PLC S7-300烟气脱硫控制系统设计
1 引言
在现代烟气脱硫技术中，存在干法、湿法两种脱硫方法；本文所涉及的这套控制系统是基于湿法中的双碱法脱硫技术而制作的。山东菏泽东明石化6#、7#炉所使用的这套脱硫电气控制系统是由笔者自行设计的，设计这套控制系统的目的在于：
(1)方便运行人员的操作，由于现场存在很多零碎的设备：渣浆泵、搅拌机、循环泵、控制阀、灰库等，运行人员要想做到有的放矢、从容不迫就需要一个灵活的操作空间；
(2)plc控制系统的应用减少了这些零碎设备的事故发生率，减少了脱硫运行成本；
(3)实时监控，方便存储记录，达到自动运行和手动相结合的效果。
2 脱硫工艺概述
经过多年研究，国内外目前已开发出200种以上的so2控制技术。这些技术可分为：(1)燃烧前脱硫(如洗煤，微生物脱硫)；(2)燃烧中脱硫(工业型煤固硫、炉内喷钙)；(3)燃烧后脱硫，即烟气脱硫(flue gas desulfurization，fgd)。fgd法是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，是控制酸雨和二氧化硫污染最主要的技术手段。
目前，世界上燃煤电厂烟气脱硫工艺方法很多，这些方法的应用主要取决于锅炉容量、燃烧设备的类型、燃料的种类和含硫量的多少、脱硫效率、脱硫剂的供应条件及电厂的地理位置、副产品的利用等因素。按脱硫的方式和产物的处理形式一般可分为湿法、干法和半干法三大类。
(1)湿法烟气脱硫技术(wfgd技术)
常见的湿法烟气脱硫技术主要有石灰/石灰石—石膏法、双碱法(na-ca)、氧化镁法、海水脱硫法、磷铵肥法等。第一代的fgd以石灰/石灰石湿法为代表，其装置主要安装在美国和日本。在美国，大多数大中型燃煤锅炉所采用的fgd工艺均为湿法，湿法约占fgd总容量的92%。在日本，烟气脱硫技术主要采用湿法和回收法，其中湿法石灰石-石膏法约占总容量的一半。随着技术运用的逐步深入，双碱法脱硫技术得到了广泛的应用，本文主要以双碱法进行介绍。
(2)干法烟气脱硫技术(dfgd技术)
常见的干法烟气脱硫技术，主要包括喷钙循环流化床反应器、炉内喷钙尾部增湿脱硫工艺、电子束照射法、荷电干式吸收剂喷射脱硫法等。其中喷钙循环流化床反应器脱硫技术由于具有适中的脱硫效率，工艺技术较为简单，而得到较为广泛的应用。
该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀小，烟气在净化过程中无明显温降、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散等优点，但存在脱硫效率相对较低、反应速度较慢、脱硫产物较难综合利用等问题。
(3)半干法烟气脱硫技术(sdfgd技术)
常见的半干法烟气脱硫技术主要包括循环悬浮式半干法、喷雾干燥法、循环流化脱硫装置等。其中循环悬浮式半干法烟气脱硫技术较为成熟，应用也较为广泛。
3 工艺介绍
3.1工艺介绍
本工艺先经除尘器除去99.5%以上的烟尘，再进行脱硫。在电除尘器后的引风机后面引出两路烟道，一路接至脱硫系统，一路作为旁路系统，当脱硫系统发生故障时可及时切换至旁路，保证锅炉系统的安全稳定运行。
本方案选用高效钠钙双碱法脱硫技术。该工艺成熟可靠，系统简便，运行稳定，具有“双高双低”的突出优势，即脱硫效率高、系统运行稳定可靠、投资费用低、运行费用低。已在不同规模锅炉烟气脱硫除尘的工业应用中获得巨大成功。
该法使用na2co3或naoh液吸收烟气中的so2，生成hso3-、so32-与so42-，反应方程式如下：
(1)脱硫过程
na2co3+so2→na2so3+co2- (1)
2naoh+so2→na2so3+h2o (2)
na2so3+so2+h2o→2nahso3 (3)
其中：式(1)为启动阶段na2co3溶液吸收so2的反应；
式(2)为再生液ph值较高时(高于9时)，溶液吸收so2的主反应；
式(3)为溶液ph值较低(5~9)时的主反应。
(2)氧化过程(副反应)
na2so3+o2→na2so4(4)
nahso3+o2→nahso4 (5)
(3)再生过程
2nahso3+ca(oh)2→caso3+na2so3+2h2o (6)
na2so3+ca(oh)2→caso3+2naoh(7)
式(6)为第一步再生反应，式(7)为再生至ph＞9以后继续发生的主反应。
在石灰浆(石灰达到过饱和状况)中，nahso3很快跟石灰反应从而释放出[na+]，随后生成的[so32-]又继续跟石灰反应生成caso3而以半水合物形式沉淀下来，从而使[na+]得到再生，吸收液恢复脱硫能力而循环使用。
3.2 湿法脱硫工艺说明
脱硫工艺如图1所示。
图1 脱硫工艺图
整个工艺由四大部分组成：
(1)烟气处理系统：锅炉烟气通过除尘器，经雾化增湿和初步脱硫后进入脱硫塔，在塔内烟气与脱硫液逆流接触传质反应。完成脱硫后的烟气通过塔体上段的高效除雾装置，除去烟气中的雾滴，可有效地防止风机带水。净化后的烟气经过烟囱排放，出脱硫塔的脱硫液进入循环系统。
