基于PLC的时钟设计Word格式文档下载.docx

1、关键字 PLC 数码管 计数器 第一章PLC的概要1.1 PLC的由来可编程序控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC。1.2 PLC特点 PLC具有极高大可靠性，并且具有

2、丰富的I/O接口模块，同时它采用模块化结构，编程简单易学，安装简单，维修方便。1.3 PLC的发展20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工

3、业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各

4、样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。1.4 PLC的未来1.产品规模向大、小两个方向发展 大：I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化。 小：由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。2.PLC在闭环过程控制中应用日益广泛 3.不断加强通讯功能 4.新器件和模块不断推出 高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外，还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、远程I/O模块等专用化模块。5.编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化 有各种简单

5、或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的PLC指令系统 6.发展容错技术 采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。7.追求软硬件的标准化。第二章PLC控制电子钟设计2.1 七段共阴数码管电子钟PLC程序设计原理2.11控制要求：1. 用四个七段数码管分别显示“时十位”、“时个位”、“分十位”和“分个位”。2. 用特殊继电器SM0.5提供秒脉冲3. 有“预置”和“校对”时间功能。I/O分配：X0运行开关，X1预置按钮；Y0A，Y1B，Y2C，Y3D，Y4E，Y5F，Y6G；Y7“秒闪烁”指示；Y13“时十位”显示，Y12“时个位”显示，Y11“分十位”显示，Y

6、10“分个位”显示。COM端接线：COM1和COM2（Y0Y7所对应的公共端）接24V直流电源“+”极，COM3（Y10Y13所对应的公共端）和COM接24V电源“-”极。2.12总体设计思想为了减少输出点数和接线，可以将四个共阴数码管的阳极都用Y0Y6来驱动，但让其依次轮班接通；四个数码管的阴极分别用Y10Y13来同步控制其接通“-”极的时间，以期达到四个数码管轮番显示的目的。2.13具体设计过程1. 由特殊继电器SM0.5提供秒脉冲，用Y7输出。2. 用计数器C0将秒脉冲变成分脉冲。3. 用左移位指令SHL-W形成分个位左移码。4. 用左移位指令SHL-B形成分十位左移码。5. 用左移位指

7、令SHL-W形成时个位左移码。6. 用左移位指令SHL-B形成时十位左移码。7. 用左移位指令SHL-B安排四个数码管轮番接通。8. 将四个左移位码分别译成七段数码管的字显示码，并考虑四个数码管轮番接通问题。9. 将数字显示码用Y0Y6输出。 AF G BE CD七段共阴数码管2.2 编程元件地址分配编程元件地址分配编程元件编程地址符 号作 用辅助继电器M0.1M1C0复位及分钟个位显示脉冲M0.2M2分钟十位显示移位脉冲M0.3M3小时个位显示移位脉冲M0.4M4小时十位显示移位脉冲M1.0M10分钟个位显示“0”M1.1M11分钟个位显示“1”M1.2M12分钟个位显示“2”M1.3M13

8、分钟个位显示“3”M1.4M14分钟个位显示“4”M1.5M15分钟个位显示“5”M1.6M16分钟个位显示“6”M1.7M17分钟个位显示“7”M2.0M20分钟个位显示“8”M2.1M21分钟个位显示“9”M2.2M2210分钟到信号M3.0M30分钟十位显示“0”M3.1M31分钟十位显示“1”M3.2M32分钟十位显示“2”M3.3M33分钟十位显示“3”M3.4M34分钟十位显示“4”M3.5M35分钟十位显示“5”M3.6M361小时到信号M3.7M3724小时到信号M4.0M40小时个位显示“0”M4.1M41小时个位显示“1”M4.2M42小时个位显示“2”M4.3M43小时个

9、位显示“3”M4.4M44小时个位显示“4”M4.5M45小时个位显示“5”M4.6M46小时个位显示“6”M4.7M47小时个位显示“7”M5.0M50小时个位显示“8”M5.1M51小时个位显示“9”M5.2M5210小时到信号M6.0M60小时十位显示“0”M6.1M61小时十位显示“1” 续表M6.2M62小时十位显示“2”M8.0M80分钟个位调整脉冲M8.1M81分钟十位调整脉冲M8.2M82小时个位调整脉冲M8.3M83小时十位调整脉冲M9.0M90选择分钟个位显示M9.1M91选择分钟十位显示M9.2M92选择小时个位显示M9.3M93选择小时十位显示M10.0M100分钟个位

10、a段M10.1M101分钟个位b段M10.2M102分钟个位c段M10.3M103分钟个位d段M10.4M104分钟个位e段M10.5M105分钟个位f段M10.6M106分钟个位g段M11.0M110分钟十位a段M11.1M111分钟十位b段M11.2M112分钟十位c段M11.3M113分钟十位d段M11.4M114分钟十位e段M11.5M115分钟十位f段M11.6M116分钟十位g段M12.0M120小时个位a段M12.1M121小时个位b段续表2.3 输入/输出继电器的地址分配2.31 输入/输出继电器的地址分配2.4 数字电子钟控制系统的方案2.41 方案论证目前常用的数字电子钟控

