电安全和PLC 安全至关重要，因为该电源的过载或短路都将影响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适宜的熔丝，防止短路。
(2)PLC控制系统的输出电路设计。
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结束应采用晶体管输出，它适应于高频动作，并且响应时间短;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。
如果PLC输出带电磁线圈等感性负载，负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击，为此，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，可有效保护PLC。
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。
对于两个重要输出量，不仅在PLC内部互锁，建议在PLC外部也开展硬件上的互锁，以加强PLC系统运行的安全性、可靠性。
对于常见的AC220V交流开关类负载，例如交流接触器、电磁阀等，应该通过DC24V微小型中间继电器驱动，防止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。
PLC课程设计自动加料的PLC控制系统设计
软件设计注意 事项：确保程 序的稳定性、 安全性和可维 护性，以及与 硬件的兼容性。
PLC控制系统的通信设计
通信协议：选择合适的通信协议，如Modbus、Profibus等 通信接口：确定PLC与上位机、传感器等设备的通信接口，如RS232、RS485等 通信速率：根据系统需求选择合适的通信速率，如9600bps、19200bps等 通信距离：考虑通信距离，选择合适的通信介质，如双绞线、光纤等
等。
自动加料系统的基本原理
自动加料系统主要由PLC控制器、传感器、 执行器等组成
传感器检测物料的存量，并将信号传递给 PLC控制器
PLC控制器根据预设的加料程序，控制执 行器进行加料操作
执行器根据PLC控制器的指令，进行加料 操作，实现物料的自动补充
自动加料系统可以保证物料的连续供应， 提高生产效率，减少人工操作
安全性：确保 PLC控制系统 和自动加料系 统的安全性， 避免出现安全
事故。
准确性：确保 PLC控制系统 和自动加料系 统的准确性， 避免出现误差
或错误。
可维护性：确 保PLC控制系 统和自动加料 系统的可维护 性，便于进行 维护和维修。
兼容性：确保 PLC控制系统 和自动加料系 统的兼容性， 便于与其他设 备或系统进行 连接和通信。
案例二：某化工厂的自动加料系统与PLC控制系统的集成案 例
化工厂背景：某大型化工厂，生产多种化工产品
自动加料系统：采用PLC控制系统，实现自动加料
PLC控制系统：采用Siemens S7-1200 PLC，实现对自动加料系统的 控制
集成效果：提高了生产效率，降低了人工成本，提高了产品质量
案例三：某食品加工厂的自动加料系统与PLC控制系统的集 成案例
PLC的控制系统设计
PLC的控制系统设计PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制的计算机硬件设备，它可以通过编程来自动控制机械设备或生产过程，广泛应用于制造业、自动化工程和建筑领域等。
1.确定系统需求：首先需要明确所需的控制功能和性能指标。
这包括控制的精度要求、输出信号类型和数量、输入信号类型和数量、通信接口要求、安全要求等。
只有明确了需求，才能更好地进行系统设计。
2.确定逻辑结构：PLC的控制系统需要根据具体的工业过程或设备的逻辑关系来设计合适的控制逻辑结构。
通过分析输入信号和输出信号之间的逻辑关系，确定适当的控制算法和指令。
3.编写程序：根据确定的逻辑结构，编写PLC的程序。
PLC控制程序主要包括输入信号采集、信号处理、控制算法、输出信号控制等。
4.选择合适的输入输出设备：根据系统需求和控制逻辑的要求，选择合适的输入输出设备。
输入设备可以包括传感器、开关、按钮等，输出设备可以包括电磁阀、电机、显示屏等。
根据不同的应用需求，选择适当的设备类型和规格。
5.进行系统集成：将PLC系统与其他设备进行连接和集成。
通过合适的通信接口和协议，实现与其他设备的数据交换和控制。
6.调试和优化：在完成系统集成后，进行系统的调试和优化。
通过模拟各种操作和异常情况，检查系统的性能和稳定性。
根据实际应用情况，对系统进行调整和优化，以达到最佳的控制效果。
在PLC控制系统设计过程中，需要充分考虑安全性、稳定性、可靠性和可扩展性等因素。
