毕业设计方案基于PLC的自动打铃系统的设计.doc

毕 业 论 文题 目： 基于PLC自动打铃系统设计 作 者： 学 号： 系 ： 自动控制系 专 业： 电气自动化技术 班 级： 5月目录第一章 绪论11.1 背景11.2 课题目和意义1第二章 方案论证22.1 继电器控制22.2 单片机控制22.3 plc 控制2第三章 可编程控制器简介43.1 Plc基本构成为：43.2 工作原理53.3 功能特点63.4 发展历史73.5 系统集成83.6 选型规则93.7 选取型号13第四章 系统整体设计154.1 系统构成154.2 显示接口电路154.3 7448芯片简介174.4 电铃电路194.5 硬件设计20第五章 软件设计与调试235.1 系统流程图235.2 计时及时间调节程序245.3 显示程序255.4 作息时间表程序275.5 控制程序29总程序31结论37道谢38参照文献39第一章 绪论1.1 背景 学校，办公室，工厂，车站，码头，医院，电信，和其她公司和机构普通以信号铃作为时间信号，铃声已经成为人们生活一某些。铃声作为信号，最原始方式是手动控制。日后浮现了电铃但没有实现自动控制。随着计算机技术，自动控制技术和通信技术发展，浮现了新兴技术 - 电气控制与可编程控制技术。由于这些新兴技术发展，人们用不同办法来实现了自动化打铃。自动打铃，涉及使用单芯片控制，PLC控制，计算机控制，继电器控制几种控制方式。1.2 课题目和意义 本次设计采用可编程控制器方式来控制，可编程控制器英文PLC，它是通过一种可编程存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定期，计数和算术运算等操作指令，并通过数字或模仿输入和输出控制各类机械或生产过程。 PLC具备稳定可靠，价格便宜，功能齐全，灵活，以便，易于操作和维护长处，因而PLC已被广泛用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，纺织，交通，环保，文化和娱乐行业。随着计算机网络发展，可编程控制器在许多领域将发挥日益重要作用。 其她三种办法都可以实现时间控制自动化，但PLC控制，具备可靠性高，抗干扰能力强，能适应恶劣环境。铃声自动控制系统，挣脱了繁琐手工打铃。人们从繁琐操作中解脱出来，减轻了所有公司和机构财务承担，实现了自动打铃控制。第二章 方案论证2.1 继电器控制继电器控制长处是形像直观，设备构造简朴，价格低廉，抗干扰能力强。但也有其缺陷。不耐磨损容易损坏。继电器触点容易产生电弧，也许会导致严重后果。大继电器装置笨重，在满负荷运营时，产生大量热量和噪音，消耗了大量能量。总体而言，这种控制办法只合用于小型规定不高控制系统。2.2 单片机控制单片机重要特点是：可靠性高，易于扩展，控制能力能，低电压，低功耗，高集成度，体积小，性价比高，易于产品化。但是，也有缺陷，微控制器低转速高速实时仿真，高速数据采集显得力不从心。复位过程是复杂和不可靠。偶尔因素会导致程序跑飞。 “看门狗”或其她干扰办法，在极其复杂状况下，单片机程序依然有失控也许性，进入“死机”。此外，微控制器开发周期长。2.3 plc 控制（1） 可靠性高，抗干扰能力强 电气控制设备核心性能可靠性高。 PLC，采用当代大规模集成电路技术和严格生产工艺，内部电路采用一种国家最先进抗干扰技术，具备高可靠性。从PLC机外电路，使用PLC构成控制系统，和同等规模继电接触控制系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千，失败也将随大打折扣。 ，PLC硬件故障检测功能，未能及时发出报警信息。在应用软件中，顾客还可以被纳入到该设备故障诊断程序外部是plc外电路中获得自诊断保护系统和设备故障。因而，整个系统具备很高可靠性。 （2）齐全，功能完善，合用性强 PLC发展到今天，已经形成了大，中，小规模系列产品可用于各种规模工业控制应用。除了逻辑解决功能，当代plc拥有最完整数据运算能力，可用于数字控制各种字段。 （3）使用以便，工程技术人员欢迎 PLC作为通用工业控制计算机，工业控制设备，工矿公司编程语言是容易被接受工程技术人员，如梯形图语言图形符号和表情继电器电路非常接近，只有少量开关逻辑控制指令PLC继电器接触器电路功能可以以便实现。 （4）系统设计周期短，维护以便，容易改造 PLC代替接线逻辑存储器逻辑控制系统设计周期，大大减少了控制设备外部接线，大大减少了短期维护变得容易。更重要是变化程序后，做出同样设备，变化生产过程成为也许。因而，它是合用于多品种，小批量生产场合。 （5）体积小，重量轻，能耗低， 超小型PLC，例如，近来品种底部尺寸不大于100平方毫米，重量不大于150克产品，功耗只有几瓦。由于体积小，容易加载到内部机械，机电一体化抱负控制设备。休息时间自动控制系统，需要长期稳定性，该软件可以被修改和易于维护设备，各控制系统特点，使用PLC来控制。第三章 可编程控制器简介PLC是一种专门应用程序，在工业环境和设计数字运算操作电子电子设备。