PLC校园作息控制课程设计.doc

1、PLC校园作息控制PLC校园作息控制课设20目 录摘要1第一章 概述21.1 设计任务简要介绍21.2作息时间的控制要求21.3 作息时间控制流程图2第二章 程序设计52.1 PLC控制器输入输出点的分配52.2 I/O接线图62.3 时间控制显示程序62.3.1秒脉冲显示程序62.3.2 分的显示程序72.3.3 时显示程序72.3.4 星期显示程序82.3.5 自动扫描程序92.4开机显示92.4.1 数字显示原理图92.4.2 辅助器与时间的对应表102.4.3 数值的显示102.5 广播、打铃、灯的程序设计10小结13参考文献14附录15摘 要可编程控制器（Programmable C

2、ontroller）简称PC，在办公自动化和工业自动化中广泛使用的（Personal Computer）也称PC，为了避免混淆，现在一般将可编程控制器简称PLC（Programmable Logic Controller）它是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。可编程控制器从诞生至今，在短短的30来年里，得到了异常迅猛的发展，已经成为当

3、代工业化的主要支柱之一。本次所做的设计是关于PLC校园作息控制的，详细的阐述了系统组成，系统硬件连接和系统软件设计，并详细的介绍了系统工作原理。通过三菱FX2N-32MR小型PLC为例，实现对校园时间的控制，改变PLC的程序来改变校园时间按打铃，广播及宿舍灯的控制，实现了作息时间无人控制的自动化，科学化管理和操作。利用PLC实现校园作息时间的控制既保证了时间控制的准确性，又达到了特殊情况下的时间设置的灵活性。该控制系统硬件设备结构简单，易操作，准备度高，系统灵活性，实用性强，成本低，适用于各类院校的作息时间控制。 第一章 概述1.1 设计任务简要介绍利用PLC制作的作息时间控制器采用数码显示准

4、确显示星期、时、分,按照学校的作息时间自动打铃、放关广播、放关音乐、学生宿舍灯的开关,同时该PLC作息时间控制器还设置了手动按钮,用于星期、时、分手动调整。1.2 作息时间的控制要求该作息时间控制系统的控制要求如下：1)开机时初始状态显示为00时00分，显示星期为“星期一”。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日期及时间；3)可按所设置的时间要求打铃；4)作息时间表如下表1-1所示(此处只列出夏季作息时间表)；5)设置相应的手动按钮，使控制器使用更加方便。 表1-1 作息时间表项目起始项目起始项目起始早上预备铃7:40下午预备铃14:30晚自习预备铃18:50第一节课

5、7:508:35第五节课14:4015:25第九节课19:0019:45第二节课8:459:30第六节课15:3516:20第十节课19:5520:40第三节课9:5010:35第七节课16:3017:15宿舍熄灯22:30第四节课10:4511:30第八节课17:2518:10宿舍开灯16:30午间广播11:3512:25旁晚广播18:1019:001.3 作息时间控制流程图 图1.1 原理图图1.2 流程图图1.3 模块结构图第二章 程序设计2.1 PLC控制器输入输出点的分配根据设计要求，此设计的I/O分配表如下表所示：表2-1 I/O分配表输入信号输出信号名称代号输入点编号名称代号输出

6、点编号启动按钮SB1X0数码管a段aY0停止按钮SB2X1数码管b段bY1手动打铃SB3X2数码管c段cY2“分”调整按钮SB4X3数码管d段dY3“时”调整按钮SB5X4数码管e段eY4“天”调整按钮SB6X5数码管f段fY5开广播SB7X6数码管g段gY6关广播SB8X7数码管公共端D1Y10开灯SB9X10数码管公共端D2Y11关灯SB10X11数码管公共端D3Y12数码管公共端D4Y13数码管公共端D5Y14秒闪烁发光二极管POINTY15广播继电器KA1Y16电铃继电器KA2Y17宿舍灯KA3Y202.2 I/O接线图根据设计要求，此设计的I/O接线图如下图2.1所示： 图2.1 I