合理的设计可以提高系统的运行效率和生产效益，降低故障率和维护成本。
总结起来，PLC的控制系统设计是一个综合性的工程项目，需要从需求确定、逻辑结构设计、程序编写、设备选择、系统集成、调试优化等多个方面进行考虑和实施。
不同的应用场景和需求需要采用不同的设计方法和技术手段，以达到满足实际应用需求的控制效果和性能要求。
基于PLC的电机控制系统设计
基于PLC的电机控制系统设计自动化控制技术的革新随着工业自动化的发展，电机控制系统在各个领域的应用日益广泛。
基于PLC（可编程逻辑控制器）的电机控制系统设计应运而生，为电机控制提供了智能化、自动化的解决方案。
本文将详细介绍基于PLC的电机控制系统设计的原理、方法和实际应用，以期为自动化控制技术的革新提供有益的参考。
首先，我们需要了解PLC的基本概念。
PLC是一种可编程逻辑控制器，具有高度可靠性、灵活性和可扩展性。
它可以根据用户的编程逻辑对输入信号进行处理，并输出控制信号，实现对设备的自动控制。
在电机控制系统设计中，PLC可以实现对电机的精确控制，提高控制效率和准确性。
基于PLC的电机控制系统设计主要包括以下几个部分：1. 系统硬件设计：硬件设计是PLC控制系统的基础。
在硬件设计中，需要选择合适的PLC型号、输入输出模块、电源模块等，以满足系统的功能和性能要求。
此外，还需要考虑系统的抗干扰能力，确保在复杂的电磁环境中稳定工作。
2. 系统软件设计：软件设计是PLC控制系统的核心。
在软件设计中，需要编写PLC的梯形图程序，实现对电机的控制逻辑。
梯形图程序应能够根据输入信号的变化，自动调整电机的运行状态，实现电机的精确控制。
3. 系统集成与调试：系统集成是将PLC控制系统与其他设备（如电机、传感器等）相结合的过程。
在系统集成中，需要确保PLC控制系统与其他设施的正常通信和数据交换。
调试则是确保PLC控制系统按照预期工作，包括功能测试、性能测试等。
在实际应用中，基于PLC的电机控制系统具有以下优势：1. 高度可靠性：PLC具有高度可靠性，能够在恶劣的环境下稳定工作，确保电机控制系统的正常运行。
2. 灵活性：PLC控制系统易于编程和修改，可以根据实际控制需求调整控制策略。
3. 可扩展性：PLC控制系统具有良好的可扩展性，可以随时增加或减少控制功能，适应不断变化的控制需求。
4. 易于维护：PLC控制系统采用模块化设计，故障诊断和维护方便，降低了系统的维护成本。
plc控制系统的系统设计方案
plc控制系统的系统设计方案PLC控制系统的系统设计方案主要包括以下几个方面：1. 系统结构设计：确定PLC控制系统的整体结构，包括主控单元、输入输出模块、执行机构等组成部分的选择和连接方式，确保系统的稳定性和可靠性。
2. 硬件设计：根据系统需求和控制要求，选择合适的PLC控制器和相关的输入输出模块，并按照系统结构设计确定它们的安装位置和连接方式，同时考虑传感器、执行器等外围设备的连接和配套。
3. 软件设计：根据系统的控制逻辑和功能要求，设计PLC的程序控制逻辑，包括输入输出信号的采集和处理，控制策略的制定和执行，报警和故障处理等功能，并进行编程和调试，确保系统的稳定运行。
4. 人机界面设计：根据用户的操作习惯和控制要求，设计人机界面，包括显示界面、操作界面和报警界面等，以便用户能够方便地监控和操作系统，及时获取系统状态和处理信息。
5. 通信设计：根据系统的需要，选择合适的通信方式，如以太网、RS485等，设计PLC与其他设备之间的通信协议和接口，实现PLC与上位机、下位机、仪器仪表等设备的联网通信，进行数据传输和控制命令的交互。
6. 安全设计：确保PLC控制系统的安全运行，包括设定合理的权限管理和访问控制策略，保护系统的数据安全和程序的完整性，防止非法操作和恶意攻击。
7. 故障诊断与维护设计：设计合适的故障诊断和维护策略，包括监测和记录系统的运行状态和故障信息，及时报警和采取措施，同时设定合理的维护周期和维护计划，保障系统的稳定运行和长期可靠性。
8. 成本效益评估：根据系统需求和投资预算，对PLC控制系统的设计方案进行成本和效益的评估，包括硬件设备、软件编程、安装调试和维护等方面，综合考虑成本和效益的平衡，以实现最佳的设计方案。
基于PLC的工业控制系统的设计与实现
基于PLC的工业控制系统的设计与实现一、本文概述在当前工业化生产日益智能化、自动化的背景下，设计与实现一套基于可编程逻辑控制器（PLC）的工业控制系统具有重要的实践意义和理论价值。
本文旨在全面探讨基于PLC的工业控制系统的设计原理、关键技术及其实际应用过程。
研究工作首先从梳理PLC的基本原理和功能特性入手，深入剖析其在控制领域中的核心地位，以及如何适应不同工业环境下的复杂控制需求。
