PLC电子计算器设计Word格式文档下载.docx

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控制工艺的主要内容包括：

1）设计出硬件系统的结构图、接线图等；

2）系统有启动、停止功能；

3）运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；

4）程序结构与控制功能自行创新设计；

5）进行系统调试，实现电子计算器的控制要求。

二、电子计算器的相关知识

计算器一般由运算器、控制器、存储器、键盘、显示器、电源和一些可选外围设备及电子配件通过人工或机器设备组成。

低档计算器的运算器、控制器由数字逻辑电路实现简单的串行运算，其随机存储器只有一、二个单元，供累加存储用。

高档计算器由微处理器和只读存储器实现各种复杂的运算程序，有较多的随机存储单元以存放输入程序和数据。

第2章控制系统总体方案设计

2.1系统的硬件组成

由于电子计算器的输入/输出接点少，要求电气控制部分体积小，成本低，并能够用计算机对PLC进行监控和管理，故选用日本OMRON（立石）公司生产的多功能小型C20P主机。

该机输入点为12，输出点为8。

内部主要有：

136个辅助继电器、16个特殊功能继电器、160个保持继电器、8个暂存继电器、48个定时/计数器、64个16位数据存贮器。

其次我们需要一组数字按键，其中包含启动键、加号键、减号键、乘号键及除号键。

此外需要连接数字键与PLC的导线。

2.2控制方法分析

首先需要设置一个启动按钮。

先按下数字键，接着按下加减乘除键时需要将被加减乘除数存储起来；

然后按下数字键，接着按下等号键时，将加减乘除数存储起来，并将两个数进行算术运算。

此过程需要使用中间继电器以及@MOV、+BC、-BC、*B、/B函数（对BCD码进行加减乘除运算）；

为了节省I/O资源，可以采用SDEC函数。

当执行条件为ON时，根据其控制字C的内容，对S进行译码，并将结果放入指定的通道R中；

而R中的bit00~06及bit08~14分别对应数码管的a、b、c、d、e、f、g段（bit07和bit15不用），这样便大大节省了I/O资源。

图1-1为电子计算器的控制流程图。

2.3I/O分配

根据控制系统的设计要求，设计出电子计算器的I/O分配如下表2-1所示。

表2-1I/O点分配

输入设备

输入点号

输出设备

输出点号

按键0-9

00000~00009

加法指示灯

01010

加号

00010

减法指示灯

01011

减号

00011

乘法指示灯

01012

乘号

00012

除法指示灯

01013

除号

00013

启动按钮

00014

等号

00015

2.3系统接线图的设计

根据设计要求，及所选系统系统硬件连接图2-1所示。

图2-1电子计算器外部连线图

接线之前需检查每根导线是否能用；

接线时需将电源关掉，保证安全操作。

PLC的输入端口及输出端口的地端应该接入同一个COM。

第3章电子计算器控制系统梯形图程序设计

3.1电子计算器控制程序流程图设计

根据设计要求及硬件接线图可以得到如图3-1所示的程序流程图。

图3-1电子计算器控制流程图

3.2电子计算器控制设计程序流程图分析

首先，如图3-1所示，按下启动按钮AC（00014）启动计算器；

按下被加减乘除数；

然后按下加减乘除符号中的任意一个，此时相应的运算指示灯亮，与此同时，被加减乘除数放入缓存中；

接着，按下等号键后运算指示灯灭，且加减乘除数放入另一个缓存区内，利用CX-Programmer画出相应的梯形图，并运用该软件中给出的函数模块进行运算。

程序及梯形图见附录。

第4章监控系统的设计

数字计算器采用数字键盘输入，通过PLC缓存区存放数值，并通过数码管显示计算结果。

根据设计任务和要求，用组态软件绘制的硬件操作界面图3-1所示，其中PLC集成于计算器内部，进行简单的数学运算和驱动LED显示。

图3-1电子计算器界面图

第5章系统调试及结果分析

5.1系统调试

运用CX-Programmer7.3软件画出梯形图后，点击编译按钮。

确认无误后，选择菜单栏中的“模拟”，然后选择“在线模拟”，即用CX-Simulator1.5进行软件仿真；

软件仿真正确无误后，就可以进行计算机与PLC的连接了。

此时点击菜单栏上的“PLC”，选择“在线工作”即可。

5.2结果分析

由按键输入的数字会出现在7段数码管上，只限4位数。

当按加、减、乘、除号时，对应的小灯会亮起，继续输入数字出现在7段数码管上，同样只限4位数，按等于号时，7段数码管会将缓存中的计算结果显示出来，如果结果为负值只能显示数字部分不会显示符号部分。

其次就是一个数除以0的运算也无法实现。

课程设计心得

此次的PLC课程设计让我更加熟练地掌握了用CX-Programmer画梯形图的方法。

不仅曾经在课堂上学到的知识巩固了，也让我学会了一些新的知识，比如对BCD码进行算术运算的+BC、-BC、*B、/B函数以及译码指令SDEC函数的使用。

其次就是知道了当实验环境不能允许的情况下，可以用仿真软件达到硬件连接的效果，就是CX-Simulator的使用。

本次课程护设计使我对欧姆龙系列PLC又有了更深刻和直观的认识，对于梯形图和程序的编写有了简单的了解，并通过自己的努力和同学的帮助完成了计算器的功能设计，提高了思考和动手能力。

该设计的硬件方面连线部分比较复杂，容易出现接线错误和调试失败，也会出现数码管输出错误。

它的设计按软件工程的方法进行,系统具有良好的界面、必要的交互信息和较好的封装性；

醒目美观的软件封面。

使用人员能快捷简单地进行操作。

即时准确地获得需要的计算的结果，充分降低了数字计算的难度和节约了时间。

从这次的课程设计中充分体会到了自学的个中乐趣

参考文献

[1][M].北京:

中国轻工业出版社,2003.

[2][M].北京:

机械工业出版社,2002.

[3]CAD[M].北京:

中国水利水电出版社,2002.

[4][M].北京:

[5][M].北京:

化学工业出版社,2003.

[6]SYSMACCS/CJ系列可编程控制器指令参考手册[M].2003.

附录

梯形图如下：

程序如下：

ANDLD

OUTTR0

LDTR0

@MOV（021）#2D0

@MOV（021）#2D1

+BC（406）D0D1D2

-BC（416）D0D1D2

*B（424）D0D1D2

/B（434）D0D1D2

SDEC（078）D2#0110D2