(2)脱硫液循环系统：包括泵前池、反应池、沉淀池、化灰池、石灰浆储池、循环池等。出脱硫塔的脱硫液流入反应池与加入的石灰反应，钠碱得到再生，再生后的脱硫液在沉淀池中沉淀出固相产物后流入泵前池，再由循环泵打回脱硫塔内继续使用,在反应池和泵前池设置ph自动监控报警系统，根据ph值的变化情况调整系统加入石灰浆液和钠碱液量。
(3)脱硫灰渣处理系统：在化灰池中经化灰处理的石灰浆液流入石灰浆储池，根据ph值的控制要求打入反应池。
(4)脱硫产物处理系统：包括沉淀池、氧化池、压滤机等。沉淀池中的硫酸钙和亚硫酸钙水合物由渣浆泵打入渣浆池，经压滤处理后综合利用，清液则泵回循环池重复使用。
4 控制系统网络结构与控制方式
4.1 系统网络结构
本系统根据该脱硫系统工艺要求和设计要求，采用德国西门子公司的s7-300系列plc 为主控制单元。其实用和维修方便，运行速度快，可靠性高，易于扩展。按“集中管理，分散控制”的原则，采用了分布式结构。该脱硫系统的自动控制系统由主控制室监控、plc就地控制站和现场仪表及电控柜构成二级监控网络。系统结构如图2所示。
图2 系统结构图
控制系统为1台监控计算机，还有1个plc控制主站。通过现场总线将主控制室和plc 就地控制站中相连接，便于监控。并将主控制室的计算机接入以太网，由管理机完成各项管理功能。这样整个自动化监控系统便形成了，从而实现了数据采集、处理、监视及对现场设备进行控制等功能。
4.2 控制方式
该系统中主要工艺设备采用三种控制模式，即就地手动控制、远程plc控制和自动控制。现场的泵类、搅拌机等设备的开关信号、各流程模拟信号(如do、液位、流量等)全部通过plc在上位机上显示。
5 系统控制功能介绍
5.1 设备选型
根据图1所示的工艺流程选取需要的点数。得到：di:24，do:10，ai:6。根据表1所列点数选取plc模块如表所示。
说明：
(1)根据上述点数的描述我们可以对plc及其附属设备进行选取；
(2)每个机架总驱动电流为1.2a，最多可使用0.8a。
5.2 plc系统原理图
现场工作实际状况
如图3所示。
5.3 实现功能简介
plc s7-300在本脱硫控制系统中所实现的功能如下：将两台循环泵(m1、m2)、3台搅拌机(m3、m4、m5)实现了顺序起动，起动顺序为m1→m2→m3→m4→m5,时间间隔为1min，停车时的顺序为m5→m4→m3→m2→m1，时间间隔为30s。程序如图4所示。
图4 电机顺序起、停梯形图
6 结论
plc s7-300在脱硫系统中的成功运用，大大提高了脱硫系统的自动化程度，其可靠性、易维修性的特点极大的减少了运行工人的劳动强度，达到了现代水处理的要求。该系统自正式投入运行以来，控制系统运行稳定，设备工作状况良好，各项指标均达到了设计要求，设备的利用率得到提高，操作人员的工作量和劳动强度大大降低，在一定程度上解决了脱硫系统设备分散、复杂、难以控制的难题，并配合脱硫工艺完成了脱硫目标，达到了预期效果。
（1）根据工艺流程分析控制要求，明确控制任务，拟定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。工艺流程的特点和要求是开发PLC控制系统的主要依据，所以必须详细分析、认真研究，从而明确控制任务和范围。如需要完成的动作（动作时顺、动作条件，相关的保护和联锁等）和应具备的操作方式（手动、自动、连续、单周期，单步等）。 （2）确定所需的用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等），估算PLC的I/O点数；分析控制对象与PLC之间的信号关系，信号性质，根据控制要求的复杂程度，控制精度估算PLC的用户存储器容量。 （3）选择PLC。PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的各项技术、经济指标起着重要的作用，PLC的选择包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。选择PLC的依据是输入输出形式与点数，控制方式与速度、控制精度与分辨率，用户程序容量。 （4）分配、定义PLC的I/O点，绘制I/O连接图。根据选用的PLC所给定的元件地址范围（如输入、输出、辅助继电器、定时器、计数器。数据区等），对控制系统使用的每一个输入、输出信号及内部元件定义专用的信号名和地址，在程序设计中使用哪些内部元件，执行什么功能格都要做到清晰，无误。 （5）PLC控制程序设计。包括设计梯形图、编写语句表、绘制控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常，安全。可靠的关键，因此，控制程序的设计必须经过反复测试。修改，直到满足要求为止。 （6）控制柜（台）设计和现场施工。在进行控制程序设计的同时，可进行硬件配备工作，主要包括强电设备的安装、控制柜（台）的设计与制作、可编程序控制器的安装、输入输出的连接等。在设计继电器控制系统时，必须在控制线路设计完成后，才能进行控制柜（台）设计和现场施工。可见，采用PLC控制系统，可以使软件设计与硬件配备工作平行进行，缩短工程周期。如果需要的话，尚需设计操作台、电气柜、模拟显示盘和非标准电器元部件。 （7）试运行、验收、交付使用，并编制控制系统的技术文件。编制控制系统的技术文件包括说明书、设计说明书和使用说明书、电器图及电器元件明细表等。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，
