PLC自動打鈴控制器設(shè)計

1、 自動打鈴控制器設(shè)計班級0924092專業(yè)自動化課程名稱電氣控制與PLC電氣與電子工程系2012年6月一、設(shè)計任務(wù)、作息時間控制器控制設(shè)計大綱2、具體要求二、系統(tǒng)總體設(shè)計 # 1、系統(tǒng)概述的選型端口分配4系統(tǒng)接線圖5、系統(tǒng)流程圖三、軟件設(shè)計及簡介1、計時及時間調(diào)節(jié)程序2、顯示程序3、作息時間表程序4、控制程序5電鈴控制程序4控制器輸入輸出點分配5、作息時間控制器使用說明四、設(shè)計總結(jié)參考文獻概述），是指以計算機技術(shù)為即可編程控制器（基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算

2、術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運算、功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升，

3、這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。我國可編程控制器的引進、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴大了的應(yīng)用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。可以預(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。所以才被越來越多的人所熟悉，也被廣泛的應(yīng)用于自動化的生產(chǎn)與生活當(dāng)中。而本課題就來源于學(xué)校的實際情況，包括上下課打鈴程序、雙休日控制程序以及控制學(xué)生宿舍開（熄）燈等自動化程序的控制，相信將會更加貼近生活，服務(wù)大眾。、設(shè)計任務(wù)作息時間控制設(shè)計大綱PLC作息時間控制器采用數(shù)碼顯示，能夠準(zhǔn)確顯示分、時、星

4、期，在一定的時間內(nèi)能夠自動打鈴。此外，該PLC作息時間控制器還設(shè)置了手動按鈕，用于調(diào)整分鐘、小時和星期。具體要求上課鈴與下課鈴的鈴音不同（鈴音響的頻率不同，上課鈴為短音：響秒，停秒；下課鈴為長音：響秒，停秒），其他的鈴音為連續(xù)音。每次打鈴的時間為秒。星期六，星期日不打鈴。具有時間顯示功能，顯示器件為數(shù)碼管。顯示內(nèi)容為：分，小時及星期。具有時間（分，小時，星期）調(diào)整的功能。某學(xué)校的作息時間表如下表所示：時間內(nèi)容時間內(nèi)容起床第五節(jié)上課鈴早操第五節(jié)下課鈴第一節(jié)預(yù)備鈴第六節(jié)上課鈴第一節(jié)上課鈴第六節(jié)下課鈴第一節(jié)下課鈴第七節(jié)上課鈴第一節(jié)上課鈴第七節(jié)下課鈴第二節(jié)下課鈴第八節(jié)上課鈴第三節(jié)上課鈴第八節(jié)下課鈴第三

5、節(jié)下課鈴?fù)碜粤?xí)開始第四節(jié)上課鈴?fù)碜粤?xí)結(jié)束第四節(jié)下課鈴熄燈第五節(jié)預(yù)備鈴表、系統(tǒng)總體設(shè)計1、系統(tǒng)概述本次設(shè)計是采用來控制數(shù)碼管的顯示和響鈴的輸出，分，時，星期均采用進行外部七段譯碼。其中時間顯示為動態(tài)顯示，星期顯示為靜態(tài)顯示，該系統(tǒng)能根據(jù)作息時間表自動控制電鈴，有時間星期顯示調(diào)節(jié)及控制功能，當(dāng)秒脈沖計數(shù)60次之后向分鐘進位。當(dāng)分鐘顯示數(shù)碼管顯示到59之后又向小時進位，而小時則是用了一個計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)器計了24次之后向星期進位，同理星期顯示也是用了一個計數(shù)器，7次之后使程序全部復(fù)位。有分鐘調(diào)節(jié)、小時調(diào)節(jié)和星期調(diào)節(jié)按鈕各一個，計時開始和假期控制按鈕各1個，啟動和停止按鈕各1個，共7個輸入口，14個輸出

