工業(yè)機器人既有“手臂”，也有“手指”，甚至還有“腿”可以移動，那么工業(yè)機器人是否有“大腦”呢？PLC可能就是我們所謂的“大腦”。這個“大腦”是設(shè)計出來的？現(xiàn)在分享一份關(guān)于PLC控制系統(tǒng)及其軟硬件系統(tǒng)設(shè)計的干貨，關(guān)注公眾號“三〇智工”，技能人才就業(yè)一步到位以及企業(yè)免費發(fā)布招聘崗位。

01、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟

系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容：

① 擬定控制系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)條件

② 選擇電氣傳動形式和電動機、電磁閥等執(zhí)行機構(gòu)

③ 選定 PLC 的型號

④ 編制 PLC 的輸入 / 輸出分配表或繪制輸入 / 輸出端子接線圖

⑤ 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的要求編寫軟件規(guī)格說明書，然后再用相應(yīng)的編程語言（常用梯形圖）進行程序設(shè)計

⑥ 了解并遵循用戶認知心理學(xué)，重視人機界面的設(shè)計，增強人與機器之間的友善關(guān)系

⑦ 設(shè)計操作臺、電氣柜及非標準電器元部件

⑧ 編寫設(shè)計說明書和使用說明書，關(guān)注公眾號“三〇智工”，技能人才就業(yè)一步到位以及企業(yè)免費發(fā)布招聘崗位。

02、PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計

（1） PLC 型號的選擇

① 對輸入 / 輸出點的選擇

② 對存儲容量的選擇

③ 對 I/O 響應(yīng)時間的選擇

④ 根據(jù)輸出負載的特點選型

⑤ 對在線和離線編程的選擇

⑥ 據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型

⑦ 對 PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇

（2）分配輸入 / 輸出點

① 確定 I/O 通道范圍

②確定內(nèi)部輔助繼電器

③ 分配定時器 / 計數(shù)器

03、PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計方法及步驟

（1）PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計的方法

① 圖解法編程

a. 梯形圖法

b. 邏輯流程圖法

c. 時序流程圖法

d. 步進順控法

② 經(jīng)驗法編程

③ 計算機輔助設(shè)計編程

（2）PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計的步驟

① 對系統(tǒng)任務(wù)分塊

② 編制控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖

③ 繪制各種電路圖

④ 編制 PLC 程序并進行模擬調(diào)試

⑤ 制作控制臺與控制柜

⑥ 現(xiàn)場調(diào)試

⑦ 編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場試運行

控制單元輸入端子接線

輸入線盡可能遠離高壓線和動力線等干擾源

不能將輸入設(shè)備連接到帶“ . ”端子上

交流型PLC的內(nèi)藏式直流電源輸出可用于輸入；直流型PLC的直流電源輸出功率不夠時，可使用外接電源

切勿將外接電源加到交流型PL 的內(nèi)藏式直流電源的輸出端子上

切勿將用于輸入的電源并聯(lián)在一起，更不可將這些電源并聯(lián)到其他電源上

控制單元輸出端子接線

輸出線盡可能遠離高壓線和動力線等干擾源

不能將輸出設(shè)備連接到帶“ . ”端子上

各“ COM ”端均為獨立的，故各輸出端既可獨立輸出，又可采用公共并接輸出。當各負載使用不同電壓時，采用獨立輸出方式；而各個負載使用相同電壓時，可采用公共輸出方式

當多個負載連到同一電源上時，應(yīng)使用型號為 AFP1803 的短路片將它們的“ COM ”端短接起來

若輸出端接感性負載時，需根據(jù)負載的不同情況接入相應(yīng)的保護電路。在交流感性負載兩端并接RC串聯(lián)電路；在直流感性負載兩端并接二極管保護電路；在帶低電流負載的輸出端并接一個泄放電阻以避免漏電流的干擾。以上保護器件應(yīng)安裝在距離負載50cm以內(nèi)，關(guān)注公眾號“三〇智工”，技能人才就業(yè)一步到位以及企業(yè)免費發(fā)布招聘崗位。

在PLC內(nèi)部輸出電路中沒有保險絲，為防止因負載短路而造成輸出短路，應(yīng)在外部輸出電路中安裝熔斷器或設(shè)計緊急停車電路

實例：PLC在機床控制中的作用

工藝要求：

四工位組合機床由四個工作滑臺，各帶一個加工動力頭，組成四個加工工位。除了四個加工工位外，還有夾具、上下料機械手和進料器四個輔助裝置以及冷卻和液壓系統(tǒng)共四部分。工藝要求為有上料機械手自動上料，機床的四個加工動力刀頭同時對一個零件進行加工，一次完成一個零件，通過下料機械手自動取走加工完的零件。要求具有全自動、半自動、手動三種工作方式。

下圖是組合機床控制系統(tǒng)全自動工作循環(huán)和半自動工作循環(huán)式的狀態(tài)流程圖。圖中S2是初始狀態(tài)，驅(qū)動它的條件是各滑臺、各輔助裝置都處在原位，夾具為松開狀態(tài)，料道有待加工零件且潤滑系統(tǒng)工作正常，關(guān)注公眾號“三〇智工”，技能人才就業(yè)一步到位以及企業(yè)免費發(fā)布招聘崗位。

組合機床全自動和半自動工作過程：

上料 按下啟動按鈕，上料機械手前進，將零件送到夾具上，夾具加緊零件。同時進料裝置進料，之后上料機械手退回原位，放料裝置退回原位

加工 四個工作滑臺前進，四個加工動力頭同時加工，洗端面、打中心孔。加工完成后，各工作滑臺退回原位

下料 下料機械手向前抓住零件，夾具松開，下料機械手退回原位并取走加工完的零件。

這樣就完成了一個工作循環(huán)。如果選擇了預(yù)停，則每個循環(huán)完成后，機床自動停在原位，實現(xiàn)半自動工作方式；如果不選擇預(yù)停，則機床自動開始下一個工作循環(huán)，實現(xiàn)全自動工作方式，關(guān)注公眾號“三〇智工”，技能人才就業(yè)一步到位以及企業(yè)免費發(fā)布招聘崗位。

04、PLC的選型

四個工位組合機床電氣控制系統(tǒng)有輸入信號42個，輸出信號27個，均為開關(guān)量。其中外部輸入元件包括：17個檢測元件、24個按鈕開關(guān)、1個選擇開關(guān)；外部輸出元件包括：16個電磁閥、6個接觸器、5個指示燈。

根據(jù)I/O信號的數(shù)量、類型以及控制要求，同時考慮到維護、改造和經(jīng)濟等諸多因素，決定選用FX2N -64MR主機和一個輸出擴展單元FX-16EX，這樣共有48個輸入點，輸出點就是主機的32點，滿足控制要求。

I/O地址編號;將輸入信號42個，輸出信號27個按各自的功能類型分好，并與PLC的I/O端一一對應(yīng)，編排好地址。列出外部I/O信號與PLCI/O端地址對照表，如表所示，關(guān)注公眾號“三〇智工”，技能人才就業(yè)一步到位以及企業(yè)免費發(fā)布招聘崗位。

05、PLC梯形圖程序

四工位組合機床的PLC控制系統(tǒng)梯形圖包括初始化程序、手動調(diào)整程序和自動工作程序。圖2是四工位組合機床在全自動與半自動工作方式時的梯形圖程序，它采用了STL步進指令編寫，程序簡捷、清楚。圖3四工位組合機床初始化程序梯形圖，關(guān)注公眾號“三〇智工”，技能人才就業(yè)一步到位以及企業(yè)免費發(fā)布招聘崗位。