plc控制系统设计的一般步骤 丰炜PLC说明资料1-PLC系统设计及选型方法 在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，工业现场中的这些自动控制问题，若采用可编程控制器(PLC)可以轻松的解决，PLC已成为解决自动控制问题最有效的工具之一，越来越广泛的应用于工业控制领域中，本文简要叙述了PLC控制系统设计的步骤及PLC的基本选型方法，供大家参考。 一、可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤 （ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求 这是整个系统设计的基础，以后的选型、编程、调试都是以此为目标的。 a ．被控对象就是所要控制的机械、电气设备、生产线或生产过程。 b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和连锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这样可化繁为简，有利于编程和调试。
（ 2 ）确定 I/O 设备 根据被控对象的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器、编码器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀、变频器、伺服、步进等。 （ 3 ）选择合适的 PLC 类型 根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、 I/O 模块的选择、特殊模块、电源模块的选择等。 （ 4 ）分配 I/O 点 分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着就可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。 （ 5 ）编写梯形图程序 根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先
PLC 控制系统设计的基本原则 来源： https://www.doczj.com/doc/9e2961296.html, 任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以 提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC 控制系统时，应遵循以下基本原则： 1. 最大限度地满足被控对象的控制要求 充分发挥PLC 的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC 控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。 2. 保证PLC 控制系统安全可靠 保证PLC 控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC 程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。 3. 力求简单、经济、使用及维修方便 一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。 4. 适应发展的需要
由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。 ［返回 ]
PLC控制系统设计 PLC控制系统设计的一般步骤可以分为以下几步：熟悉控制对象并计算输入/输出设备、PLC选型及确定硬件配置、设计电气原理图、设计控制台（柜）、编制控制程序、程 序调试和编制技术文件。 一、明确控制要求，了解被控对象的生产工艺过程 熟悉控制对象设计工艺布置图这一步是系统设计的基础。首先应详细了解被控对象 的工艺过程和它对控制系统的要求，各种机械、液压、气动、仪表、电气系统之间的关系，系统工作方式（如自动、半自动、手动等），PLC与系统中其他智能装置之间的关系，人 机界面的种类，通信联网的方式，报警的种类与范围，电源停电及紧急情况的处理等等。 此阶段，还要选择用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号指示灯等执行元件），以及由输出设备驱动的控制对象（电动 机、电磁阀等）。 同时，还应确定哪些信号需要输入给PLC，哪些负载由PLC驱动，并分类统计出各输 入量和输出量的性质及数量，是数字量还是模拟量，是直流量还是交流量，以及电压的大小等级，为PLC的选型和硬件配置提供依据。 