项目分析需要对项目的生产流程、工作环境、硬件要求和控制要求进行全面分析。 这项工作是整个系统设计的基础。 如果早期的项目分析不到位，就会造成后期硬件选型不准确，导致项目延期。
1、项目分析
工程技术人员首先要对工程项目进行分析，即项目工程的控制过程以及各过程的控制类型，并对整个项目可能出现的问题做出预测。
(1)分析控制过程。 在分析控制过程时，建议绘制相关的控制流程图，明确标注每一步工作的内容以及下一步的条件。
(2)分析控制类型，估算PLC选型所需参数。 一般情况下，PLC适用于四种控制类型，即顺序控制、过程控制、运动（或位置）控制和网络通讯等。工程技术人员在分析控制需求后，根据控制过程的不同，将各控制过程的控制类型进行分类。绘制控制流程图，然后根据项目的复杂程度组合控制类型。 因此，可以在前期准确分析每个步骤的控制类型。 它将有助于准确选择和估计问题。
工程技术人员在分析项目控制类型的同时，还必须估算PLC选型所需的重要参数值。 例如顺序控制中的I/O点数； 如果使用编码器，则必须根据编码器的参数计算出其输出脉冲的频率值，然后转换成PLC高速计数的脉冲频率。 又如过程控制中模拟量的数量和精度、运动控制中PLC对伺服驱动器反馈信号的响应速度、PLC高速脉冲输出的数量、联网时所选PLC是否支持相应的网络类型等。通讯等参数。
2. 预测可能出现的问题
预测可能出现的问题是工程分析的一个难点。 这不仅需要工程技术人员对现场工作环境和整个项目的控制难点有充分的把握，而且还需要及早预判可能出现的紧急情况和危险。
(1)掌握设备的工作环境。 工程人员需要对生产环境有全面的了解。 例如，纺织机械的工作环境空气湿度高、振动大，因此在设计PLC系统时必须做好防震处理。 又如某建材加工厂环境温度较高，灰尘较多，静电较强。 因此，工程技术人员在保证电气控制柜通风良好的同时，必须进一步防尘、除静电。
对设备工作环境的了解不仅仅局限于物理环境。 随着PLC应用的深入，需要考虑人为因素。 如果设备操作人员素质较低，则需要开发更简单的设备操作界面。
（2）项目困难的预期。 预见项目难点，实际上就是对项目核心问题的把握。 例如，喷气织机设备的控制核心就是如何快速有序地控制电磁阀，利用压缩空气的摩擦力拉动纬纱穿过纺织梭，完成纺织品的引纬工作。 这就要求PLC有非常快的响应速度。 确定项目难点后，工程技术人员可以根据难点来选择PLC。 从整个项目来看，项目的难点在于系统设计的特点和PLC选型的方向。
（三）项目风险初步估计。 在项目设计初期，工程技术人员需要预测项目中可能出现的危险情况。 例如，顺序控制或运动控制中调试设备时的误动作保护； 过程控制方面，检测过程中是否存在高压、高温或有毒有害物质以及相关的防护措施。 在项目设计初期预测危险源有助于增强工程技术人员的安全意识。
PLC硬件选型
PLC的选型是工程技术人员根据初步的项目分析和对项目难点的预期来选择合适的PLC，主要依据以下原则。
1、先特殊后通用的原则
根据工程经验，大多数工程项目中制约PLC选型的因素主要集中在几个关键点上，因此选型PLC时应遵循先特殊后通用的原则。
所谓特殊，是指项目有特殊的控制要求。 不同的控制类型有不同的主要约束。 例如，在顺序控制中，CPU的程序容量和I/O点数的扩展能力是PLC选型的主要因素。 在过程控制中，根据控制模拟量的数量和模拟量的精度来选择。 在比较简单的运动控制中，PLC需要接收现场编码器发回的位置信号，并相应地发出一定频率的脉冲来控制伺服电机。 因此，PLC处理数据的速度、输入端子接收高速脉冲的能力、输出端子发送高速脉冲的能力将成为PLC选型的首要因素。 在大型复合项目中，需要使用不同的PLC网络，因此PLC支持的网络类型成为PLC选型的首要因素。