本文系统地阐述了工业控制系统的设计思路，涵盖了系统架构设计、硬件选型配置、软件编程策略以及网络通信技术等方面。
在设计阶段，我们将详细介绍如何结合生产工艺流程，利用PLC的模块化和灵活性优势构建可靠且高效的控制方案。
在实现环节，将进一步探讨如何通过梯形图、结构文本等编程语言实现控制逻辑，并采用先进的故障诊断与安全防护措施确保系统的稳定运行。
全文将以具体的实际案例为依托，展示基于PLC的工业控制系统从设计规划到实施调试的全过程，旨在为相关领域的工程技术人员提供一套完整的、具有指导意义的设计方法和实践经验。
同时，通过对现有技术的总结和展望，本文还将对PLC在工业0及智能制造背景下的发展趋势和挑战进行探讨，以期推动我国工业自动化水平的不断提二、技术概述在进入基于PLC的工业控制系统的设计与实现之前，首先需要了解一些关键技术。
PLC，即可编程逻辑控制器，是一种广泛应用于工业控制系统中的数字化运算控制器。
它采用一类可编程的存储器，用于存储指令，执行逻辑运算，顺序控制，定时、计数和算术操作等面向用户的指令。
本节将重点概述PLC技术、工业控制系统设计的基本原则以及实现这些系统时常用的技术。
可靠性高：PLC采用了一系列的硬件和软件抗干扰措施，能在恶劣环境下稳定运行。
灵活性强：通过改变编程，PLC能适应不同的控制要求，具有良好的灵活性和扩展性。
需求导向：系统设计应以实际工业需求为出发点，确保系统功能满足生产需求。
经济高效：在满足功能需求的前提下，尽可能降低成本，提高系统效率。
S7-1200 PLC应用基础课件第7章 PLC控制系统设计与调试
7.1.1 PLC控制系统设计的原则与内容
2. 设计内容
1）拟订控制系统设计的技术条件 技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整 个设计的依据。 2）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构。 3）选定PLC的型号。 4）原理设计 设计工艺设备布置图、电气原理图、编制材料清单等。 5）编写软件规格说明书，用相应的编程语言进行程序设计。 6）人机界面的设计。 7）工艺设计 设计元件布置图、安装接线图、控制台（柜）等。 8）编制整理技术文件 整理完整的技术文件，编写使用、维护说明书。
7.2.4 分配输入/输出点
1. 输入点的简化
（1）合并输入 如果某些信号的逻辑关系总是以“串联”或“并联”的方式整体 出现，这样可以在信号接入输入点前，按“串联”或“并联”的逻辑关系接好线 ，再接到输入点。 （2）分时分组输入 （3）采用拨码开关 （4）减少多余信号的输入 如果通过PLC程序就可判定输入信号的状态，则可以减 少一些多余信号的输入。 （5）某些输入设备可不进PLC 有些输入信号功能简单、涉及面很窄，将它们放在 外部电路中同样可以满足要求，就没有必要作为PLC的输入。
7.2.5 输出点的保护
在带感性负载时，要抑制关闭电源时电压的升高，可以采用下面的方法来设计合 适的抑制电路。设计的有效性取决于实际的应用，所以必须根据实际调整参数， 以保证所有的器件参数与实际应用相符合。 1. 晶体管输出的保护 对于大电感或频繁开关的感性负载可以使用外部二极管或齐纳二极管来保护内部 电路。如图7-1和图7-2所示。
plc控制系统设计的内容和步骤
PLC控制系统设计的内容和步骤1.引言在工业自动化领域中，P LC（可编程逻辑控制器）被广泛应用于各种控制系统中，它可以对工业生产过程进行自动化控制。
设计一个高效且可靠的P LC控制系统是确保生产线正常运行的重要环节。
本文将讨论PL C控制系统设计所涵盖的内容和步骤。
2.设计前准备在进行P LC控制系统设计之前，我们需要进行一系列的准备工作，包括但不限于：-了解所需控制系统的工作原理和功能需求。
-完成相关的系统需求规格说明书（S RS）。
-确定系统的输入和输出设备，如传感器、执行器等。
-确定P LC软件和硬件的选择。
3. PL C硬件设计P L C硬件设计是PL C控制系统设计的重要组成部分，它的主要内容包括：-确定P LC的型号和规格，根据实际需求选择合适的P LC设备。
-确定信号输入和输出的电压等级，并设计相应的电路连接。
-配置和调试PL C的模块，如输入模块、输出模块、通信模块等。
-进行P LC的布线和连接，确保各个模块之间的良好通信。
4. PL C软件设计P L C软件设计是PL C控制系统设计的核心部分，它的主要内容包括：-根据系统需求规格说明书，进行逻辑设计和功能分解。
-使用逻辑编程语言（如LD、S T、FB D等），根据功能需求编写程序。
-进行程序的调试和测试，确保程序的正确性和可靠性。
-配置和调试人机界面（HM I），为操作人员提供友好的界面。