11、制方法有单片机控制PLC控制。两种方式的控制原理基本相似，都是分别以各自的主控器件来完成门信号的采集、运行状态控制和设定，达到自动调节和控制运行的功能。本设计采用PLC控制方式，选用西门子S7-200PLC作控制器，继电器输出，时间显示用4个数码管,完成本设计要求的各项指标，实现数字电子钟的控制。数字电子钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，PLC控制数字电子钟采用数码管显示。 2.42.控制要求数字电子钟的控制要求如下：（1） 开机时初始状态显示为00时00分，按下启动按钮，控制器开始计时工作。（2） 能将时间显示调整到当前的时间。（3） 设

12、置相应的手动按钮，使控制器使用更加方便。2.43数码管显示原理 开机时显示为00时00分PLC的输出点分别接到七段数码管的Y0Y6上。要显示数字只需要Y0Y6有输出信号。例如，显示1只需Y1和Y2有信号输出，它的十进制常数为K6=1*2+1*4,即K6转换为二进制数正好满足要求。再把常数值K6由MOV指令传送到相应的数码管就可以显示数字了。2.44 数字电子钟的程序（1）控制任务设计一个数字电子钟，用LED数码管显示当前的时间，根据控制要求，需要显示的时间如下：秒：由SM0.5来实现一秒的脉冲发生器分钟：显示范围为0059，用两只LED数码管显示小时：显示范围为0023，用两只LED数码管显示

13、（2）LED数码管的工作原理一只LED数码管可以看成是一组LED，有两种接线方式，一种是共阴极接法，一种是共阳极接法。当发光二极管为正向偏置时，就会点亮。（3）秒脉冲发生器所谓秒脉冲发生器就是每秒生成一个脉冲，这个脉冲是所有计时器的基准，可以通过编程的方式实现，也可以利用PIC的特殊继电器，如S7200的周期为1秒的脉冲发生器SM0.5来实现，编程更简单。第三章 数字电子钟梯形图程序第四章 总结由于数字电子钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。所以数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。与传统机械钟相比，它具有走时准确、显示直观无机械传动装置等优点。在数字显示方面，目

14、前以有集成的记数、译码电路，他可以直观的驱动数码显示器件。也可直接采用CMOS-LED光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。这些电路装置十分小巧，安装使用也方便，如果想实现大型光电显示，可以加一定的驱动电路，采用白炽灯显示系统,做起来也不困难。数字电子钟是以不同的计数器为基本单元构成的，它的用途十分广泛，只要有计时、计数的存在，便要用到数字钟的原理及结构；同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱。采用PLC的定时中断功能实现定时，不仅定时精度高，编程简单，显示效果稳定可靠，具有较大的实用价值。通过数字电子钟的设计于制作，我们能够掌握一定的

15、汇编语言知识并用于编写程序，掌握了定时与计数器的使用方法，以及微机常用的输入输出方式及接口技术。培养了自己的动手操作和实践能力，学习并巩固了程序设计的基本思路和方法。附录（1） 参考文献1 胡学林 可编程控制器教程 北京 电子工业出版社。2 廖常初 S7200PLC编程及应用 北京 机械工业出版社。3 康华光 电子技术基础模拟部分（第四版）.高等教育出版社，1999。4 康华光 电子技术基础数字部分（第四版）.高等教育出版社，2000。5 李振声 实验电子技术.国防工业出版社，2001。6 任为民 电子技术基础课程设计.中央广播电视大学出版社，1997。7 钟肇新 范建东 可编程控制器原理及应

16、用.广州：华南理工大学出版社，2003。附录（2） 谢辞三年的大学生活即将划上一个句号， 而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。经过几月的时至今日，毕业设计终于可以告一段落了，现在回想起做这个设计的整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜，不过也乐其中！这次毕业设计使我把书本上的理论知识运用到相关的具体内容上，让我自身的设计能力得到了培养和提高。在设计过程中，我通过查阅大量相关资料、自学、同同学交流，向老师请教等方式，使自己学到了不少知识。虽然经历了不少艰辛，但收获却也同样令人欣慰！在整个设计开发过程中，我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活产生非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。在此我要特别感谢我们指导老师苑毅老师，他的悉心教导以及孜孜不倦我才有了这部完整的设计，他时常督促我们认真快速的完成设计以便更好的投入到工作中!同时还要感谢我的父母，是他们一直默默的支持我、鼓励我，让我顺利完成学业！还有我的室友们，感谢他们在大学三年给我生活和学习上的帮助！