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控制系统设计方案书篇一
1、系统规模首先应确定系统用plc单机控制，还是用plc形成网络，由此计算plc输入、输出点。数，并且在选购plc时要在实际需要点数的基础上留有一定余量（10%）。
2、确定负载类型根据plc输出端所带的负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及plc输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出，还是晶体管输出，或品闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式，对系统的稳定运行是很重要的。
3、存储容量与速度尽管国外各厂家的plc产品大体相同，但也有一定的区别。目前还未发现各公司之间完全兼容的产品。各个公司的开发软件都不相同，而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。一般存储容量越大、速度越快的plc价格就越高，但应该根据系统的大小合理选用plc产品。
4、编程器的选购plc编程可采用三种方式：
一是用一般的手持编程器编程，它只能用商家规定语句表中的语句编程。这种方式效率低，但对于系统容量小，用量小的产品比较适宜，并且体积小，易于现场调试，造价也较低。
一是用图形编程器编程，该编程器采用梯形图编程，方便直观，一般的电气人员短期内就可应用自如，但该编程器价格较高。
一是用ibm个人计算机加plc软件包编程，这种方式是效率最高的一种方式，但大部分公司的plc开发软件包价格昂贵，并且该方式不易于现场调试。
因此，应根据系统的大小与难易，开发周期的长短以及资金的情况合理选购plc产品。
5、尽量选用大公司的产品其质量有保障，且技术支持好，一般售后服务也较好，还有利于你的产品扩展与软件升级。
一、输入回路的设计
1、电源回路plc供电电源一般为ac85―240v（也有dc24v），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）。
2、plc上dc24v电源的使用各公司plc产品上一般都有dc24v电源，但该电源容量小，为几十毫安至几百毫安，用其带负载时要注意容量，同时作好防短路措施（因为该电源的过载或短路都将影响plc的运行）。
3、外部dc24v电源若输入回路有dc24v供电的接近开关、光电开关等，而plc上dc24v电源容量不够时，要从外部提供dc24v电源；但该电源的“―”端不要与plc的dc24v的“―”端以及“com”端相连，否则会影响plc的运行。
4、输入的灵敏度各厂家对plc的输人端电压和电流都有规定，如日本三菱公司f7n系列plc的输入值为：dc24v、7ma，启动电流为4.5ma，关断电流小于1.5ma，因此，当输入回路串有二极管或电阻（不能完全启动），或者有并联电阻或有漏电流时（不能完全切断），就会有误动作，灵敏度下降，对此应采取措施。另一方面，当输入器件的输入电流大于plc的最大输入电流时，也会引起误动作，应采用弱电流的输入器件，并且选用输人为共漏型输入的plc，bp输入元件的公共点电位相对为负，电流是流出plc的输入端。
二、输出回路的设计
1、各种输出方式之间的比较
（1）继电器输出：
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其寿命随带负载电流的增加而减少，一般在几十万次至jl百万次之间，有的公司产品可达1000万次以上，响应时间为10ms.
（2）晶闸管输出：
带负载能力为0.2a/点，只能带交流负载，可适应高频动作，响应时间为1ms.
（3）晶体管输出：
最大优点是适应于高频动作，响应时间短，一般为0.2ms左右，但它只能带dc5―30v的负载，最大输出负载电流为0.5a/点，但每4点不得大于0.8a.
当你的系统输出频率为每分钟6次以下时，应首选继电器输出，因其电路设计简单，抗干扰和带负载能力强。当频率为10次／min以下时，既可采用继电器输出方式；也可采用plc输出驱动达林顿三极管（5―10a），再驱动负载，可大大减小。
2、抗干扰与外部互锁当plc输出带感性负载，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.当两个物理量的输出在plc内部已进行软件互锁后，在plc的外部也应进行互锁，以加强系统的可靠性。
3、“gom”点的选择不同的plc产品，其“com”点的数量是不一样的，有的一个“com”点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带2个或1个输出点的。当负载的种类多，且电流大时，采用一个“com”点带1―2个输出点的plc产品；当负载数量多而种类少时，采用一个“com”点带4―8个输出点的plc产品。这样会对电路设计带来很多方便，每个“com”点处加一熔丝，1―2个输出时加2a的熔丝，4―8点输出的加5―10a的熔丝，因plc内部一般没有熔丝。
4、plc外部驱动电路对于plc输出不能直接带动负载的情况下，必须在外部采用驱动电路：可以用三极管驱，也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动，同时应采用保护电路和浪涌吸收电路，且每路有显示二极管（led）指示。印制板应做成插拔式，易于维修。
plc的输入输出布线也有一定的要求，请看各公司的使用说明书。
三、扩展模块的选用
对于小的系统，如80点以内的系统。一般不需要扩展；当系统较大时，就要扩展。不同公司的产品，对系统总点数及扩展模块的数量都有限制，当扩展仍不能满足要求时，可采用网络结构；同时，有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，因此，在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时，各厂家也有一些规定，请看相关的技术手册。
各公司的扩展模块种类很多，如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。plc的这种模块化设计为用户的产品开发提供了方便。
四、plc的网络设计
当用plc进行网络设计时，其难度比plc单机控制大得多。首先你应选用自己较熟悉的机型，对其基本指令和功能指令有较深入的了解，并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则，不能适应你的实时要求，造成系统崩溃。另外，对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。
最后，还要向plc的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料，至于选用几层工作站，依你的系统大小而定。