5. PL C控制策略设计P L C控制策略设计是P LC控制系统设计的关键环节，它的主要内容包括：-确定控制策略的类型，如顺序控制、循环控制、比例控制等。
-设计程序的执行流程，包括条件判断、循环控制等。
-根据系统需求规格说明书，设计报警逻辑和异常处理策略。
-结合实际情况进行程序的优化和改进，提升控制系统的性能和稳定性。
6.安全控制设计在P LC控制系统设计中，安全性是必不可少的考虑因素。
安全控制设计的内容包括：-确定安全控制的需求和指标，如紧急停止、安全间距控制等。
plc控制系统的组成设计原则及步骤
plc控制系统的组成设计原则及步骤PLC（可编程逻辑控制器）控制系统的组成设计原则及步骤分为以下几个方面：一、设计原则：1.可靠性原则：PLC控制系统设计的首要原则是确保系统的可靠性。
系统组成部分应当经过充分的测试和验证，以确保其在使用过程中不会发生故障或产生错误。
此外，系统应具备故障检测和容错措施，保证系统能够及时发现问题并采取措施予以解决。
2.灵活性原则：PLC控制系统应尽可能灵活，能够适应不同的工作条件和需求。
系统的设计应考虑到未来可能的变化和扩展，以便能够方便地进行修改和升级。
此外，系统应提供一定程度的人机交互功能，使得操作员能够方便地进行系统配置和调试。
3.安全性原则：PLC控制系统的设计应具备一定的安全性保障措施，以防止由于系统故障或操作错误引发事故。
系统设计时应采取相应的措施，如设置限制条件和报警装置，对危险状态进行监测和判断，并及时采取相应的控制措施。
此外，系统应具备防火、防爆、防腐等特性，以适应各类工业环境的要求。
4.可维护性原则：PLC控制系统应设计成具备一定的可维护性，以便能够方便地进行维护和排障工作。
系统的组成部分应当模块化设计，以便能够方便地进行单元的更换和维修。
此外，系统应提供相应的故障自诊断和故障定位功能，以缩短故障处理的时间。
二、设计步骤：1.系统需求分析：首先需要对控制系统的需求进行分析和明确。
包括对控制对象、工作条件、功能需求、性能要求、安全要求等方面进行分析和调研。
通过需求分析，确定控制系统的基本要求和设计参数。
2.系统结构设计：根据需求分析的结果，设计出控制系统的总体结构。
包括确定系统的层次结构、通信结构、数据传输方式、数据处理方式等。
通过系统结构的设计，确定控制系统的整体框架和组成部分。
3.硬件选择与设计：根据系统结构设计的结果，选择和设计系统的硬件部分。
包括选择PLC型号、扩展模块、传感器和执行器等硬件设备。
根据系统的性能要求和工作条件，进行硬件的选择和设计。
plc控制系统方案设计步骤
PLC控制系统方案设计步骤PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于控制自动化系统的计算机控制器。
它可以通过编程来实现对各种工业设备和系统的逻辑控制。
在设计PLC控制系统的方案时，需要经过一系列的步骤来确保系统的有效运行和规范的操作。
步骤一：需求分析在设计PLC控制系统方案之前，首先需要进行需求分析。
这包括了对系统运行所需的功能、性能要求、可行性分析等的评估和确定。
在这一步骤中，需要与客户和相关利益相关方进行沟通和交流，以了解他们的期望和要求。
同时，也要对现有设备和系统的状况进行评估，以确定所需要的控制功能。
步骤二：系统设计在需求分析的基础上，进行系统设计是接下来的关键步骤。
在这一步骤中，需要确定PLC控制系统的基本组成和工作原理。
根据需求分析的结果，设计相应的控制逻辑和算法。
同时，还要考虑系统的可扩展性、可靠性和安全性等方面的因素。
设计PLC控制逻辑设计PLC控制逻辑是系统设计的核心任务之一。
在这一步骤中，需要确定系统的输入和输出，以及相应的逻辑关系和操作规程。
可以使用流程图、状态图和时序图等工具来描述和设计控制逻辑。
同时，还要对不同情况下的异常处理和故障恢复进行考虑。
硬件选型和布局设计在系统设计的同时，还需要进行硬件选型和布局设计。
根据需求分析的结果，选择适合系统要求的PLC设备、传感器、执行器等硬件组件。
在布局设计中，需要考虑到硬件之间的连接和布置，以及与其他设备的接口和联动。
步骤三：软件编程在系统设计完成后，需要对PLC控制系统进行软件编程。
根据设计的控制逻辑，利用相应的编程语言（如LD、FBD、ST等）实现所需的功能和操作规程。
在软件编程过程中，需要进行模块化设计和代码优化，以提高系统的可读性和可维护性。
步骤四：系统调试与测试完成软件编程后，即进入系统调试与测试阶段。
在这一阶段中，需要对PLC控制系统进行功能测试、性能测试和安全性测试等。
通过对系统的实际运行和实验数据的分析，可以评估系统的运行效果和满足程度。
PLC控制系统设计步骤_设计实例
