基于PLC的數(shù)字電子鐘畢業(yè)設計完整版

1、XX職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）開 題 報 告 書學號：040510135 密級：畢業(yè)論文(設計)XX職業(yè)技術學院數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源姓 名學科專業(yè)研究方向指導教師完成時間程XX 電氣自動化 PLC設計 張XX 2013年4月畢業(yè)論文（設計）承諾書本人鄭重承諾：1、本論文（設計）是在指導教師的指導下，查閱相關文獻，進行分析研究，獨立撰寫而成的。2、本論文（設計）中，所有實驗、數(shù)據(jù)和有關材料均是真實的。3、本論文（設計）中除引文和致謝的內(nèi)容外，不包含其他人或機構已經(jīng)撰寫發(fā)表過的研究成果。4、本論文（設計）如有剽竊他人研究成果的情況，一切后果自負。畢業(yè)論文（設計）作者簽名： 簽字日期： 年 月 日畢

2、業(yè)論文（設計）版權使用授權書本論文作者完全了解亳州職業(yè)技術學院有關保留、使用論文的規(guī)定，有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權亳州職業(yè)技術學院可以將論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編論文。論文作者簽名： 指導教師簽名：簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日鍵入文字目 錄摘 要. 1前 言. 2第一章PLC控制電子鐘設計 . 31.1 七段共陰數(shù)碼管電子鐘PLC程序設計原理. 31.11控制要求： . 41.12總體設計思想 . 51.13具體設計過程 . 61.2 編程元件地址分配 .

3、61.3 輸入/輸出繼電器的地址分配 . 71.31 輸入/輸出繼電器的地址分配 . 92.4 數(shù)字電子鐘控制系統(tǒng)的方案 . 102.41 方案論證 . 102.43數(shù)碼管顯示原理 . 112.44 數(shù)字電子鐘的程序 . 12第三章 數(shù)字電子鐘梯形圖程序 . 12第四章 結論 . 13參考文獻 . 14致 謝 . 15PLC控制的智能定時鬧鐘設計摘 要本系統(tǒng)采用計數(shù)器、顯示器和校時電路組成。由LED數(shù)碼管來顯示plc所輸出的信號?？傮w方案設計由主體電路和擴展電路兩大部分組成。其中主體電路完成數(shù)字鐘的基本功能,擴展電路完成數(shù)字鐘的擴展功能。20世紀末，電子技術獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電

4、子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎的。因此，研究數(shù)字鐘及擴大其應用，有著非?，F(xiàn)實的意義。關鍵字 ：PLC 數(shù)碼管 計數(shù)器1PLC控制的智能定時鬧鐘設計前 言數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術的發(fā)展和采用了先進的石英技術，使數(shù)字鐘具有走時準確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點，它還用于計時、自動報時及自動控制

5、等各個領域?？删幊炭刂破鳎≒LC）是以微處理為核心的通用工業(yè)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)與計算機控制技術緊密結合，集計算機、控制、通信于一體，為工業(yè)自動化提供了幾乎完美的現(xiàn)代化自動控制裝置。近幾年，可編程控制器由于其優(yōu)良的控制性能，極高的可靠性，在各行各業(yè)中的應用日益廣泛普及。為此，各高校的電器自動化、電氣工程、供用電技術、機電一體化等相關專業(yè)相繼開設了有關可編程控制器原理及應用的課程。本設計以西門子公司的S7200CN為基礎，設計了PLC電子時鐘的梯形圖。本設計共分四大章：第一章是基礎部分，介紹了PLC的概述說明了PLC的發(fā)展史。第二章主要是數(shù)字電子鐘設計的軟件介紹及應用。第三