五、软件编制
在编制软件前，应首先熟悉所选用的plc产品的软件说明书，待熟练后再编程。若用图形编程器或软件包编程，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图，然后编程，这样可少出错，速度也快。编程结束后先空调程序，待各个动作正常后，再在设备上调试。
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控制系统设计方案书篇二
plc(可编程控制器)作为一种自动化程度高、配置灵活的工业生产过程控制装置,因其本身具有高可靠性、较强的工业环境适应性以及编程简单、操作方便,而在工业领域得到广泛应用，在plc控制系统中,虽然其i/o端口输入、输出信号与总线信号之间均有隔离,但由于plc的应用场合越来越广,受到的干扰也就越来越多。这些都可能造成plc控制系统可靠性降低,不能正常工作。因此,分析影响plc控制系统可靠性的因素,研究其解决措施,对于提高plc控制系统可靠性具有重要的作用,对于plc的进一步推广应用也具有普遍意义。
2、plc控制系统干扰的主要来源
2.1来自电源的干扰
因电源引入的干扰造成plc控制系统故障的情况很多,更换隔离性能好的plc电源,才能解决问题。plc系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电流。尤其是电网内部的变化,如开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边。
2.2来自空间的辐射干扰
空间的辐射电磁场(emi),主要由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂。其影响主要通过两条路径:一是直接对plc内部的辐射,由电路感应产生干扰;二是对plc通信网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。
2.3来自接地系统混乱的干扰
plc控制系统正确的接地,是为了抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使plc系统无法正常工作。plc控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。这样会引起各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端a,b都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常情况时,地线电流将更大。
屏蔽层、接地线和大地也有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内会出现感应电流,通过屏蔽层和芯线之间的藕合干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流就可能在地线上产生电位分布,影响plc内逻辑电路和模拟电路的正常工作。plc工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响plc的逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起信号测控失真和误动作。
2.4来自信号线引入的干扰
与plc控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息外,总会有外部干扰信号侵入。
此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起i/o信号工作异常,大大降低测量精度,严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。plc控制系统因信号引入干扰造成i/o模件损坏相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。
2.5来自plc系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。
3、plc控制系统设计时应考虑的抗干扰措施
3.1硬件抗干扰措施
(1)电源干扰防御措施
plc控制系统的电源,一般都是220v,而电网中大的感性负载、可控硅装置等设备的投切过程,很容易造成电压畸变或毛刺,畸变的电源通过交流电源传给plc控制系统,形成强大的干扰。因此,在系统设计时通常要采用以下措施来抑制干扰:
其初、次级之间的隔离屏蔽层,用锡箔或漆包线绕1～3层接地。一般次级线圈不能接地。输入、输出线应用双绞线且屏蔽层应可靠接地,以抑制共模干扰。
2)使用集成电压调整器进行调整,以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响,并对cpu核心部件所需要的5v电源采用多级滤波处理。尽量使电源线平行走线,使电源线对地呈低阻抗,以减少电源噪声干扰。
3)在毫秒或微秒级的脉冲干扰信号中,高次谐波成分较高。因此,可以采用低通滤波器抑制高频干扰。
4)电网中,由于触点开关的启停,形成宽频带的瞬变干扰,其能量是随机的。当干扰能量大时,仅凭低通滤波器来抑制高次谐波的干扰往往达不到预期效果,用频谱均衡法抑制干扰,效果明显,但成本较高,不常用。
在实际控制系统的设计过程中,可根据现场干扰的特点和具体的plc机型抗干扰能力等因素综合考虑选择抑制干扰的措施。其中隔离变压器是最常用的,因为plc、i/o模块电源通常采用dc24v,市电只需经隔离变压器降压再经整流桥整流滤波供给即可。
(2)负载干扰的抑制
在控制系统中一般情况下都有许多具有储能的负载。当控制触点切换时将产生高于电源电压数倍甚至数十倍的反电动势,克服此类干扰的主要措施有:
1)在直流感负载场合,可在负载的两端并接续流二极管,二极管要靠近负载,其反向耐压值应是负载电压的4倍。
2)在交流感应负载的场合,可以在负载的两端并接cr浪涌吸收器,cr越靠近负载越好。
(3)系统输入干扰的抑制措施
1)屏蔽
为限制内部的辐射电磁波越出某一区域和防止外来的辐射进入某一区域,对电源变压器、中央处理器、编程器等主要部件,采用导电、导磁性良好的材料进行屏蔽处理,以防止外界干扰信号的影响。应尽量选择框架结构的控制柜,同时要保证机柜的密封性能良好。
2)滤波
对供电系统输入线路采用多种形式的滤波处理,以消除和抑制高频干扰信号,同时也削弱了两个模块间的相互影响。
3)隔离
在微处理器与i/o电路之间,采用光电隔离措施,有效地把它们隔离开来,以防外部的干扰信号及地线环路中产生的噪声电信号通过公共地线进入plc系统,从而影响其正常工作。
(4)系统接地方式
