基于三菱PLC的LED数码管显示控制系统-公开DOC毕业论文.doc

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惠州学院

HUIZHOUUNIVERSITY

毕业论文（设计）

中文题目：

LED循环显示控制电路的研制

英文题目：

DevelopmentofLEDCycleShowControlCircuit

姓名

学号080705134

专业班级08电气信息工程

（1）班

指导老师

提交日期

l

摘要：

本设计是基于三菱PLC的LED数码管显示控制系统。

利用PLC对数码管进行控制，结合触摸屏的远程操作和监视功能，使得系统的可靠性高，编程方便，调试和运作维护简单，尤其对于复杂的控制系统，优势更为明显。

以三菱PLC对数码管显示进行控制，触摸屏与PLC进行通信，把数码管的状态显示在触摸屏上乃至在触摸屏上对数码管进行控制。

本文首先介绍PLC的历史与发展，接着对PLC的选型进行了分析,并对FX系列的PLC做了概述。

接着对三菱PLC编程软件（GXDeveloper），三菱触摸屏编程软件（GTDesigner2）乃至三菱触摸屏A960GOT进行一些介绍。

关键词：

PLC三菱触摸屏A960GOT八段LED数码管GXDeveloperGTdesigner2

　　Abstract:

ThedesignisbasedontheMitsubishiPLC,LEDdigitaldisplaycontrolsystem.UsingthePLCtocontroldigitalcontrolcombinedwithtouchscreenremoteoperationandmonitoringfunctions,thehighreliabilityofthesystem,programming,commissioningandoperationandmaintenancesimple,especiallyforcomplexcontrolsystem,theadvantageismoreobvious.MitsubishiPLCcontrolleddigitaldisplay,touchscreenandPLCcommunications,digitalcontrolofthestatusdisplayonthetouchscreenandevencontrolonthetouchscreendigitalcontrol.

ThispaperfirstintroducesthehistoryanddevelopmentofthePLC,andthenwereanalyzedforPLCselectionandFXseriesPLCoverview.ThentheMitsubishiPLCprogrammingsoftware（GXDeveloper）,Mitsubishitouchscreenprogrammingsoftware（GTDesigner2）aswellasMitsubishitouchscreenA960GOT.

　　Keywords:

PLC,MitsubishitouchscreenA960GOT，eightoutLEDdigitaltube,GXDeveloperGTdesigner2

前言 1

第一章绪论 1

1.1PLC的介绍 1

1.1.1PLC的发展过程 2

1.1.2PLC的发展趋势 2

1.1.3PLC的主要特点 3

1.1.4PLC的组成 4

1.2 PLC和触摸屏在LED数码管控制中的应用的意义 8

第二章 PLC控制LED数码管显示设计 9

2.1 PLC编程软件选择 9

2.2 确定显示时各段的电平情况 9

2.3 确定PLC的I/O点的分配 10

2.4 程序梯形图 11

第三章 触摸屏界面设计 23

3.1 触摸屏简介 23

3.2 触摸屏编程、仿真软件选择 23

3.3 监控界面的设计 23

3.3.1 新建工程 23

3.3.2 操作界面的建立 26

第四章 PLC与触摸屏的通信 31

4.1PLC与触摸屏通信介绍 31

4.2GTSimulator2与PLC之间的连接 31

结束语 34

参考文献 35

致谢 36

l

前言

可编程逻辑控制器，又称可编程控制器，有过多种定义。

可以看作是一种经过特殊设计的工业计算机，整个的设计原则就是简单与实用。

1968年，通用汽车公司的液压部门为了消除既复杂又昂贵的继电器控制系统，确立了第一个可编程控制器的招标指标。

该设计规格需要固态系统和电脑技术，并要求能够在工业环境中生存，也能够方便地编程，并且可以重复使用。

该控制系统将大大减少机器的停机时间，并为未来提供了可扩展性。

该招标由DEC公司中标，这套系统于1969年研制出来，这是第一台可编程控制器，型号为PDP-14，应用取得成功。

其后，美国的MODICON公司也推出了同名的084控制器，1971年日本推出了DSC-80控制器，1973年西欧国家的各种可编程控制器也研制成功。

这些早期的控制器满足了最初的要求，并且打开了新的控制技术的发展的大门。

本文在组织结构上做了如下的安排

●本文在绪论部分着重论述PLC

●第二章为PLC程序编写

●第三章为触摸屏编程

●第四章为触摸屏与PLC通信实现对LED数码管显示的监控

●最后为结论和总结自己的心得体会

第一章绪论

1.1PLC的介绍

1.1.1PLC的发展过程

虽然PLC问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模，超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也迅速发展，其发展过程大致可分三个阶段：

①早期的PLC（60年代末—70年代中期）

PLC一般称为可编程逻辑控制器。

这时的PLC多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制，定时等。

它在硬件上以准计算机的形式出现，在I/O接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。

装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。

另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。

在软件编程上，采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式—梯形图。

因此，早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指使，能重复使用等。

其中PLC特有的编程语言—梯形图一直沿用至今。

②早期的PLC（60年代末—70年代中期）

在70年代，微处理器的出现使PLC发生了巨大的变化。

美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元（CPU）。

这样，使PLC得功能大大增强。

在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。

在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块。

并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC得应用范围得以扩大。

③近期的PLC（80年代中、后期至今）

进入80年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的当次普遍提高。

而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。

这样使得PLC软、硬件功能发生了巨大变化。

1.1.2PLC的发展趋势

随着计算机科学的发展和工业自动化的愈来愈高的需求，可编程控制技术得到了飞速的发展。

仅仅将PLC理解为开关量控制的话，那就是一个错误的概念了。

综合国外特别是欧洲及国内的发展动态，其发展趋势主要有以下几个方面:

1.可编程控制技术的标准化

2.大型计算机特点的集成

3.系统的开放性和兼容性

4.通用性和专业化的结合

5.可编程控制技术的智能化

6.可靠性与冗余

1.1.3PLC的主要特点

1、可靠性高

①所有的I/O接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离

②各输入端均采用R-C滤波器其滤波时间常数一般为10~20ms.

③各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰

④采用性能优良的开关电源

⑤对采用的器件进行严格的筛选

⑥良好的自诊断功能一旦电源或其他软硬件发生异常情况CPU立即采用有效措施以防止故障扩大

⑦大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高

2、丰富的I/O接口模块

  PLC针对不同的工业现场信号如

   ①交流或直流

   ②开关量或模拟量

   ③电压或电流

   ④脉冲或电位

   ⑤强电或弱电等

   有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备如

   ①按钮

   ②行程开关

   ③接近开关

   ④传感器及变送器

   ⑤电磁线圈

   ⑥控制阀

   直接连接另外为了提高操作性能它还有多种人-机对话的接口模块;为了组成工业局部网络它还有多种通讯联网的接口模块等等。

3、采用模块化结构

   为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构，PLC的各个部件包括CPU电源I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。

4、编程简单易学

   PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。

5、安装简单维修方便

   PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接即可投入运行，各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障，由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行。

1.1.4PLC的组成

   PLC的硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。

其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。

   对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内，其组成框图如图2-5所示；对于模块式PLC，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架