最后，将控制对象和控制功能进行分类，可按信号用途或按控制区域进行划分，确定检测设备和控制设备的物理位置，分析每一个检测信号和控制信号的形式、功能、规模、 互相之间的关系。信号点确定后，设计出工艺布置图或信号图。 二、PLC控制系统的硬件设计 随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和数量越来越多。近年来，从国外引进的PLC 产品、国内厂家或自行开发的产品已有几十个系列，上百种型号。PLC的品种繁多，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各有不同，使用场合也各有侧重。因 此，合理选择PLC对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要作用。 1、PLC机型的选择 PLC机型的选择应是在满足控制要求的前提下，保证可靠、维护使用方便以及最佳的
设计一个PLC控制系统以下七个步骤 1.系统设计与设备选型 a.分析你所控制的设备或系统。PLC最主要的目的是控制外部系统。这个系统可能是单个机器，机群或一个生产过程。 b.判断一下你所要控制的设备或系统的输入输出点数是否符合可编程控制器的点数要求。（选型要求） c.判断一下你所要控制的设备或系统的复杂程度，分析内存容量是否够。 2.I/O赋值（分配输入输出） a.将你所要控制的设备或系统的输入信号进行赋值，与PLC的输入编号相对应。（列表） b.将你所要控制的设备或系统的输出信号进行赋值，与PLC的输出编号相对应。（列表） 3.设计控制原理图 a.设计出较完整的控制草图。 b.编写你的控制程序。 c.在达到你的控制目的的前提下尽量简化程序。 4.程序写入PLC 将你的程序写入可编程控制器。 5.编辑调试修改你的程序 a.程序查错(逻辑及语法检查) b.在局部插入END，分段调试程序。 c.整体运行调试 6.监视运行情况 在监视方式下，监视一下你的控制程序的每个动作是否正确。如不正确返回步骤5，如果正确则作第七步。 7.运行程序（千万别忘记备份你的程序）首先，DCS和PLC之间有什么不同？ 1、从发展的方面来说： DCS从传统的仪表盘监控系统发展而来。因此，DCS从先天性来说较为侧重仪表的控制，比如我们使用的YOKOGAWA CS3000DCS系统甚至没有PID数量的限制（PID,比例微分积分算法，是调节阀、变频器闭环控制的标准算法，通常PID的数量决定了可以使用的调节阀数量）。 PLC从传统的继电器回路发展而来，最初的PLC甚至没有模拟量的处理能力，因此，PLC从开始就强调的是逻辑运算能力。 2、从系统的可扩展性和兼容性的方面来说： 市场上控制类产品繁多，无论DCS还是PLC，均有很多厂商在生产和销售。对于PLC系统来说，一般没有或很少有扩展的需求，因为PLC系统一般针对于设备来使用。一般来讲，PLC也很少有兼容性的要求，比如两个或以上的系统要求资源共享，对PLC来讲也是很困难的事。而且PLC一般都采用专用的网络结构，比如西门子的MPI总线性网络，甚至增加一台操作员站都不容易或成本很高。 DCS在发展的过程中也是各厂家自成体系，但大部分的DCS系统，比如横河YOKOGAWA 、霍尼维尔、ABB等等，虽说系统内部（过程级）的通讯协议不尽相同，但操作级的网络平台不约而同的选择了以太网络，采用标准或变形的TCP/IP协议。这样就提供了很方便的可扩展能力。在这种网络中，控制器、计算机均作为一个节点存在，只要网络到达的地方，就可以随意增减节点数量和布置节点位置。另外，基于wind ows系统的OPC、DDE等开放协议，各系统也可很方便的通讯，以实现资源共享。 3、从数据库来说： DCS一般都提供统一的数据库。换句话说，在DCS系统中一旦一个数据存在于数据库中，就可在任何情况下引用，比如在组态软件中，在监控软件中，在趋势图中，在报表中……而PLC系统的数据库通常都不是统一的，组态软件和监控软件甚至归档软件都有自己的数据库。为什么常说西门子的S7400要到了414以上才
基于PLC控制系统设计的研究 摘要：PLC控制系统因其具有可靠性高、编程简单、易于修改、低能耗、适应性较强等优点，被广泛应用在现代化工业生产过程的控制当中。PLC控制系统与当下信息通信网络组合，对现代化工业生产过程实现了有效的控制，从而进一步提升了劳动生产率，促进了企业经济效益的提高。故此，加强对PLC控制系统设计的研究，对企业的良好、长远的发展具有重要的作用。 关键词：PLC控制；系统设计；研究 1 PLC控制系统概述 可编程逻辑控制器简称为PLC，它是集自动化技术、计算机技术、通信技术为一体的综合性技术，主要应用在工业领域。在工业生产过程中应用PLC控制系统，可以通过可编制程序的存储器对内部的存储进行逻辑运算、计数与算术操作、顺序控制、定时等面向用户的指令，之后经过数字式或模拟式输入、输出控制各种工业的机械生产。另外，PLC控制系统和外围的配套设备是一个完整的体系，设计系统时要本着简单操作、易于控制、便于扩展的原则进行，从而保障该控制系统的使用可以实现工业生产的精准化和高效化。