6、口.系統(tǒng)接通電源，通過分鐘調(diào)節(jié)按鈕，小時調(diào)節(jié)按鈕，將系統(tǒng)時間和星期調(diào)節(jié)為當(dāng)前時間和星期；然后按下計時開始按鈕，系統(tǒng)開始計時；系統(tǒng)時間和星期通過數(shù)碼管顯示出來。按下啟動按鈕，系統(tǒng)進入控制狀態(tài)，將系統(tǒng)當(dāng)前時間和星期與作息時間表比較，又輸出口端口輸出打鈴控制信號。上課鈴為短音，響0.秒5，停0.秒5，共持續(xù)15秒；下課鈴為長音，響0.秒5，停0.秒5，共持續(xù)15秒；起床，早操等時間的鈴聲為連續(xù)打鈴；為了不影響休息周六周日不打鈴。2的選型因需要個輸入點，個輸出點，考慮到實際應(yīng)用中留有一定的端口余量，且電鈴為直流負(fù)載，由于三菱系列的在小型控制系統(tǒng)中比較占有優(yōu)勢和市場，本次設(shè)計也是小型的控制系統(tǒng)，我們學(xué)習(xí)

7、的也是三菱的系列的，根據(jù)上一章的知識，所以我們采用我們熟悉的三菱來控制該系統(tǒng)3、PLCI/O端口的分配根據(jù)功能的要求，我統(tǒng)一了I/O接點的分配，如下圖輸入輸出X0啟動按鈕Y0時間顯示譯碼芯片7448A腳XI停止按鈕Y1時間顯示譯碼芯片7448B腳X2分鐘調(diào)節(jié)Y2時間顯示譯碼芯片7448C腳X3小時調(diào)節(jié)Y3時間顯示譯碼芯片7448D腳X4星期調(diào)節(jié)Y4選擇小時十位數(shù)7448芯片LTRBIRBOX5計時開始Y5選擇小時個位數(shù)7448芯片LTRBIRBOX6假期控制按鈕Y6選擇分鐘十位數(shù)7448芯片LTRBIRBOY7選擇分鐘個位數(shù)7448芯片LTRBIRBOY10星期顯示譯碼芯片7448A腳Y11星

8、期顯示譯碼芯片7448B腳Y12星期顯示譯碼芯片7448C腳Y13星期顯示譯碼芯片7448D腳Y14星期顯示7448芯片LTRBIRBOY15打鈴的輸出、系統(tǒng)接線圖Y0-Y9-0i1IY4-111SRP1Y5-111SB3HY6_iii3/JLY7-111咒RH5Y10-Y13_111SRft嚴(yán)0-.i1iY15-0227星期 # 5、系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)流程圖如下圖所示控制程序是本系統(tǒng)的核心部分，任何外部硬件都是在程序的控制下進行運轉(zhuǎn)的。為了便于分析，下面將分段對程序進行注釋該系統(tǒng)軟件由計時及時間調(diào)節(jié)程序，顯示程序，作息時間表程序和控制程序四個結(jié)構(gòu)組成。 、軟件設(shè)計及簡介1.計時及時間調(diào)節(jié)程序m8

9、011為1ms周期振蕩，x2為分鐘調(diào)節(jié)按鈕，m8014為lmin振蕩，當(dāng)x5得電，每過一分鐘c0實現(xiàn)自動加1。x2為分鐘調(diào)節(jié)按鈕，按x2可通過m8011起使c0計數(shù)增加，從而調(diào)節(jié)分鐘。x3為小時調(diào)節(jié)按鈕，當(dāng)c0計滿到60時，c0常開閉合小時數(shù)c1自動加1并使c0從0開始計數(shù)。X4為星期調(diào)節(jié)按鈕，當(dāng)小時數(shù)c1計滿到24時，星期數(shù)自動加1并使c1復(fù)位。C2計數(shù)滿7時也會自動復(fù)位。 #2.顯示程序 # # #BCD轉(zhuǎn)換指令是將源元件中的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼送到目標(biāo)元件，分別將CO內(nèi)的數(shù)據(jù)換成BCD碼送到M200M207,C1內(nèi)的小時數(shù)據(jù)換成BCD碼送到M210M217,C2內(nèi)的星期數(shù)據(jù)換成BCD碼