PLC控制系统设计步骤_设计实例PLC（可编程逻辑控制器）控制系统是工业自动化中常用的控制技术之一，用于对工业设备和过程进行自动化控制。
PLC控制系统设计步骤主要包括需求分析、硬件设计、软件编程、测试和调试等环节。
下面将详细介绍PLC控制系统设计步骤，并给出一个设计实例。
1.需求分析在PLC控制系统设计前，我们首先需要进行需求分析。
这包括确定系统的功能需求、性能需求和特殊要求等。
例如，我们可能需要控制一个自动包装机，需求可能包括控制机械手的运动、监测传感器信号、实现自动物料进料等功能。
2.硬件设计在进行硬件设计之前，我们需要确定PLC的类型和规格。
根据需求分析的结果和实际应用场景，选择合适的PLC型号，并确定所需的输入输出（I/O）点数和通信接口等。
在硬件设计过程中，需要选择和配置适当的传感器、执行器、电源、连接器等设备，并进行布置和布线。
3.软件编程4.测试和调试5.系统部署和维护在完成测试和调试后，我们可以将PLC控制系统投入实际应用中。
在系统部署过程中，我们需要将PLC安装到设备或机柜中，并与其他设备进行连接和集成。
同时，我们还需要进行系统文档化、培训和备份等工作，以便后续的维护和升级。
接下来，我们将以一个简单的物料输送系统为例，说明PLC控制系统设计步骤。
假设我们需要设计一个物料输送系统，实现自动化的物料输送和分拣功能。
系统包括一个传送带、传感器检测装置和执行机构，其主要功能包括根据传感器信号控制传送带的启停和速度调节、将物料分拣到不同的出口等。
1.在需求分析阶段，我们确定了系统的功能需求和性能要求，并分析了系统实现的过程和约束条件。
2.在硬件设计过程中，我们选择了一款具有足够的输入输出点数和通信接口的PLC型号，并选择适当的传感器和执行器等设备。
3. 在软件编程阶段，我们使用Ladder Diagram编写了PLC程序，根据传感器信号对传送带进行控制，实现物料的自动输送和分拣。
4.完成软件编程后，我们进行了测试和调试。
plc控制系统设计的一般步骤
plc控制系统设计的一般步骤
PLC（可编程逻辑控制器）控制系统设计的一般步骤如下：
1. 系统需求分析：明确控制系统的功能需求、性能要求、安全要求等，并了解控制对象和环境特点。
2. 硬件选型：根据需求分析，选择合适的PLC型号和模块，确定系统的输入输出数量和种类，并选择适当的传感器、执行器和其他配件。
3. 输入输出设计：根据需求确定输入输出信号的类型、数量和布置，包括传感器接口、执行器接口、信号模拟/数字转换等。
4. 控制逻辑设计：根据需求和控制逻辑，设计PLC程序的模块结构、逻辑图和程序框图等，包括输入信号的检测和处理、控制算法的实现、输出信号的生成等。
5. 编程实现：使用PLC编程软件，将控制逻辑设计翻译成PLC程序，并进行测试、调试和优化。
6. 系统集成：将PLC和其他设备进行连接和集成，包括传感器、执行器、人机界面、数据通信等。
7. 系统调试：进行系统的功能测试、输入输出信号的校准、控制算法的调优，确保控制系统的稳定性和准确性。
8. 运行与维护：将控制系统投入运行，并定期进行维护和故障排除，保证系统的可靠性和稳定性。
9. 完善文档：编制相关文档，包括硬件设计文档、软件设计文档、用户手册等，供后续维护和改进参考。
需要注意的是，PLC控制系统设计的具体步骤可能因项目需求、规模和复杂性而有所差异。
设计过程中，应密切与客户、工程团队和供应商进行合作和沟通，确保设计方案的正确性和可靠性。
PLC的控制系统设计
案例五：智能家居的自动控制
总结词
实现家居设备的智能化控制和管理，提高居住的舒适度 和便捷性。
详细描述
利用PLC技术对智能家居系统进行自动化控制和管理。 PLC控制系统可以与各种家居设备进行连接和控制，实 现家居设备的智能化管理和自动化运行。例如，系统可 以根据室内温度和湿度自动调节空调和加湿器的运行状 态，根据室内光线强度自动调节窗帘的开合程度等。同 时，系统还可以对家居安全进行实时监测和预警，提高 居住的舒适度和便捷性。
案例四：电梯的自动控制
总结词
提高电梯的运行效率和安全性，提升乘客的 乘坐体验。
详细描述
通过PLC技术对电梯的运行进行自动化控制 。PLC控制系统可以根据乘客的需求和电梯 的运行状态，自动调整电梯的运行速度和停 靠楼层，提高电梯的运行效率和安全性。同 时，系统还可以对电梯的运行状态进行实时 监测和预警，及时处理故障和异常情况，确
PLC的控制系统设计
目录
• PLC基础知识 • PLC控制系统设计 • PLC控制系统的实现 • PLC控制系统的应用案例
01
PLC基础知识
PLC的定义与特点
总结词
PLC是可编程逻辑控制器的简称，是一种专门用于工业控制的计算机系统。
详细描述