目前随着科学技术的日益成熟，PLC控制系统在冶金、机械、纺织、化工、食品等多个工业生产领域中得到了广泛的应用，因此应对PLC控制系统进行更为深入的研究。现代化的PLC控制系统应配合工业以太网、网络通信以及大数据等计算机高端技术，向着全自动、高效率、高精度的智能化生产过程控制方向发展。 2 PLC自动化控制系统的设计 PLC程序设计的主要目的是实现对生产过程中的所有活动的控制，主要内容为采集数据、控制顺序、处理数据等。PLC的内部结构包括CPU模块、内部存储器、电源模块与输入、输出单元等。具体步骤见图1。 2.1 PLC控制系统的硬件设计硬件设计是保障PLC自动化控制系统安全、可靠运行的关键部分，也是PLC控制系统设计的重要部分。下面具体对其进行分析。 2.1.3 系统的抗干扰设计目前PLC控制系统设计的重要内容随着科学技术的发展以及工业自动化程度的加深，变成了如何有效降低外界因素对其的干扰。我们通常采取以下三种方法进行系统的防干扰设计：一是，隔离。系统最直接解决干扰的方式就是隔离。由于原副边绕组之间的分布电容耦合造成PLC控制系统的高频率干扰，我们可采用1：1的超隔离变压器隔离高频干扰，来实现系统的抗干扰目的；二是布线，分散干扰的重要方式是布线方法，例如把弱电信号线以及原来的强电动力线路进行分开走线，从而达到良好的抗干扰目的；三是屏蔽，阻断干扰源传播的抗干扰方式是屏蔽，因为金属柜能够对静电和磁场起到很好的屏蔽作用，所以可以将PLC控制系统直接置于金属柜之中，提高系统的直接抗干扰性能。 2.2 PLC控制系统的软件设计 PLC控制系统设计中的另一个重要环节是软件设计，软件设计的具体化表现就是程序的编制，这也是PLC控制系统应用的关键部分，同时软件设计是以根据企业的生产过程控制的相关要求，将工艺流程图转换为梯形图为主要任务。PLC控制
PLC控制系统设计的一般流程与要求 PLC控制系统设计的一般步骤与传统的继电器——接触器控制系统的设计相比较，组件的选择代替了原来的器件选择，程序设计代替了原来的逻辑电路设计。 （1）根据工艺流程分析控制要求，明确控制任务，拟定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。工艺流程的特点和要求是开发PLC控制系统的主要依据，所以必须详细分析、认真研究，从而明确控制任务和范围。如需要完成的动作（动作时顺、动作条件，相关的保护和联锁等）和应具备的操作方式（手动、自动、连续、单周期，单步等）。 （2）确定所需的用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等），估算PLC的I/O点数；分析控制对象与PLC之间的信号关系，信号性质，根据控制要求的复杂程度，控制精度估算PLC的用户存储器容量。 （3）选择PLC。PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的各项技术、经济指标起着重要的作用，PLC的选择包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。选择PLC的依据是输入输出形式与点数，控制方式与速度、控制精度与分辨率，用户程序容量。 （4）分配、定义PLC的I/O点，绘制I/O连接图。根据选用的PLC所给定的元件地址范围（如输入、输出、辅助继电器、定时器、计数器。数据区等），对控制系统使用的每一个输入、输出信号及内部元件定义专用的信号名和地址，在程序设计中使用哪些内部元件，执行什么功能格都要做到清晰，无误。 （5）PLC控制程序设计。包括设计梯形图、编写语句表、绘制控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常，安全。可靠的关键，因此，控制程序的设计必须经过反复测试。修改，直到满足要求为止。 （6）控制柜（台）设计和现场施工。在进行控制程序设计的同时，可进行硬件配备工作，主要包括强电设备的安装、控制柜（台）的设计与制作、可编程序控制器的安装、输入输出的连接等。在设计继电器控制系统时，必须在
PLC控制系统设计的一般步骤与传统的继电器——接触器控制系统的设计相比较，组件的选择代替了原来的器件选择，程序设计代替了原来的逻辑电路设计。 （1）根据工艺流程分析控制要求，明确控制任务，拟定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。工艺流程的特点和要求是开发PLC控制系统的主要依据，所以必须详细分析、认真研究，从而明确控制任务和范围。如需要完成的动作（动作时顺、动作条件，相关的保护和联锁等）和应具备的操作方式（手动、自动、连续、单周期，单步等）。（2）确定所需的用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等），估算PLC的I/O点数；分析控制对象与PLC之间的信号关系，信号性质，根据控制要求的复杂程度，控制精度估算PLC的用户存储器容量。 （3）选择PLC。PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的各项技术、经济指标起着重要的作用，PLC的选择包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。选择PLC的依据是输入输出形式与点数，控制方式与速度、控制精度与分辨率，用户程序容量。 （4）分配、定义PLC的I/O点，绘制I/O连接图。根据选用的PLC所给定的元件地址范围（如输入、输出、辅助继电器、定时器、计数器。数据区等），对控制系统使用的每一个输入、输出信号及内部元件定义专用的信号名和地址，在程序设计中使用哪些内部元件，执行什么功能格都要做到清晰，无误。 （5）PLC控制程序设计。包括设计梯形图、编写语句表、绘制控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常，安全。可靠的关键，因此，控制程序的设计必须经过反复测试。修改，直到满足要求为止。 （6）控制柜（台）设计和现场施工。在进行控制程序设计的同时，可进行硬件配备工作，主要包括强电设备的安装、控制柜（台）的设计与制作、可编程序控制器的安装、输入输出的连接等。在设计继电器控制系统时，必须在控制线路设计完成后，才能进行控制柜（台）设计和现场施工。可见，采用PLC控制系统，可以使软件设计与硬件配备工作平行进行，缩短工程周期。如果需要的话，尚需设计操作台、电气柜、模拟显示盘和非标准电器元部件。 （7）试运行、验收、交付使用，并编制控制系统的技术文件。编制控制系统的技术文件包括说明书、设计说明书和使用说明书、电器图及电器元件明细表等。传统的电器图，一般包括电器原理图、电器布置图及电器安装图。在PLC控制系统中，这一部分图可以统称为“硬件图”。它在传统电器图的基础上增加了PLC 部分，因此在电器原理图中应增加PLC的I/O连接图。此外，在PLC控制系统的电器图中还应包括程序图（梯形图），可以称它为“软件图”。向用户提供“软件图”，可便于用户发生发展或工艺进时修改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。根据具体任务，上述内容可适当调整。
plc 控制系统设计的一般步骤 丰炜PLC说明资料1-PLC系统设计及选型方法 在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，工业现场中的这些自动控制问题，若采用可编程控制器(PLC) 可以轻松的解决，PLC 已成为解决自动控制问题最有效的工具之一，越来越广泛的应用于工业控制领域中，本文简要叙述了PLC控制系统设计的步骤及PLC的基本选型方法，供大家参考。 一、可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤 ( 1 )深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求 这是整个系统设计的基础，以后的选型、编程、调试都是以此为目标的。 a ．被控对象就是所要控制的机械、电气设备、生产线或生产过程。 b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和连锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这样可化繁为简，有利于编程和调试。 2）确定I/O 设备
根据被控对象的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备。常用的输入 设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器、编码器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀、变频器、伺服、步进等。 （3 ）选择合适的PLC 类型 根据已确定的用户I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的PLC 类型，包括机型的选择、I/O 模块的选择、特殊模块、电源模块的选择等。 （4 ）分配I/O 点 分配PLC 的输入输出点，编制出输入/ 输出分配表或者画出输入/ 输出端子的接线图。接着就可以进行PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。 （5 ）编写梯形图程序 根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。