7、/O接线图2.3 时间控制显示程序时间显示程序分秒脉冲显示、分钟显示、小时显示以及星期显示，当秒脉冲计数60次之后向分钟进位。当分钟显示数码管显示到59之后又向小时进位，而小时则是用了一个计数器，当计数器计了24次之后向星期进位，同理星期显示也是用了一个计数器，7次之后使程序全部复位。2.3.1 秒脉冲显示程序秒脉冲程序梯形图如图2.2所示。当按下SB0时，即X0闭合，发出启动信号，使辅助继电器M200线圈得电并且自锁。利用M8013为C0产生的1s计数脉冲，而C0常开触电驱动M0，使M0成为分进位脉冲。图2.2 秒脉冲程序图2.3.2 分的显示程序分的显示梯形图如下图2.3所示M21驱动加1

8、指令INC为分个位计数，当前值存于D0之中，七段码显示指令SEGD将D0中的数据解译后通过Y0Y6显示其当前值。当D0当前值为10时，比较指令CMP使得M20接通，从而D0复位为“0”。M20同时作为分十位的计数脉冲，分十位当前值存于Dl，同样利用七段码显示指令SEGD将D1中的数据解译后通过Y0Y6显示其当前值。当Dl当前值为6时，比较指令CMP使得M37接通，从而Dl复位为“0”，这样，由Dl和D0便组成了分的显示。当需要对分进行手动调整时，可按下“手动分调整”按钮SB4，即X3闭合，D1和D0当前值随之改变，调整至预设值，松开SB4即可。 图2.3 分的显示程序图2.3.3 时显示程序时

9、显示梯形图如下图2.4所示M37驱动加1指令INC为时个位计数，当前值存于D2之中，七段码显示指令SEGD将D2中的数据解译后通过Y0Y6显示其当前值。当D2当前值为10时，比较指令CMP使得M48接通，从而D2复位为“0”。M48同时作为时十位的计数脉冲，时十位当前值存于D3，七段码显示指令SEGD将D3中的数据解译后通过Y0Y6显示其当前值。当D3、D2当前值分别为2、4时，比较指令CMP分别使得M35、M25接通，从而D3、D2复位为“0”，实现24制计时模式的显示。图2.4 时显示程序图当需要对时进行手动调整时，可按下“手动分调整”按钮SB5，X4闭合，D3、D2当前值随之改变，调整至

10、预设值，松开SB5即可。2.3.4 星期显示程序星期显示梯形图如下图2.5所示。M15驱动加l指令INC为天计数，当前值存于D4之中，七段码显示指令SEGD将D4中的数据解译后通过Y0Y6显示其当前值。当D4当前值为8时，比较指令CMP使得M51接通，从而D4复位为“1”。由于七段码数码管无法显示文字，所以此处用“7”来表示星期“日”，另外D4的初始值设为“l”。即系统从星期“一”开始显示。图2.5 星期显示程序图当需要对时进行手动调整时，可按下“手动分调整”按钮SB6，即X5闭合，D4当前值随之改变，调整至预设值，松开SB6即可。2.3.5 自动扫描程序数码管的动态显示梯形图如下图2.6所示

11、。系统启动后，送1到D10中，M8011产生l0ms的脉冲使褥D10中的16位二进制数据每l0ms向左旋转l位当Y14置1时D10重新被置1，如此实现数码管的高速循环动态的显示。 图2.6 自动扫描程序图2.4 开机显示开机时，时间显示为星期1，00时00分。数字显示原理如图2.7所示，PLC的输出点Y0Y6分别接七段数码管的ag 。要显示数字只需要Y0Y6有输出信号，即Y0Y7字元件中Y0Y6有输出为1时才有数字显示出来。例如，显示1只需要Y1和Y2有信号输出，它的十进制常数为K6=1*2 +1*2*2，即K6转换为二进制数正好满足要求。再把常数K6用MOV指令传送到相应的数码管中就可显示数