PLC采用可编程的存储器，用于执行顺序控制、逻辑运算、计数、定时、算术运算等操作指令，并通过数字或模 拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、通用性强、编程简单、维护 方便等优点。
维护
定期对PLC控制系统进行检查、保养 和维修，及时发现并处理潜在问题， 延长系统使用寿命。
控制系统的故障诊断与排除
诊断
当PLC控制系统出现故障时，能够快速准确地诊断故障原因 。
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
一、控制系统的设计步骤
5）程序设计 程序设计：1）控制程序；2）初始化程序；3）检测、故障
诊断和显示等程序；4）保护和连锁程序。 模拟调试：根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件
减少输入点数方法
合并输入
将某些功能相同的开关量输入设备合并输入。如果是几个常闭触点， 则串联输入；如果是几个常开触点，则并联输入。
某些输入设备可不进PLC
有些输入信号功能简单、 涉及面很窄，有时就没有必要 作为PLC的输入，将它们放在 外部电路中同样可以满足要求。
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5.3 PLC输入/输出电路设计
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
3、I/O模块的选择
开关量输入模块的选择
2）输入接线方式 主要有汇点式和分组式两种接线方式
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
3、I/O模块的选择
开关量输入模块的选择
3）注意同时接通的输入点数量 对于选用高密度的输入模块(如30点、40点等)，应考虑该模块同
3）应保证输入信号的宽 度要大于Y0、Y1、Y2轮 流导通一遍的时间
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5.3 PLC输入/输出电路设计
减少输入点数方法
组合输入 对于不会同时接通的输入信号，可采用组合编码的方式输入。
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5.3 PLC输入/输出电路设计
减少输入点数方法
输入设备多功能化 例如
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5.3 PLC输入/输出电路设计
在满足系统控制要求的前提下，合理使用I/O点数，尽量减 少所需的I/O点数是很有意义的。
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5.3 PLC输入/输出电路设计
减少输入点数方法
分组输入
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5.3 PLC输入/输出电路设计
减少输入点数方法
矩阵输入
1）矩阵输入方法需要硬 件与软件相配合来完成
2）由于矩阵输入的输入 信号为一系列断续的脉 冲信号。
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
一、控制系统的设计步骤
3）选择PLC PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的
选择。 4）分配I/O点并设计PLC外围硬件线路
分配I/O点：画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图 或对应关系表。
PLC外围硬件线路：画出系统其它部分的电气线路图， 包括主电路和未进入PLC的控制电路等。
在I／O点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加20％~30％的 裕量。
存储容量(字节)＝开关量I/O点数×10 ＋ 模拟量I/O通道数×100 存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
5、其他的选择
（1）性价比 （2）系列产品 （3）售后服务
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3、I/O模块的选择
特殊功能模块的选择
PLC厂家相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块， 有的还推出了自带CPU的智能型I/O模块，如高速计数器、 凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