10、送到M220M227通過MOV傳送指令將BCD碼分別輸入，通過7448七段顯示譯碼器驅(qū)動共陰極顯示器顯示數(shù)碼。M100導(dǎo)通將M214M217的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到Y(jié)0-Y3中，Y0-Y3接到時間顯示譯碼芯片7448的A,B，C,D腳，由7448內(nèi)部結(jié)構(gòu)，驅(qū)動共陰極顯示器顯示數(shù)碼，現(xiàn)實的數(shù)為小時的十位數(shù)；同理M210-M213,M204-M207,M200-M203分別轉(zhuǎn)移到Y(jié)0-Y3,M220-M227的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到Y(jié)010-Y013，驅(qū)動共陰極顯示器顯示數(shù)碼，顯示的分別為小時的個位，分鐘的十位，分鐘的個位，以及星期。時間繼電器T200,T201,T202,T203分別計時一次為10ms,理論上數(shù)碼管顯示

11、是一閃一閃的，但由于頻率高，人眼不易看出來。此時T2O3又對所有的時間繼電器進行復(fù)位，以便下一個掃描周期使用。 l33.作息時間表程序 l3K1040KI40羌：lliJK12S0KI320MUL和ADD指令一起作用是將當(dāng)前時間計算為分鐘數(shù)放到數(shù)據(jù)寄存器D1中CMP指令則是將當(dāng)前分鐘值與設(shè)定值進行比較決定對哪個輔助繼電器輸出例如【CMPD1K360MO】若D1中的數(shù)小于360,則M0=l,R若D1中的數(shù)等于360,則Ml=l,若D1中的數(shù)大于360,則M2=1最后兩行指令是判斷是否為周六周日，若是，則后面的控制程序就不用運行。4、控制程序 # 由作息時間程序知，若是上課時間點時是M10,M16

12、,M22,M28,M37,M43,M49,M55中與時間點對應(yīng)的輔助繼電器的那個運作并上升沿輸出M100;若是下課時間點M13,M19,M25,M31,M40,M46,M52,M58中與時間點對應(yīng)的輔助繼電器的那個Y運作并上升沿輸出M101;若是其他時間點到，M1,M4,M7,M34,M61,M64,M67，中與時間點對應(yīng)的那個輔助繼電器運作并上升沿輸出M102。 5、電鈴控制程序348M300355M400369M3013761302397Y015梓NDT21M67H卜M301TilTilMT32MT9THMK150(T31K150T32.K20T20K10T21K150T9K5(T10K5

13、T11390405M401T卜M402H卜401M300T卜TilHFM301T卜M302H卜M400T卜M100T卜M300T卜T10MIDIT卜T20M302MIOT卜M302.T卜 #當(dāng)上課信號M100來到時，分別由T10和T11定時器控制讓其分別響0.5秒，停0.5秒并由T9控制讓其響鈴15秒當(dāng)下課信號M101來到時，分別由T20,T21定時器控制。T20為你設(shè)定鈴聲響的定時器，為2秒；T21為設(shè)定的鈴聲停的定時器，為1秒，并由T9控制響鈴為15秒當(dāng)信號M102來到時，由T9控制讓其連續(xù)響鈴15秒。四、設(shè)計總結(jié)根據(jù)課程設(shè)計任務(wù)書的設(shè)計要求，我們通過之前一個星期的學(xué)習(xí)和實驗，為這次設(shè)計提供了經(jīng)驗，使我們能在規(guī)定時間內(nèi)完成了課程要求，仿真成功并能使自動打鈴系統(tǒng)順利運行，完成了預(yù)期目標(biāo)通過本次課程設(shè)計，我們學(xué)會了程序的設(shè)計、分析，數(shù)碼管針腳的尋找。在實際的操作過程中遇到了很多棘手的問題，但是在指導(dǎo)老師以及同學(xué)們的共同努力下把問題都一一解決了。在此我必須感謝我們的指導(dǎo)老師，在老師的指導(dǎo)及同學(xué)們的共同努力下才順利完成了本次課程設(shè)計的任務(wù)。通過本次課程設(shè)計，我