6、章是數(shù)字電子鐘的設計程序，進一步清楚的了解其內(nèi)部結果和工作原理。第四章是針對本設計在制作過程所參考文獻及資料的統(tǒng)一說明及介紹。最后是對指導老師及在本設計過程當中給予我們幫助的老師及領導的感謝。由于我們的水平有限，難免存在錯誤和疏漏，懇請領導、老師、讀者批評指正。2PLC控制的智能定時鬧鐘設計第一章PLC的概要1.1 課程設計準備知識學習PLC的最終目的是能把它應用到實際控制系統(tǒng)中去，若遇到實際的工業(yè)控制項目，需用PLC進行控制，應如何著手去設計一個控制系統(tǒng)。1.11 PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象（生產(chǎn)設備或生產(chǎn)過程）的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

7、因此，在設計PLC控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本：1. 最大限度地滿足被控對象的控制要求。設計前，應深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，搜集資料，并與機械部分的設計人員和實際操作人員密切配合，共同擬定電氣控制方案，協(xié)同解決設計中出現(xiàn)的各種問題。2. 在滿足控制要求的的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用和維修方便。3. 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。4. 考慮到生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進，在選擇PLC容量時，應適當留有余地。1.12 PLC控制系統(tǒng)設計的基本內(nèi)容PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶輸入、輸出設備連接而成的。PLC控制系統(tǒng)的基本內(nèi)容包括如下幾點：1. 選擇用戶輸入設備（按鈕、操作開關、限位開關和傳感器等、輸出設

8、備（繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件）以及輸出設備驅(qū)動的控制對象（電動機、電磁閥等）。這些設備屬于一般的電氣元件，自選擇方法請參考其他有關資料。2. PLC的選擇。PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件，對于保證整個控制系統(tǒng)的技術經(jīng)濟性能指標起著重要作用。選擇PLC，應包括機型、容量、I/O點數(shù)（模塊）、電源模塊以及特殊功3PLC控制的智能定時鬧鐘設計能模塊的選擇等。3. 分配I/O點，繪制電氣連接接口圖，并考慮必要的安全保護措施。4. 設計控制程序。梯形圖、語句表（可由編程軟件自動轉(zhuǎn)換或直接編寫）、控制系統(tǒng)流程圖等。控制程序是控制整個系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)工作正常、安全可靠的關鍵，因此控制程序

9、的設計必須經(jīng)過反復調(diào)試、修改，直到滿足為止。5. 必要時還需設計控制臺（柜）。6. 編制系統(tǒng)的技術文件。包括說明書、電氣圖及電氣元件明細表等。 傳統(tǒng)的電氣圖，一般包括電氣原理圖、電器布置圖及電氣安裝圖。在PLC控制系統(tǒng)中，這些圖可統(tǒng)稱為“硬件圖”。它在傳統(tǒng)的電氣圖的基礎上增加了PLC部分，所以，還應增加PLC的I/O輸入、輸出電氣連接圖（即I/O硬件接線圖）。此外，在PLC 控制系統(tǒng)中，電氣圖還應包括程序圖（梯形圖），可以稱之為“軟件圖”，便于用戶在生產(chǎn)發(fā)展過程或工藝改進時修改程序，或維修時分析和排除故障。1.13 PLC控制系統(tǒng)設計的一般步驟（1） 根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求：需要完成的

10、動作（動作順序、動作條件及必須的保護和聯(lián)鎖等）、操作方式（手動、自動；連續(xù)、單周期、單步等）。（2） 根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設備，據(jù)此確定PLC的I/O點數(shù)（3） 選擇PLC（考慮性價比等）（4） 分配PLC的I/O點，設計I/O電氣接口連接圖（也可結合第2步進行）（5） 進行PLC的程序設計，同時可進行控制臺（柜）的設計和現(xiàn)場施工在設計傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)時，必須在控制線路（接線等）設計完成后，才能進行控制臺（柜）的設計和現(xiàn)場施工。由此可見，可減少整個工程的施工量并大大縮短施工周期。（6） 對于較復雜的控制系統(tǒng)，需繪制系統(tǒng)流程圖，明確給出動作的順序和4PLC控制的智能定時鬧鐘設