PLC控制系统的设计 知识目标 1. 掌握控制系统设计的基本原则及步骤。 2．熟悉PLC与输入输出设备的连接。 技能目标： 1.掌握常用控制系统的PLC设计。 2.掌握PLC控制系统常用外部设备的连接和调试。 任务一 PLC控制系统设计的基本原则及步骤任务目标： 1、掌握PLC控制系统设计的基本原则 2、掌握PLC控制系统设计的步骤 任务教学方式： 教学步骤时间安排教学手段及方式 阅读教材课余学生自学、查资料、相互讨论 知识点讲授课时2 1.总结PLC控制系统设计的基本原则 2.讲解PLC控制系统设计的步骤。 任务操作课时2 现场观察PLC的硬件系统，PLC软件操作方法。 评估检测与课堂同时进行教师与学生共同完成任务的检测与评估，并能对出现的问题进行分析与处理 读一读： 1、 PLC控制系统设计的基本原则 在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则： 1）最大限度地满足控制要求 充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计中最重要的条原则。设计人员要深入现场进行调查研究，收集资料。同时要注意和现场工程管理和技术人员及操作人员紧密配合，共同解决重点问题和疑难问题。 2）保证系统的安全可靠 保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。 3）力求简单、经济、使用与维修方便 在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。不宜盲目追求自动化和高指标。 4）适应发展的需要 适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。 2、PLC控制系统设计的步骤 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
PLC控制系统设计 湖北三峡职业技术学院机电系 PLC控制系统设计知识点库※PLC控制系统设计 1. 设计基本原则 为了实现被控对象的工艺要求～以提高生产效率和产品质量。 1. PLC的选择除了应满足技术指标的要求外～还应重点考虑该公司产品技 术支持与售后服务情况。,尽量选择主流产品, 2. 最大限度地满足被控对象的控制要求。 3. 在满足控制要求的前提下～力求使控制系统简单、经济～使用及维修方 便。 4. 保证控制系统得安全、可靠。 5. 考虑到生产的发展和工艺的改进～在选择PLC容量时～应适当留有余量。 2. 设计的主要内容 1. 拟定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. 编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图, 5. 根据系统设计的要求编写软件规格说明书～然后再用相应的编程语言,常 用梯形图,进行程序设计, 6. 了解并遵循用户认知心理学～重视人机界面的设计～增强人与机器之间 的友善关系, 7. 设计操作台、电气柜及非标准电器元部件,
8. 编写设计说明书和使用说明书, 3. PLC控制系统的一般步骤 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤～如图 15-1 所示。第 1 页共 8 页 湖北三峡职业技术学院机电系 PLC控制系统设计知识点库
图15-1 控制系统一般设计步骤 ,1, 深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求 1) 被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。 2) 控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的 组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统～还可将控制任务分 成几个独立部分～这种可化繁为简～有利于编程和调试。 ,2, 确定 I/O 设备第 2 页共 8 页 湖北三峡职业技术学院机电系 PLC控制系统设计知识点库 根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求～确定系统所需的用户输入、 输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等～常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。 ,3, 选择合适的 PLC 类型 根据已确定的用户 I/O 设备～统计所需的输入信号和输出信号的点数～ 选择合适的 PLC 类型～包括机型的选择、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。 ,4, 分配 I/O 点 分配 PLC 的输入输出点～编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输 出端子的接线图。接着九可以进行 PLC 程序设计～同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。 ,5, 设计应用系统梯形图程序 根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个 应用系统设计的最核心工作～也是比较困难的一步～要设计好梯形图～首先要十分熟悉控制要求～同时还要有一定的电气设计的实践经验。 ,6, 将程序输入 PLC