3、I/O模块的选择
电源模块及其它外设的选择
1）电源模块的选择 电源模块选择仅对于模块式结构的PLC而言，对于整体式PLC不
时接通的点数一般不要超过输入点数的60％。 4）输入门槛电平 门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅
PLC说明书。
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
3、I/O模块的选择
开关量输出模块的选择
1）输出方式
开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方
式： 继电器输出：价格便宜，可以驱动交、直流负载，适用的电压大
1、分析被控对象、明确控制要求 2、制定电气控制方案 3、确定输入/输出设备及信号特点 4、选择可编程控制器 5、分配输入/输出点地址 6、设计电气线路 7、设计控制程序 8、调试（包括模拟调试和联机调试） 9、技术文件整理
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
一、控制系统的设计步骤
1）分析被控对象并提出控制要求 详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控
典 型 模 拟 量 I/O 模 块 的 量 程 为 - 1 0 V~+10V、0~+10V、 4~20mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转 换精度等因素。
一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直 接接收低电平信号（如RTD、热电偶等信号）。
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
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5.3 PLC输入/输出电路设计
1、输入电路的设计
1）根据输入信号类型合理选择输入模块 2）输入元件的接线方式 3）减少输入点的方法
PLC在实际应用中常碰到这样两个问题： （1）PLC的I/O点数不够，需要扩展，然而增加I/O点数将提 高成本； （2）是已选定的PLC可扩展的I/O点数有限，无法再增加。
9ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
2、指令系统的选择
1）总指令数 2）指令种类 3）表达方式 4）编程工具
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
3、I/O模块的选择
开关量输入模块的选择
1）输入信号的类型及电压等级 有直流输入、交流输入和交流／直流输入三种类型。选择时主要
根据现场输入信号和周围环境因素等。 直流输入模块的延迟时间较短，还可以直接与接近开关、光电开
统 构 成 级 别 、 系 统 联 网 情 况 、 网 上 PLC 站 数 、 每 个 PLC 站 上 CPU单元和扩展单元构成情况、每个PLC中各模块构成情况。 2）模块统计表
便于了解整个系统硬件设备状况和硬件设备投资计算，包 括：模块名称、模块类型、模块订货号、所需模块个数等。 3）I/O地址分配表 4）I/O硬件接线图
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5.2 系统硬件的设计方案
2、系统硬件设计依据
系统硬件设计必须根据控制对象的要求决定，包括 控制对象的工艺要求、设备状况、控制功能、I/O点数和 种类，以构成比较先进的控制系统。
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5.2 系统硬件的设计方案
3、系统硬件设计文件
1）系统硬件配置图 系统硬件配置图完整地给出整个系统硬件组成，包括：系
模拟法和软件模拟法两种形式。 6）硬件实施
设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图； 设计系统各部分之间的电气互连图； 根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。 由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的 设计周期可大大缩短。
6
