大连西门子授权PLC模块总代理

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行 业：电气 工控电器 DCS/PLC系统 

发布时间：2023-02-09

经验设计法，即在一些典型的控制电路程序的基础上，根据被控制对象的具体要求，进行选择组合，并多次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能达到控制要求。这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法。经验设计法用于较简单的梯形图设计。

用经验设计法设计PLC程序时大致可以按下而几步来进行。分析控制要求、选择控制原则；设计主令元件和检测元件，确定输入输出设备；设计执行元件的控制程序；检查修改和完善程序。下面通过PLC控制送料小车的经验设计实例来介绍经验设计法。

(1)送料小车运行示意及I/O分配图

送料小车运行示意及I/O分配图如图5-9所示。送料小车在左限位开关I0.4处装料；20s后装料结束，开始右行；碰到右限位开关10.3后停下来卸料；25s后左行；碰到左限位开关I0.4后又停下来装料。这样不停地循环工作，直到按下停止按钮 10.2。按钮I0.0和10.1分别用来启动小车右行和左行。

(2)以成熟经验来设计送料小车控制梯形图和语句表程序

以电动机正反转控制梯形图的成熟经验为基础，设计出的送料小车控制控制梯形图和语句表程序如图5-10所示。

(3)设计说明

为使小车自动停止，将I0.3和I0.4的常闭触点分别与Q0.0和Q0.1的线圈串联。为使小车自动启动，将控制装、卸料延时的定时器 T37和 T38 的常开触点，分别与手动启动右行和左行的10.0、10.1的常开触点并联，并用两个限位开关对应的10.4和10.3的常开触点分别接通装料、卸料电磁阀和相应的定时器。设小车在启动时是空车，按下左行启动按钮Io.1，Q0.1得电，小车开始左行，碰到左限位开关时，10，4的常闭触点断开，使Q0.1失电，小车停止左行。10.4的常开触点接通，使Q0.2和T37的线圈得电，开始装料和延时。20s后T37的常开触点闭合，使Q0.0得电，小车右行。小车离开左限位开关后，10.4变为"O"状态，Q0.2和T37的线圈失电，停止装料，T37被复位。小车右行和卸料过程与上面的过程基本相同。如果小车正在运行时按停止按钮I0.2，小车将停止运动，系统停止工作。

经验设计法对于一些比较简单的程序设计是比较有效的，可以收到快速、简单的效果。但是，由于这种方法主要是依靠设计人员的经验进行设计，所以对设计人员的要求也就比较高，特别是要求设计者要有一定的实践经验，对工业控制系统和工业上常用的各种典型环节比较熟悉。经验设计法没有固定的规律可遵循，具有很大的试探件和随意性，往往需经过多次反复修改和完善才能符合设计要求，所以设计的结果往往不是很规范，且因人而异。

经验设计法一般适合于设计一些简单的梯形图程序或复杂系统的某一局部程序(如手动程序等)。如果用来设计复杂系统梯形图，一般存在以下两个问题。

①考虑多、设计麻烦、设计周期长 用经验设计法设计复杂系统的梯形图程序时，要用大量的中间元件来完成记忆、联锁、互锁等功能，由于需要考虑的因素很多，它们往往又交织在一起，分析起来非常困难，并且很容易遗漏一些问题。修改某一局部程序时，很可能会对系统其他部分程序产生意想不到的影响，往往花费了很多时间，还得不到一个满意的结果。

②梯形图的可读性差、系统维护困难 用经验设计法设计的梯形图是按设计者的经验和习惯的思路进行设计。因此，即使是设计者的同行，要分析这种程序也非常困难，不用说维修人员了，这会给PLC系统的维护和改进带来许多困难。

四、机型的选择

    (一)PLC的类型

    PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。

    整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。

    (二)输入输出模块的选择

    输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。

    可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。

    考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。

    (三)电源的选择

    PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。

    如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二管或熔丝管隔离。

    (四)存储器的选择

    由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量大，档次高的存储器。

    (五)冗余功能的选择

    1．控制单元的冗余

    (1)重要的过程单元：CPU（包括存储器）及电源均应1B1冗余。

    (2)在需要时也可选用PLC硬件与热备软件构成的热备冗余系统、2重化或3重化冗余容错系统等。

    2．I/O接口单元的冗余

    (1)控制回路的多点I/O卡应冗余配置。

    (2)重要检测点的多点I/O卡可冗余配置。3）根据需要对重要的I/O信号，可选用2重化或3重化的I/O接口单元。

    (六)经济性的考虑

    选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，终选出较满意的产品。

    输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。

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