11、計條件。（7） 設計梯形圖（并程序清單）。這是比較困難的但也是關鍵的一步。要設計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設計的基礎及實踐經(jīng)驗。（8） 程序輸入PLC并檢查輸入是否正確。（9） 調(diào)試和修改直至滿足要求。（10）控制臺（柜）及現(xiàn)場施工完成后，即可進行聯(lián)機調(diào)試，直至滿足生產(chǎn)要求。（11）編制技術文件。（12）交付使用。5PLC控制的智能定時鬧鐘設計第二章PLC控制電子鐘設計2.1 七段共陰數(shù)碼管電子鐘PLC程序設計原理2.11控制要求：2. 用四個七段數(shù)碼管分別顯示“時十位”、“時個位”、“分十位”和“分個位”。3. 用特殊繼電器SM0.5提供秒脈沖4. 有“預置”和“

12、校對”時間功能。I/O分配：X0運行開關，X1預置按鈕；Y0A，Y1B，Y2C，Y3D，Y4E，Y5F，Y6G；Y7“秒閃爍”指示；Y13“時十位”顯示，Y12“時個位”顯示，Y11“分十位”顯示，Y10“分個位”顯示。2.12總體設計思想為了減少輸出點數(shù)和接線，可以將四個共陰數(shù)碼管的陽極都用Y0Y6來驅(qū)動，但讓其依次輪班接通；四個數(shù)碼管的陰極分別用Y10Y13來同步控制其接通“-”極的時間，以期達到四個數(shù)碼管輪番顯示的目的。2.13具體設計過程1. 由特殊繼電器SM0.5提供秒脈沖，用Y7輸出。2. 用計數(shù)器C0將秒脈沖變成分脈沖。3. 用左移位指令SHL-W形成分個位左移碼。4. 用左移位

13、指令SHL-B形成分十位左移碼。5. 用左移位指令SHL-W形成時個位左移碼。6. 用左移位指令SHL-B形成時十位左移碼。7. 用左移位指令SHL-B安排四個數(shù)碼管輪番接通。8. 將四個左移位碼分別譯成七段數(shù)碼管的字顯示碼，并考慮四個數(shù)碼管輪番接通問題。6PLC控制的智能定時鬧鐘設計2.3 輸入/輸出繼電器的地址分配2.2 編程元件地址分配7PLC控制的智能定時鬧鐘設計續(xù)表8PLC控制的智能定時鬧鐘設計2.3 數(shù)字電子鐘控制系統(tǒng)的方案2.3.1方案論證目前常用的數(shù)字電子鐘控制方法有單片機控制PLC控制。兩種方式的控制原理基本相似，都是分別以各自的主控器件來完成門信號的采集、運行狀態(tài)控制和設定

14、，達到自動調(diào)節(jié)和控制運行的功能。本設計采用PLC控制方式，選用西門子S7-200PLC作控制器，繼電器輸出，時間顯示用4個數(shù)碼管,完成本設計要求的各項指標，實現(xiàn)數(shù)字電子鐘的控制。數(shù)字電子鐘是一個將“ 時”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。它的計時周期為24小時，PLC控制數(shù)字電子鐘采用數(shù)碼管顯示。2.3.2控制要求數(shù)字電子鐘的控制要求如下：（1） 開機時初始狀態(tài)顯示為00時00分，按下啟動按鈕，控制器開始計時工作。（2） 能將時間顯示調(diào)整到當前的時間。（3） 設置相應的手動按鈕，使控制器使用更加方便。2.3.3數(shù)碼管顯示原理開機時顯示為00時00分PLC的輸出點分別接到七段數(shù)碼管的

15、Y0Y6上。要顯示數(shù)字只需要Y0Y6有輸出信號。例如，顯示1只需Y1和Y2有信號輸出，它的十進制常數(shù)為9PLC控制的智能定時鬧鐘設計K6=1*2+1*4,即K6轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)正好滿足要求。再把常數(shù)值K6由MOV指令傳送到相應的數(shù)碼管就可以顯示數(shù)字了。（1）控制任務設計一個數(shù)字電子鐘，用LED數(shù)碼管顯示當前的時間，根據(jù)控制要求，需要顯示的時間如下：秒：由SM0.5來實現(xiàn)一秒的脈沖發(fā)生器分鐘：顯示范圍為0059，用兩只LED數(shù)碼管顯示小時：顯示范圍為0023，用兩只LED數(shù)碼管顯示（2）LED數(shù)碼管的工作原理一只LED數(shù)碼管可以看成是一組LED，有兩種接線方式，一種是共陰極接法，一種是共陽極接法。