plc控制柜盘与大地之间存在着电位差,良好的接地可以减少电位差引起的干扰电流。混入电源和输入/输出信号线的干扰,可通过接地线引入大地,从而减少干扰的影响。此外,良好的接地还可以有效地防止误动作,图3为控制系统接地的方式。为控制器和其他设备分别接地方式,这种接地方式最好。如果做不到每个设备专用接地,也可以使用图3b所示的共用接地方式,但不允许使用图3c所示的共通接地方式,特别应避免与电机、变压器等动力设备共通接地。
3.2软件抗干扰措施
为了提高输入信号的信噪比,常采用软件数字滤波来提高有用信号真实性。对于有大幅度随机干扰的系统,采用程序限幅法,即连续采样5次,若某一次采样数值远大于其他几次采样的幅值,则舍之。对于流量、压力、液面、位移等参数,往往在一定范围内频繁波动,则采用算术平均法。即用n次采样的平均值来代替当前值。一般认为:流量n1=12,压力n2=4时最合适。
(1)设置警戒时钟。如果程序循环扫描执行时间超过了规定的时间,预示程序进入死循环,立即报警。
(2)信号保护和恢复。当偶尔性故障发生时,不破坏plc内部的信号,一旦故障现象消失,就可以恢复正常,继续原来的工作。
(3)故障诊断。系统软件定期地检测外界环境,如掉电、欠电压、锂电池电压过低及强干扰信号等,以便及时反映和处理。
(4)加强对程序的检查和校验。一旦程序有错,可立即报警,并停止执行程序。
(5)对程序及动态数据进行储存。当停电时利用存储卡或后备电池,保持有关信息和状态数据不丢失。
4.结束语
plc控制系统的传导抗干扰是是一个十分复杂的问题,因此在工业控制领域应用中的各个环节,包括设计、安装施工和运行维护等都必须综合考虑各方面的因素,充分认识传导干扰机理,分析干扰来源及类型,从而采取有效合理的抗干扰措施,保证系统运行的可靠性。
控制系统设计方案书篇三
在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写plc程序了。plc控制系统设计需要经历如下过程。
（一）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。
（二）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。
（三）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，详见本章第二节。
（四）分配i/o点并设计plc外围硬件线路
1.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，该部分也可在第2步中进行。
2.设计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可编程控制器的控制电路等。
由plc的i/o连接图和plc外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。
（五）程序设计
1.程序设计
根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计plc程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统指定的功能。除此之外，程序通常还应包括以下内容：
（1）初始化程序。在plc上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。
（2）检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成时再添加。
（3）保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分，必须认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱。
2.程序模拟调试
程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。
（1）硬件模拟法是使用一些硬件设备（如用另一台plc或一些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到plc系统的输入端，其时效性较强。
（2）软件模拟法是在plc中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。
（六）硬件实施
硬件实施方面主要是进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。主要内容有：
1）设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。
2）设计系统各部分之间的电气互连图。
3）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。
（七）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。
（八）整理和编写技术文件
技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、plc程序以及使用说明书等。
[plc控制系统方案设计步骤]
控制系统设计方案书篇四
人的脑力是有限的,并且记事情也有时间性，过了n天就会忘记每次修改的原因,为什么要加这条指令，为什么要删除这个网络，让自己以后看自己以前编写的程序时都会很困惑。做到以下步骤，对所有程序理解与修改会有很大帮助的。
2、文件记录修改的年月日，
3、在日期下面记录修改程序的步骤，增加或是删除了哪些指令等。并在程序的编辑条注释中做记录，以备下次修改。
4、文件中详细记录修改程序的原因，所出现的故障现象是什么，故障是如何排除的。
5、文件中标注修改后所现用的程序全名，包括日期与简要的修改标题。
6、把过时与现用的程序用，过时文件夹与现用文件夹分开整理，按日期排列。
这样每次所作的修改就有了详细的档案,便于以后的程序修改。现用的程序是标有最近日期的程序。
这样的工作步骤同时也适用于电气图纸的修改。
控制系统设计方案书篇五
1、确定调查的任务。
随着经济的发展，xx市大学生的餐饮业市场日益激烈，为了提高本企业在餐饮市场的占有率，因此需对铜陵市大学生餐饮业进行市场调查从而制定一份长远持久的发展方案，了解消费者需求为今后企业的长远发展提供科学的依据。
2、确定调查对象。
1）xx市所有高等院校的大学生
3、确定调查的项目。
1）大学生的基本餐饮情况
2）大学生相关的消费情况及餐饮支出在总支出中所占的比重
4、确定调查方法。
方式：采取抽样调查方法：访问法
5、确定调查资料整理和分析的.方法。
1）对所调查的对象进行审核、订证、记录、编码、整理从而得出最终的结论
6、经费预算。
1）方案设计费
2）抽样方案设计等费用
7、总结性报告或结论。
最后要有一份总结性的东西，概括出你调查分析后所得出来一个怎样的结论和发现的一些问题与特点。这才是你本次市场调查的目的。
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