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電氣控制原理圖是根據所要達到的控制過程需要的控制信號和被控制設備及控制要求繪制出來的，因此，繪制電氣控制原理圖首先要分析控制過程和控制要求，然后按一定的步驟來完成。設計PLC的電氣控制原理圖，首先要了解輸入輸出信號的性質和相關要求，然后再根據所選用的PLC來合理地安排輸入輸出地址，最后才能完成電氣原理圖的設計。

1）輸入/輸出點數

根據要實現的具體工作過程和控制要求理清有哪些輸入量，需要控制哪些對象，輸入量的個數即所需要的輸入點數，需要控制的對象所需要的信號數即所需要的輸出點數。

2）PLC的輸入輸出地址分配表

輸入輸出地址分配表是根據控制要求中需要的輸入信號和所要控制的設備來確定PLC的各輸入輸出端子分別對應哪些輸入輸出信號或設備所列出的表。如表1所示為PLC控制的四路搶答器的I/O地址分配表。

表1  控制四路搶答器的PLC I/O地址分配表

I/O地址分配表一般要根據輸入輸出信號的信息和相關要求及所選用的PLC型號來進行分配，關于輸出信號，需要了解所控制的設備的電源電壓和工作電流，然后按照所需電源的不同進行分組。如YL-235A光機電一體化實訓裝置中所用的PLC為FX2N-48MR型，它的輸出分為五組，其中有四組是四個輸出端共用一個COM端，有一組是八個輸出端共用一個COM端。

3）繪制電氣控制原理圖的要求

在繪制電氣控制原理圖時，首先要求整體布局合理，一般是左邊為輸入回路，右邊為輸出回路，或者下邊為輸入回路，上邊為輸出回路，主要控制元件位于中間位置；其次要求所畫原理圖正確；再次所用元器件的圖形符號應符合中華人民共和國國家標準，要求對所用元件進行標注和說明，并對所有連線進行編號

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（一）分析被控對象并提出控制要求

詳細分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電、液之間的配合，提出被控對象對PLC控制系統的控制要求，確定控制方案，擬定設計任務書。

（二）確定輸入／輸出設備

 根據系統的控制要求，確定系統所需的全部輸入設備（如：按紐、位置開關、轉換開關及各種傳感器等）和輸出設備（如：接觸器、電磁閥、信號指示燈及其它執行器等），從而確定與PLC有關的輸入/輸出設備，以確定PLC的I/O點數。

  （三）選擇PLC

PLC選擇包括對PLC的機型、容量、I/O模塊、電源等的選擇，詳見本章第二節。

（四）分配I/O點并設計PLC外圍硬件線路

1.分配I/O點

畫出PLC的I/O點與輸入／輸出設備的連接圖或對應關系表，該部分也可在第２步中進行。

2.設計PLC外圍硬件線路

畫出系統其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進入PLC的控制電路等。

由PLC的I/O連接圖和PLC外圍電氣線路圖組成系統的電氣原理圖。到此為止系統的硬件電氣線路已經確定。

 （五）程序設計

1. 程序設計

根據系統的控制要求，采用合適的設計方法來設計PLC程序。程序要以滿足系統控制要求為主線，逐一編寫實現各控制功能或各子任務的程序，逐步完善系統的功能。除此之外，程序通常還應包括以下內容：

1）初始化程序。在PLC上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動作必要的準備，避免系統發生誤動作。初始化程序的主要內容有：對某些數據區、計數器等進行清零，對某些數據區所需數據進行恢復，對某些繼電器進行置位或復位，對某些初始狀態進行顯示等等。

2）檢測、故障診斷和顯示等程序。這些程序相對獨立，一般在程序設計基本完成時再添加。

3）保護和連鎖程序。保護和連鎖是程序中的部分，必須認真加以考慮。它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂，。

2. 程序模擬調試

程序模擬調試的基本思想是，以方便的形式模擬產生現場實際狀態，為程序的運行創造必要的環境條件。根據產生現場信號的方式不同，模擬調試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式。

1）硬件模擬法是使用一些硬件設備（如用另一臺PLC或一些輸入器件等）模擬產生現場的信號，并將這些信號以硬接線的方式連到PLC系統的輸入端，其時效性較強。

2）軟件模擬法是在PLC中另外編寫一套模擬程序，模擬提供現場信號，其簡單易行，但時效性不易保證。模擬調試過程中，可采用分段調試的方法，并利用編程器的監控功能。

（六）硬件實施

硬件實施方面主要是進行控制柜（臺）等硬件的設計及現場施工。主要內容有：

1) 設計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖。

2)設計系統各部分之間的電氣互連圖。

3)根據施工圖紙進行現場接線，并進行詳細檢查。

由于程序設計與硬件實施可同時進行，因此PLC控制系統的設計周期可大大縮短。 

    （七）聯機調試

 聯機調試是將通過模擬調試的程序進一步進行在線統調。聯機調試過程應循序漸進，從PLC只連接輸入設備、再連接輸出設備、再接上實際負載等逐步進行調試。如不符合要求，則對硬件和程序作調整。通常只需修改部份程序即可。

全部調試完畢后，交付試運行。經過一段時間運行，如果工作正常、程序不需要修改，應將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。

（八）整理和編寫技術文件

技術文件包括設計說明書、硬件原理圖、安裝接線圖、電氣元件明細表、PLC程序以及使用說明書等。