16、當發(fā)光二極管為正向偏置時，就會點亮。（3）秒脈沖發(fā)生器所謂秒脈沖發(fā)生器就是每秒生成一個脈沖，這個脈沖是所有計時器的基準，可以通過編程的方式實現(xiàn)，也可以利用PIC的特殊繼電器，如S7200的周期為1秒的脈沖發(fā)生器SM0.5來實現(xiàn)，編程更簡單。10PLC控制的智能定時鬧鐘設計第四章 結論由于數(shù)字電子鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對“時”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計時裝置。所以數(shù)字鐘的精度、穩(wěn)定度遠遠超過老式機械鐘。與傳統(tǒng)機械鐘相比，它具有走時準確、顯示直觀無機械傳動裝置等優(yōu)點。在數(shù)字顯示方面，目前以有集成的記數(shù)、譯碼電路，他可以直觀的驅(qū)動數(shù)碼顯示器件。也可直接采用CMOS-LED光電組合器件，構成模塊式石英

17、晶體數(shù)字鐘。這些電路裝置十分小巧，安裝使用也方便，如果想實現(xiàn)大型光電顯示，可以加一定的驅(qū)動電路，采用白熾燈顯示系統(tǒng),做起來也不困難。數(shù)字電子鐘是以不同的計數(shù)器為基本單元構成的，它的用途十分廣泛，只要有計時、計數(shù)的存在，便要用到數(shù)字鐘的原理及結構；同時在日期中，它以其小巧，價格低廉，走時精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受廣大消費的喜愛。采用PLC的定時中斷功能實現(xiàn)定時，不僅定時精度高，編程簡單，顯示效果穩(wěn)定可靠，具有較大的實用價值。高等職業(yè)院校的培養(yǎng)目標的首要任務是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的各類技術人才，人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)必須有一定的實踐教學環(huán)節(jié)。我們通過實踐教學環(huán)節(jié)的訓練與鍛煉，才能在

18、實踐中不斷鞏固和加深理論知識，提高獨立工作的能力和創(chuàng)新能力。通過數(shù)字電子鐘的設計于制作，我們能夠掌握一定的匯編語言知識并用于編寫程序，掌握了定時與計數(shù)器的使用方法，以及微機常用的輸入輸出方式及接口技術。培養(yǎng)了自己的動手操作和實踐能力，學習并鞏固了程序設計的基本思路和方法。11PLC控制的智能定時鬧鐘設計參考文獻1 胡學林 可編程控制器教程 北京 電子工業(yè)出版社。2 廖常初 S7200PL編程及應用 北京 機械工業(yè)出版社。3 康華光 電子技術基礎模擬部分（第四版）.高等教育出版社，1999。 4 康華光5 李振聲6 任為民7 鐘肇新2003。.高等教育出版社，2000。 .國防工業(yè)出版社，2001。 .中央廣播電視大學出版社，1997。 范建東 可編程控制器原理及應用.廣州：華南理工大學出版社，12 電子技術基礎數(shù)字部分（第四版） 實驗電子技術 電子技術基礎課程設計PLC控制的智能定時鬧鐘設計致 謝三年的大學生活即將劃上一個句號， 而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。經(jīng)過幾月的時至今日，畢業(yè)設計終于可以告一段落了，現(xiàn)在回想起做這個設計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜，不過也樂其中！這次畢業(yè)設計使我把書本上的理論知識運用到相關的具體內(nèi)容上，讓我自身的設計能力得到了培養(yǎng)和提高。在設計過程中，我通過查閱大量相關資料、