12、字了。各辅助继电器与其对应的时间见表2-2。表2-3为显示数字09的常数值。2.4.1 数字显示原理图Y0Y5 Y6 Y1Y4 Y2Y3图2.7 数字显示原理2.4.2 辅助器与时间的对应表根据设计要求，各辅助继电器与其对应的时间表如表2-2所示： 表2-2 各辅助继电器与其对应的时间0123456789分个位M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10分十位M13M14M15M16M17M18时个位M21M22M23M24M25M26M27M28M29M30时十位M33M34M35星期M40M41M42M43M44M45M462.4.3 数值的显示根据设计要求，显示数字09的常数值如表2-3所

13、示：表2-3 显示数字09的常数值显示数字 输出点状态 常数值Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y000111111K6310000110K621011011K9131001111K7941100100K10251101111K10961111111K12570000111K781111111K12791101111K1112.5 广播、打铃、灯的程序设计灯、广播、打铃程序设计。由于灯广播、打铃的控制实质是时间点的控制，通过表2-2中适当辅助继电器的组合，便可精确实现。下面仅以宿舍灯的控制为例详细说明，梯形图如下图2.8所示。灯的控制梯形图如2.10所示。当到学校开灯时间时，以下一组辅助继电器 ：（M3

14、4，M27，M16，M1）的常开触点闭合，辅助继电器M57线圈得电闭合，其串接在输出继电器Y20上的常开触点闭合，使输出继电器Y20得电并且自锁，打开电灯开关。当需要手动开灯时，只要按下按钮SB9，即X10闭合，使输出继电器Y20得电并且自锁，打开电灯开关。当到熄灯时间时，以下一组辅助继电器 ：（M35，M23，M16，M1）的常开触点闭合，辅助继电器M58线圈得电闭合使其串接在输出继电器Y20线圈上的常闭触点断开，输出继电器Y20断开，电灯熄灭。当需要手动关灯时，只需按下SB10，则X11闭合，辅助继电器M59得电，串接在输出继电器Y20线圈上的常闭触点断开，使输出继电器Y20断电。图2.9

15、为广播的程序梯形图，图2.10为电铃的程序梯形图。图2.10 灯程序图图2.9 广播程序图图2.10 电铃程序图小 结根据课程设计的设计要求，我先开始设计分、小时和星期显示的程序。在实现024小时和星期显示的基础之上，我开始在原有的程序上加打铃的程序，也就是当显示到规定的时间的时候后电铃自动动作或者不动作。在控制打铃的程序中，我先分析其打铃的时间，使电铃能在规定的时间工作，设置其工作时间，制定工作表格。在电铃能够正常工作之后，再开始在程序上加开（熄）学生宿舍灯的程序，在数码管显示到一定时间的时候能自动开（熄）学生宿舍的灯。具体实现的方法是，时间到规定的时候，学生宿舍开始亮灯，到了该关灯的时候，

16、线圈断电，学生宿舍停电。当程序全部设计完之后，开始在软件上设计程序图，完成各个步骤。 通过本次毕业设计，我们学会了程序的设计、分析。采用PLC进行校园作息时间的自动控制系统设计，通过模拟运行，结果表明该系统有较好的自动循环控制功能，运行可靠、操作方便、安全经济，使学校教学管理及学生的学习生活等各项活动更加便利。 参考文献1蔡红斌.电气控制与PLC控制技术.清华大学出版社；2王万丽、庆文、戴永福.三菱系列PLC原理及应用M .人民邮电出版社；3鲁远栋.PLC机电控制系统应用设计技术(第2版) M .电子工业出版社。附录时间设计任务完成情况教师签名2012.06.11-6.13查找资料完成苏两河2012.6.14-6.16程序设计完成苏两河2012.6.17-6.18完成设计初稿完成苏两河2012.6.19初稿上交完成苏两河2012.6.20-6.21查缺补漏，查找错误的地方，加以改正完成苏两河2012.622上交最终定稿，答辩疑问完成苏两河指导教师意见及成绩评定对学生设计过程、设计质量的评分依据总评成绩指导教师（签名）： 年 月 日教研室及系审定意见教研室主任（签名）： 年 月 日（系公章）