plc控制系统设计包括硬件设计和软件设计。
1.plc控制系统的硬件设计
硬件设计是plc控制系统的至关重要的一个环节，这关系着plc控制系统运行的可靠性、安全性、稳定性。主要包括输入和输出电路两部分。
(1)plc控制系统的输入电路设计。plc供电电源一般为ac85-240v，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件(如电源滤波器、1：1隔离变压器等);隔离变压器也可以采用双隔离技术，即变压器的初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大地，次级线圈屏蔽层接plc输入电路的地，以减小高低频脉冲干扰。
plc输入电路电源一般应采用dc24v,同时其带负载时要注意容量，并作好防短路措施，这对系统供电安全和plc安全至关重要，因为该电源的过载或短路都将影响plc的运行，一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍，plc输入电路电源支路加装适宜的熔丝，防止短路。
(2)plc控制系统的输出电路设计。依据生产工艺要求，各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出，它适应于高频动作，并且响应时间短;如果plc系统输出频率为每分钟6次以下，应首选继电器输出，采用这种方法，输出电路的设计简单，抗干扰和带负载能力强。
如果plc输出带电磁线圈等感性负载，负载断电时会对plc的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护plc。
当plc扫描频率为10次/min以下时，既可以采用继电器输出方式，也可以采用plc输出驱动中间继电器或者固态继电器(ssr)，再驱动负载。
对于两个重要输出量，不仅在plc内部互锁，建议在plc外部也进行硬件上的互锁，以加强plc系统运行的安全性、可靠性。
对于常见的ac220v交流开关类负载，例如交流接触器、电磁阀等，应该通过dc24v微小型中间继电器驱动，避免plc的do接点直接驱动，尽管plc手册标称具有ac220v交流开关类负载驱动能力。
(3)plc控制系统的抗干扰设计。随着工业自动化技术的日新月异的发展，晶闸管可控整流和变频调速装置使用日益广泛，这带来了交流电网的污染，也给控制系统带来了许多干扰问题，防干扰是plc控制系统设计时必须考虑的问题。一般采用以下几种方式：
隔离：由于电网中的高频干扰主要是原副边绕组之间的分布电容耦合而成，所以建议采用1：1超隔离变压器，并将中性点经电容接地。
屏蔽：一般采用金属外壳屏蔽，将plc系统内置于金属柜之内。金属柜外壳可靠接地，能起到良好的静电、磁场屏蔽作用，防止空间辐射干扰。
布线：强电动力线路、弱电信号线分开走线，并且要有一定的间隔;模拟信号传输线采用双绞线屏蔽电缆。
2.plc控制系统的软件设计
在进行硬件设计的同时可以着手软件的设计工作。软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图，这是plc应用的最关键的问题，程序的编写是软件设计的具体表现。在控制工程的应用中，良好的软件设计思想是关键，优秀的软件设计便于工程技术人员理解掌握、调试系统与日常系统维护。
(1)plc控制系统的程序设计思想。由于生产过程控制要求的复杂程度不同，可将程序按结构形式分为基本程序和模块化程序。
基本程序：既可以作为独立程序控制简单的生产工艺过程，也可以作为组合模块结构中的单元程序;依据计算机程序的设计思想，基本程序的结构方式只有三种：顺序结构、条件分支结构和循环结构。
模块化程序：把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块，分别编写和调试，最后组合成一个完成总任务的完整程序。这种方法叫做模块化程序设计。我们建议经常采用这种程序设计思想，因为各模块具有相对独立性，相互连接关系简单，程序易于调试修改。特别是用于复杂控制要求的生产过程。
(2)plc控制系统的程序设计要点。plc控制系统i/o分配，依据生产流水线从前至后，i/o点数由小到大;尽可能把一个系统、设备或部件的i/o信号集中编址，以利于维护。定时器、计数器要统一编号，不可重复使用同一编号，以确保plc工作运行的可靠性。
程序中大量使用的内部继电器或者中间标志位(不是i/o位)，也要统一编号，进行分配。
在地址分配完成后，应列出i/o分配表和内部继电器或者中间标志位分配表。
彼此有关的输出器件，如电机的正/反转等，其输出地址应连续安排，如q2.0/q2.1等。
(3)plc控制系统编程技巧。plc程序设计的原则是逻辑关系简单明了，易于编程输入，少占内存，减少扫描时间，这是plc编程必须遵循的原则。
下面介绍几点技巧：
plc各种触点可以多次重复使用，无需用复杂的程序来减少触点使用次数。
同一个继电器线圈在同一个程序中使用两次称为双线圈输出，双线圈输出容易引起误动作，在程序中尽量要避免线圈重复使用。如果必须是双线圈输出，可以采用置位和复位操作(以s7-300为例如sq4.0或者rq4.0)。
如果要使plc多个输出为固定值1(常闭)，可以采用字传送指令完成，例如q2.0、q2.3、q2.5、q2.7同时都为1，可以使用一条指令将十六进制的数据0a9h直接传送qw2即可。
对于非重要设备，可以通过硬件上多个触点串联后再接入plc输入端，或者通过plc编程来减少i/o点数，节约资源。例如：我们使用一个按钮来控制设备的启动/停止，就可以采用二分频来实现。
模块化编程思想的应用：我们可以把正反自锁互锁转程序封装成为一个模块，正反转点动封装成为一个模块，在plc程序中我们可以重复调用该模块，不但减少编程量，而且减少内存占用量,有利于大型plc程序的编制。