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第四章PLC控制系统设计原则和设计步骤
4.1设计原则
PLC控制系统是为工艺流程服务的，所以它首先要能很好的实现工艺提出的控制要求。PLC控制系统的设计应遵循以下原则：
（1） 根据工艺流程进行设计，力求设计出来的控制系统能最大限度满足控制要求。 （2） 在满足控制要求的前题下，尽量减少PLC系统硬件费用。
（3） 考虑到以后控制要求的变化，所以控制系统设计时应考虑到PLC的可扩展性。 （4） 控制系统使用和维护方便、安全可靠。
4.2设计步骤
一般PLC控制系统的设计步骤如图1-3所示，具体操作如下： （1）控制要求分析
在设计PLC控制系统之前，必须对工艺流程进行细致的分析，详细了解控制对象和控制要求，这样才能真正明白自己要完成的任务，设计出令人满意的控制系统。 （2）确定I/O设备
根据控制要求选择合理的输入设备（控制按钮、开关、传感器等）和输出设备（接触器、继电器等）。并根据选用的输入/输出设备的类型和数量，确定PLC的I/O点数。 （3）选择合适的PLC
确定PLC的点数后，就根据I/O点数、控制要求等来进行PLC的选择。选择包括机型、存储器容量、输入/输出模块、电源模块和智能模块等。 （4）PLC程序设计
本阶段就是根据控制对象和控制要求对PLC进行编程。首先把工艺流程分为若干阶段，确
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定每一阶段的输入信号和输出要控制的设备，还有不同阶段之间的关系，然后画出程序流程图，最后再进行程序编制。 （5） I/O点数分配
点数分配就是PLC的I/O端子和输入/输出设备的对应关系，画出I/O接线原理图。 （6）模拟调试
程序编制好后，可以用按钮和开关模拟数字量，电压源和电流源代替模拟量，进行模拟调试，使控制程序基本满足控制要求。 （7）现场联机调试
现场联机调试就是将PLC与现场设备进行调试。在这一步中可以发现程序存在的实际问题，然后经过修正后使其满足控制要求。 （8）整理技术文件
这一步主要包括整理与设计有关的文档，包括设计说明书、I/O接线原理图、程序清单和使用说明书等。
开始设计 控制要求分析 确定I/O设备 选择合适的PLC I/O点数分配 PLC程序设计 模拟调试 现场联机调试 整理技术文件
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设计结束
图4-1 设计步骤示意图
第五章 PLC的硬件知识
本章主要介绍PLC的各种硬件模块，以及PLC硬件系统配置的相关知识。通过本章的介绍，可以了解PLC的硬件知识，并知道如何在实际中应用这些模块。由于本次毕业设计应用的是三菱系统，因此，只介绍三菱FX2N的相关知识。
5．1 PLC的模块介绍
5.1.1 CPU模块
CPU模块是PLC控制系统的核心，它控制着整个PLC控制系统的有序运行。PLC控制系统中，PLC程序的输入和执行、PLC之间或PLC与上机之间的通信、接收现场设备的状态和数据都离不开该模块。CPU模块还可以进行自我诊断，即当电源、存储器、输入/输出端子、通信等出故障时，它可以给出相应的指示或做出相应的动作。
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图5-1 三菱FX2N CPU的模块面板示意图
三菱FX2N包括多种型号的CPU，它们的主要性能指标除了在外形尺寸和本机自带I/O点数有些不同外，其它性能基本相同，如表5-1所示。
表5-1 三菱FX2N CPU主要性能指标 项目 程序存储器容量 I/O点数 内部继电器 定时器 一般计数器 指令数目 性能指标 8000步内置，使用附加存储器盒可扩展到16000步 256点 3072点 256点 235点 基本顺序指令：27种 步进梯形指令：2种 应用指令：28种 指令处理速度 基本指令：0.08us/指令 应用指令：1.52至几百us/指令 5.1.2切换开关
PLC的方式开关有两种，一各是RUN/STOP开关，它只有RUN和STOP两种方式， 示意图如图5-2所示。三菱FX2N CPU的方式切换开关属于这一种。
图5-2 RUN/STOP 开关
（1） RUN方式
将CPU面板上的钥匙开关转到RUN位置，则强制性地实行RUN，进行I/O扫描并将程序的执行结果输出。如果程序上有错误，则不实行RUN。在该方式，通过编程器或通信上的程序指令无效。
（2） STOP方式
