如何设计自动控制系统

任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

1、最大限度地满足被控对象的控制要求

充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。

2、保证PLC控制系统安全可靠

保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。

3、力求简单、经济、使用及维修方便

一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。

4、适应发展的需要

由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有余量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。

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针对无关变量，可采取的控制方法主要有：

1、控制研究者的影响

针对研究者的行为和特点可能对自变量效果造成的混淆，可采用两种办法：一是选择合适的研究者；一是使研究者保持恒定。合适的研究者可通过在研究进行前对其进行培训达到；而使研究者保持恒定就是说尽量由相同的研究者对不同的群体进行研究。

2、恒定法

有些无关变量，如机体变量无法予以消除，那么可采用恒定法使其保持不变。这一方法常用在实验组和控制组设计中。

3、平衡法

平平衡法却可在无关变量的二个或更多水平上保持不变。当一个研究中的被试变量的水平不同，其个体的数目也不同的情况下，可用平衡法来控制。

无关变量的辨别

由于无关变量可能混杂在自变量中影响因变量的变化，因而可能会对研究结果的内部效度构成威胁。因此，必须要对无关变量的影响加以控制或消除，否则就无法确定因变量变化的根本原因。

一般而言，研究中的无关变量可能包括环境变量、程序变量和机体变量。环境变量和程序变量，主要包括物理环境的特点和由研究者的行为和特点引起的变量。

例如，在关于两种不同教学方法的效果的对比研究中，农村和城市由于在社会环境、学校教学设施水平上的差异，对教学效果将产生影响，倘若对此不加以控制，就很难确定教学效果是由教学方法的差异引起的，还是教学环境的不同造成的。

此外研究者的动机、个性、期望和社会交往技能等也可能构成研究的无关变量。例如在对中小学生进行有关师生关系的问卷调查时常常委托不同班级的教师协助发放问卷，而教师对师生关系问题的敏感程度，或顾及班级、学校的声誉，可能会对学生回答问题加以某种暗示，从而产生无关变量。

还有一种无关变量是机体变量，即被试固有的一些机体特征，如年龄、性别、智力水平等。也可能作为无关变量同自变量的影响发生混淆。

1.系统设计与设备选型

a.分析你所控制的设备或系统，plc最主要的目的是控制外部系统，这个系统可能是单个机器，机群一个生产过程。

b.判断一下你所要控制的设备或系统的输入输出点是否符合可编程控制器的点数要求。

c.判断一下你所要控制的设备或系统的复杂程度，分析内存容量是否够。

2.i/q赋值（分配输入输出）

a.将你所要控制的设备或系统的输入信号进行赋值，与plc的输入信号编号相对应。（列表）

b.将你所要控制的设备或系统的输出信号进行赋值，与plc的输出信号编号相对应。（列表）

3.设计控制原理图

a.设计出较完整的控制草图

b.编写你的控制程序

c.在达到你的控制目的的前提下尽量简化程序

4.程序写入plc

将你的程序写入可编程控制器

5.编辑调试修改你的程序

a.程序差错（逻辑及语法检查）

b.在局部插入end，分段调试程序

c.整体运行调试

6.监视运行情况

在监视方式下，监视一下你的控制程序的每一个动作是否正确，如不正确返回步骤5，如果正确则做第七步

7.运行程序（千万别忘记备份你的程序）

煤矿地面生产系统中的应用

步骤有：

1、根据工艺流程分析控制要求，明确控制任务，拟定控制系统设计的技术条件。

2、确定所需的用户输入设备、输出设备、由输出设备驱动的控制对象。估算PLC的I/O点数；分析控制对象与PLC之间的信号关系，信号性质，根据控制要求的复杂程度，控制精度估算PLC的用户存储器容量。

3、选择PLC。PLC的选择包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。选择PLC的依据是输入输出形式与点数，控制方式与速度、控制精度与分辨率，用户程序容量。

4、分配、定义PLC的I/O点，绘制I/O连接图。

5、PLC控制程序设计。

6、控制柜设计和现场施工。在进行控制程序设计的同时，可进行硬件配备工作，主要包括强电设备的安装、控制柜的设计与制作、可编程序控制器的安装、输入输出的连接等。

使用氛围及行业分布

PLC具有操作简单，设计弹性以及经济实惠等优点，广泛地应用于各种工业环境的控制系统中，担任着工厂自动化控制中核心控制的角色。PLC系统的实际应用包含多领域，如中央空调设计，自动化的生产线及设备和停车场机械设备等。

现在市面上的PLC系统具有繁多的种类，不同的制造厂商以及PLC系统设计的针对性都会让其不同，但是，我们可以依据机组的复杂程度将PLC系统分为大、中、小型。工业上常使用大型的PLC系统，而小型PLC适用于一般的工厂及学校。

以上内容参考：百度百科——PLC控制系统设计

产品设计成本的控制是成本控制的首要环节，是成本控制的重中之重。设计阶段的成本控制就是运用价值工程分析等技术对产品的功能需求、设计和定型、设备和材料的选用等进行技术经济分析和成本功能分析，选出最佳方案，其重点是首先做好市场调研，掌握第一手的资料，明确新开发产品的价格底线并据此制订出合理的消耗定额和目标成本，力求设计方案能真正做到完美无缺，以最少的人力、物力和财力达到规定的最佳设计要求。每个设计方案完成后都要进行成本论证，将产品构成材料的各种替代品进行比较，将可能的设计方案进行比较和改进，尽量将成本控制在目标成本之下。在产品投产以后仍应该注意新的材料的优质或等质的替代材料的出现和及时应用，保持其前瞻性与持续性、动态性。

设计成本控制的方法：

按照目标成本进行控制的第一关就是设计成本控制，设计成本是企业对还未生产但准备生产的产品为了决定其该否生产而事先测算的产品成本，是事先控制产品成本的有效手段。

设计成本控制的有效方法是：功能——成本分析，即运用价值工程的方法，分析功能与成本的比值，以便在确保必要功能的前提下，降低产品成本，价值工程(VE)，亦称“价值分析”，是以功能分析为核心，使产品或作业能达到适当的价值，即用最低的成本来实现(或创造)它应具备的必要功能的一项有组织的活动。价值工程的目的是以最低的成本，使某产品或某作业具有适当的价值，即实现(或创造)它应具备的必要功能，这里的“价值”不是从价值构成的角度去理解的，而是从价值的功能的角度来阐述的。而“功能”则是指一种产品(或作业)所担负的职能和所起的作用(即使用价值)。功能应以满足用户的需要为前提，如产品的功能很全面、很高，但某些功能并非一般用户所需要，即为功能过剩；相反如某功能达不到用户的要求，即为功能不足，所有这些都要通过开展价值工程加以解决，而目标成本的制定，即是价值工程应用的一种具体表现形式。