3.PLC控制系统的硬件设计
(参见教课书P284第二节 PLC控制系统的硬件设计)
3.1 PLC的选型
本次课程设计：（定机型：S7-300－CPU314C-2DP）
(例：仅供参考)
本次交通灯设计用的是来自西门子公司的S7-200可编程控制器。西门子公司的SIMATIC S7-200系列属于小型PLC，可用来代替继电器的简单控制场合，也可用于负载的自动化控制系统。由于他有极强的通信功能，在大型网络控制系统中也能充分发挥其作用。它可靠性高，可以用梯形图，语句表和功能图块三种语言来编程。它是指令丰富，指令功能强大，易于掌握，操作方便，内置有高速计数器，高速输出，PID控制器、RS-485通信/编程接口、PPI通信协议，MPI通信协议和自由端口模式通信功能，最大可以扩展到248点数字量I/O或35路模拟量I/O，最多有30多个KB程序和数据存储空间。
3.2 用户存储器容量的估计 3.3 I/O点数的估算
I/O是PLC的一项重要指标。合理选择I/O点数即可使系统满足控制要求，又可使系统总投资最低。PLC的输入/输出总点数和种类应根据被控对象所需控制的模拟量、开关量等输入/输出设备情况(包括模拟量、开关量等输入信号和需控制的输出设备数元件要占用一个输入/输出点。考虑到今后的调整和扩充，一般应在估计的总点数上加上20%～30%的备用量。
3.4 电源模块选择
3.5 I/O分配表 (例：仅供参考)
表1 I/O分配表
分类 地址 说明 输 入 中 间 继 电 器 输 出 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 W0.01 W0.02 W0.03 W1.01 W1.02 W1.03 W1.04 W2.01 W2.02 W2.03 W2.04 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 X0溢出控制 X1高水位到中水位的上触点 X2高水位到中水位的下触点 X3中水位到低水位的上触点 X4中水位到低水位的下触点 X5启动控制 低水位中间继电器 中水位中间继电器 高水位中间继电器 上升沿越过0.01中间继电器 上升沿越过0.02中间继电器 上升沿越过0.03中间继电器 上升沿越过0.04中间继电器 下降沿越过0.01中间继电器 下降沿越过0.02中间继电器 下降沿越过0.03中间继电器 下降沿越过0.04中间继电器 Q1高水位亮绿灯 Q2中水位亮黄灯 Q3低水位亮红灯 M1电机1 M2电机2 M3电机3
3.6 状态分配表 (例：仅供参考)
表2状态分配表 工序名称 准备 前进 后退 延时5S 状态器地址号 M1.0 M1.1 M1.2 M1.3 功 能 初始 前进(Q0.0输出，驱动电动机M1正转) 前进(Q0.1输出，驱动电动机M1反转) 延时5S，(定时器T0设置为5S) 3.7电气原理图设计 (例：仅供参考)
具体画图需按国家标准画，参见要求到图书馆借阅的书
QFL1L2L3N电源灯HLU11V11W113 ～380V 50HZ注：1#←1#PLC的X、Y端子标号前缀FU1U12V12W12FU2U22V22W22清左右U1V1W1上下启停FU31#PLCLY0NY1X0X1X2X3X4X5X6X7Y6Y3Y4Y2HL0原点灯FU4KM1201KM2KM2202KM1KM3203KM4KM4204KM3YA吸持计满灯计满声KM2KM1SB0SQ1SQ2SQ3SQ4SB5SB6SA7SA20SB11升降电机0.5kWM13～Y5HL6HAKM4KM3禁点动/自U2V2W2移行电机0.5kW主电路M23～下上X20Y7X11Y10SB12X12COM0COM1COM2HL10步0灯辅助电路(PLC原理接线图) 每张图纸的右下角应标题栏还应提供项目代号等附加信息。 （图 名） ４０ 组 长 （签 名） （日期） 图号 设 计 校 核 标准化 共 张 第 张 （校 名、班级） 描 图 １３０ 图 标题栏栏目的尺寸与格式
3.8 电气元件型号规格的选定依据 3.8.1电器元件主要参数计算与选择 (例：仅供参考)
下面，对各电气元件型号规格的选定依据，详细说明如下：
（1）电动机所用接触器的选择
接触器的基本选择原则：接触器的额定电流≥电动机的额定电流
交流接触器一般按“AC-3类别”设计，如CJ20、CJX4类别的接触器，则应降级使用
v中小型工厂90KW及以下的笼型电动机，基本是一般任务型，属于“AC-3工作类别”。本例电动机M1功率为4KW，额定电流In=8.2A，故可选CJ20-10型交流接触器；为多留一点余量，实际CJ20-16，16A、380V，线圈额定电压选220V。 （2）热继电器的选择
热继电器的基本选择原则：热继电器座体的额定电流≧电动机的额定电流In；热元件的电流≧电动机的的电流In，动作整定值=（1.0~1.1）In，档电动机的启动电流不超过6倍且启动时间不超过5s是取1.0，其他情况可取1.1。
（3）笼型电动机所用低压断路器的选择
低压断路器又名自动开启开关，简称“空开”。
笼型电动机所用空开的基本原则：空开的壳架额定电流≧空开的额定电流，空开的额定电流=（1.5~2）电动机的额定电流In；瞬间脱扣整流电流≈12×电动机的额定电流In;热脱扣器（长延时）整流电流=（1~1.1）电动机的瞬时电流In；6倍长延时电流整定值的课返回时间＞电动机启动时间，按实际可选用返回时间1S、3S、5S、8S、15S中的某一档。本例电动机M1功率为功率4KW，额定电流In=8.2A，8.2A×2=16，故可选DJ20Y-100/3-20Y,20A（380A）、3极；瞬时脱扣整流脱扣整流电流12×20A，不带热脱扣器；热过载保护另由热继电器实现。
3.9电气元器件布置图设计 (例：仅供参考)
同时还标注尺寸(单位：mm)
QF0TA母线走线槽QF1QF2QF3QF4QF5走线槽KM1KM2KM3KM4KM5FR1FR2FR3走线槽FR4FR5走线槽KM6KM7KA1走线槽KA2KA3FU0FU1FU2FU3走线槽FU4FU5S7-200-CPU226 AC/DC/RELAYEM 222 D08×RELAY走线槽XT1走线槽XT2 3.10电气接线图设计 (例：仅供参考)