工程技术人员需要根据项目的核心需求，按照从特殊到通用的顺序安排不同的控制要求。 这样的选择会起到事半功倍的效果，降低项目的整体难度。
2、自下而上原则
自下而上原则的目的是最大化PLC选型的成本效益。 目前大多数厂家的PLC产品分为多个系列。 工程技术人员选型时，第一步按照从专用到通用的选型顺序，从最低的PLC型号开始，逐一比较性能参数。 当发现不满足要求时，会考虑更高的产品。 依此类推，直至选出所有符合要求的PLC型号。 如果从上到下选择型号，就会浪费PLC功能，大马拉小车。
3、PLC开关量输入输出单元的选择
PLC的开关量输入点用于接受现场传感器输入的液位信号。 开关是根据内部控制信号驱动外部负载的输出点。
(1)开关量输入端子的选择。 现在市场上的PLC输入点都是晶体管输入，用户只需根据预先估算的输入点数来选择即可。 但这里要注意的是，由于PLC端子的接线类型不同，有两种输入方式，即NPN和PNP。 含义是输入端是低电平有效还是高电平有效。 一旦确定了输入端子的接线类型，就需要选择输入类型相同的传感器，即NPN型和PNP型传感器，不能共用同一个PLC输入端子。
现在市场上大多数PLC输入端子的输入电压都是24V DC。 如果需要将其他电压规格的传感器连接到PLC上，则需要使用继电器进行相应的隔离，以保证连接到PLC输入端子上的信号为24V DC。
(2)开关量输出端子的选择。 PLC开关量输出点主要有两种：继电器输出和晶体管输出。
①继电器输出型。 继电器输出带负载能力好，能短时间承受较高的过电压、过电流，隔离效果强。 但由于继电器内部有机械触点，动作寿命有限，因此只能用于连接工作频率较低且不需要高速脉冲输出的场合。
②晶体管输出型。 晶体管式输出是通过控制其内部三极管的导通来达到控制输出端通断的目的，而且内部没有机械触点结构，因此相比继电器输出触点，晶体管输出触点的寿命更长。 ，动作频率高，不易损坏，但缺点是负载能力差。
(3) 选择开关量输出端子时的注意事项
与输入端类似，晶体管输出端也分为两种：NPN型和PNP型。 一旦型号确定，就只能按照相同的接线方法连接负载。
在实际应用中，建议工程技术人员采用晶体管输出PLC，并在输出端采用继电器连接外部负载，与下游负载设备形成电气隔离。 这种组合结合了晶体管寿命长和继电器负载能力强的优点。 。 如果现场发生电气故障，PLC输出端子将受到隔离继电器的保护而不会损坏，只需更换损坏的继电器即可。 继电器输出型PLC端子一旦损坏，则损坏的端子无法修复。
4、先内置后扩展的原则
随着PLC的不断升级，特别是小型机功能的不断增强，PLC单机内置了很多扩展模块功能，如模拟量功能、通讯功能等。因此，在选型时，选择具有以下功能的PLC尽可能内置多种功能，不仅降低成本，节省控制柜空间，还简化设置和编程工作量。
5、PLC选型时把握冗余量
由于需要前期估算、现场施工变更以及后期维护升级，因此在PLC选型时需要考虑一定的冗余。 主要考虑I/O点数，较小项目冗余范围控制在20%； 对于较大的项目，冗余范围控制在5%至10%。 其他如模拟量、通讯、总线功能等冗余问题则需要工程技术人员根据现场硬件配置灵活掌握。 如果控制功能全部内置在PLC中，则需要更换更高级别的独立PLC； 如果控制功能是通过扩展模块实现的话，考虑冗余时只需要更新相应的模块。
PLC编程要点
(1) 根据控制流程图分配程序段
根据早期的控制流程图将控制程序分解为不同的程序段，可以使程序的整体结构清晰，方便后期程序的调试。 如果项目比较复杂，将程序分成段，可以更容易地分配给几个程序员同时编程和调试，从整体上提高编程效率。
(2)准备I/O表和内存表
准备I/O表就是为每个输入/输出点分配地址和注释，以避免编程时I/O点混乱。 编制内存表就是将PLC内存地址分配给程序的中间变量，并进行注释，以便编程时参考。
(3) 简化编程