5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
一、控制系统的设计步骤 7）联机调试
5.2 系统硬件的设计方案
1、系统设计的总体方案
控制系统的硬件设计、机型的性能指标和各种功能模块的 选择对于控制系统的设计是非常重要的问题。 1）PLC控制系统的类型
可分为集中控制系统和分布式控制系统。 2）系统的运行方式
四种：自动、半自动、单步、手动方式。 3）系统的停止方式
正常停止、暂时停止、紧急停止三种。
最大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意。
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
3、I/O模块的选择
模拟量I/O模块的选择
模拟量输入（A/D）模块是将现场由传感器检测而产生的连 续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量；
模拟量输出(D/A)模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量 信号输出。
小范围较宽、导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但 动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不超过1HZ）、寿命 较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合。
对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输出，它们 属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只 能用于直流负载。
PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。 2）安装方式的选择
安装方式有集中式、远程I／O式以及多台PLC联网的分布式。 3）相应的功能要求 4）响应速度要求 5）系统可靠性的要求
对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统 6）机型尽量统一
便于备品备件的采购和管理；有利于技术力量的培训和技术水平的提高， 外部设备通用，资源可共享，易于联网通信。
因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济 指标有着重要意义。
PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源 模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
1、可编程控制器的机型选择
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提 下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点： 1）合理的结构型式
PLC控制系统的硬件设计
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
设计以PLC为核心的控制系统，要考虑： 1、设备的正常运行； 2、合理、有效的资金投入； 3、在满足可靠性和经济性的前提下，具有一定的先进性， 能根据生产工艺的变化扩展部分功能。
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5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
一、控制系统的设计步骤
关等电子输入设备连接； 交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境。 开关量输入模块的电压等级有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、
60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。 选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。 一般5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于传输距离较近场合，如5Ｖ输入模块最
远不得超过１０米。距离较远的应选用输入电压等级较高的。