编程人员熟悉PLC指令系统并熟练使用高级指令编程，可以大大减少编程工作量，节省PLC内存空间，有利于更好地利用PLC功能。
(4) 清晰的注释
为了方便后期调试程序，编程时必须在程序中明确标注各个相关点的注释，包括所使用的特殊指令的用途。 程序具有良好的可读性，为后期项目维护和升级奠定了基础。
PLC程序调试方法
PLC应用程序的调试工作可分为模拟调试和在线调试两个步骤。
1、模拟调试
模拟调试是指在没有输出设备的情况下，根据开关I/O单元上相应发光二极管的显示状态进行调试。
控制程序设计完成后，通常先进行仿真调试。 有些PLC厂家提供运行在计算机上的仿真软件，可以用来代替PLC硬件来调试程序，如欧姆龙的CX-Simulator仿真软件，与CX-Programmer编程软件配套。 仿真时，根据系统功能的要求，强制某些输入元件的位为ON或OFF，或者重写某些元件中的数据，以监控系统功能是否能够正确实现。
如果连接PLC硬件来调试程序，可以使用连接在输入端子上的小开关和按钮来模拟PLC的实际输入信号，例如用它们来发出操作指令，或者用它们来模拟实际的反馈信号，例如限位开关触点。 点的连接和断开等。利用开关输出单元上每个输出点对应的发光二极管观察输出信号是否满足设计要求。
调试顺序控制程序的主要任务是检查程序的运行是否符合顺序控制图的规定，即执行某个转换时，活动步的状态是否发生正确的变化，以及转换的所有前面的步骤是否都变为非活动步骤。 ，后续的所有步是否都变为有效步，以及每步的驱动负载是否相应变化。 调试时应充分考虑各种可能出现的情况。 系统的各种工作方式、顺序控制图中的各个分支、各种可能的进展路线都要一一核对，不得有遗漏。 发现问题后，及时修改程序，直至各种可能情况下输入信号与输出信号的关系完全满足要求。 如果程序中某些定时器或计数器的设定值太大，为了缩短调试时间，可以在调试时减小它们，待仿真调试完成后再写入它们的实际设定值。
总之，仿真调试是整个程序设计工作中非常重要的一部分。 可以初步检查程序的实际效果。 仿真调试和程序编写密不可分。 程序的很多功能都是在调试过程中不断修改、逐步完善的。 模拟调试可以在实验室或现场进行。 若在现场进行仿真调试，应将PLC系统与现场信号隔离，并切断I/O单元的外部电源，以免造成不必要的损失。
2、在线调试
在线调试是指将PLC安装到控制柜中，连接输入元件和输出负载，运行控制程序进行整体调试的过程。
在模拟和调试程序的同时，可以设计和制造控制柜，也可以同时进行除PLC之外的其他硬件的安装和接线。 控制柜内部接线完成后，应对接线进行测试。 您可以在控制柜接线端子上模拟PLC外部的开关量输入信号，或者操作控制柜面板上的按钮和指令开关，观察相应PLC输入点的状态变化是否正确。 使用编程器或编程软件对PLC的输出点进行强制设置或复位，观察相应PLC的负载（如外部继电器、接触器等）是否运行正常，或者输出信号的状态是否变化控制柜上对应的端子是否正确。 。
对于有模拟输入的系统，可以向变送器提供标准输入信号，通过调节单元上的电位器或程序中的参数，使模拟输入信号与转换后的数字量之间的关系满足要求。
现场安装控制柜并完成柜内接线测试后，将外部输入元件和执行器连接至PLC，使PLC进入运行模式，运行控制程序，检查控制系统是否满足要求。
在调试过程中，会暴露出PLC系统可能出现的硬件问题以及梯形图设计中的问题。 发现问题后，现场解决，直至完全满足要求。 全部调试完成后，需要一段时间的试运行来检验系统的可靠性。
☆本账号为积成培训网官方知乎账号。 在这里，您可以阅读到大量关于电气自动化的优质内容（图片、文字/视频）。 不要吝惜手中的“邀请函”，让我们在分享中共同进步。 如果你看到这个，就点个赞吧！
关注技术培训，私信我，领取电工专属软件包（仿真软件、PPT、工控全套、电气图识别等）