用于在其内部存储执行逻辑运算，操作顺序，定期，计数和算术运算等指令，并通过数字或模仿输入和输出，控制各种类型机械或生产过程中使用存储器，它可以被编程。 PLC及其外围设备应遵循易于与工业控制系统形成一种整体，易于扩展功能原则设计。3.1 PLC基本构成一方面，电力 可编程逻辑控制器功率在整个系统中起着非常重要作用。如果你没有一种良好，可靠电力系统不能正常工作，因而，可编程逻辑控制器设计与制造电源制造商也非常注重。普通交流电压波动为10（15）范畴内，可以不采用其她办法，直接连接到PLCAC线 另一方面，中央解决单元（CPU） 中央解决单元（CPU）是中央控制可编程逻辑控制器。赋予它功能与可编程逻辑控制器系统程序，接受并存储顾客程序和数据从程序员类型按照检查状态，电源，内存，I / O和看门狗定期器，并且可以诊断顾客程序中语法错误。当可编程逻辑控制器投入运营，第一种接受器扫描该网站每个输入设备状态和数据存储I / O映象区，然后逐个从顾客程序读取顾客程序内存后，命令解释器所规定批示来执行逻辑或算术运算成果转换成I / O映象区或数据寄存器。等所有顾客程序执行后，最后输出状态或输出每个寄存器内I / O映像区数据传送到相应输出设备，如此循环运营，直到它停止运营。 为了进一步提高系统可靠性可编程逻辑控制器，近年来，大规模可编程逻辑控制器也构成一种冗余双CPU系统，或到三个CPU助益系统。因而，虽然在CPU浮现故障时，整个系统可以正常运营。 三，存储器 存储器存储系统软件称为系统程序存储器。 内存存储应用软件被称为顾客程序存储器。 第四，输入 - 输出接口电路 1。免由光耦合电路和计算机输入接口电路，输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器和现场控制接口输入通道。 2。现场输出接口电路由输出数据寄存器，选通电路，和一种中断祈求电路集成，可编程逻辑控制器作用，通过现场输出接口电路，输出相应控制信号到执行部件网页。 如图5所示，功能模块 如计数，定位等功能模块。 第六，通信模块 3.2 工作原理一方面，输入采样阶段 上面输入采样阶段，可编程逻辑控制器扫描顺序地读取所有输入数据状态，并将其存储在相应单元格中I / O映象区。结束后输入采样被转移到顾客程序执行和输出刷新期间。在这两个阶段中变化，虽然输入状态和数据状态，相应单元I / O映象区中数据不会变化。因而，如果输入脉冲信号，该脉冲信号宽度必要不不大于一种扫描周期中，为了保证在任何状况下，该输入可被读入。 另一方面，顾客程序执行阶段 在顾客程序执行阶段，可编程逻辑控制器始终遵循自顶向下顺序来扫描顾客程序（梯形图）。扫描每一种阶梯，始终扫描控制电路梯子左边联系方式，按先左后右，先上后逻辑运算，顺序控制线接触形式，然后依照逻辑运算成果， ，刷新逻辑线圈在系统RAM存储区相应位;或刷新输出线圈在I / O映像区相应位状态，或拟定与否执行阶梯指定特殊功能状态指令。 也就是说，在顾客程序执行过程中，只有输入点在I / O映射内状态和数据不会变化，而其她输出点和软设备在I / O映象区或系统RAM内存区域状态和数据均有也许发生变化，排在上面阶梯方案实行成果将排名爬梯使用线圈或数据，相反，排在下面梯子，线圈或数据逻辑状态只能到下一种扫描周期被刷新才干正常在其程序。 如果您使用及时I / O指令在执行程序过程中，你可以直接访问I / O点。使用I / O指令，输入过程映像寄存器值是不更新值直接从I / O模块，输出过程映像寄存器会及时更新，及时进入某些差别。 三，输出刷新阶段 扫描结束后顾客程序中，可编程逻辑控制器进入输出刷新阶段。在这段时间中，CPU依照在I / O相相应图像区域刷新所有输出锁存器电路，输出电路，以驱动相应外设状态和数据。在这个时候，才是真正可编程逻辑控制器输出。3.3 功能特点使用以便，简朴编程 简要阶梯图，逻辑图，或语句表编程语言，而不需要电脑识字，因此系统开发周期短，便于现场调试。可在线修改程序变更控制筹划，而不是拆除硬件。 功能，性价比高 。 向顾客提供数以百计小型PLC编程元素，尚有一种强大功能，可以实现非常复杂控制功能。相比，具备相似功能中继系统具备较高性能和较低成本。 PLC通过通信网络，分散控制，集中管理。 3完善硬件设施，顾客使用以便，适应性强 PLC产品已经原则化，系列化，模块化，配备了全方位各种硬件设备，供顾客选取，顾客可以灵活以便地配备系统，由不同功能，不同规模系统。 PLC安装接线也很以便，外部接线端子连接。 PLC具备承载能力强，可直接驱动电磁阀，交流接触器小。 拟定硬件配备，可以修改顾客程序，迅速，轻松地适应工艺条件变化。 4，可靠性高，抗干扰能力强 老式继电器控制系统使用了大量中间继电器，时间继电器，接触不良，容易浮现故障。 PLC用软件代替大量中间继电器和时间继电器，只留下少量硬件输入和输出部件，接线可减少到继电器控制系统1/10-1/100，由于联系不畅引起故障联系减少。 PLC已采用了一系列硬件和软件抗干扰办法，具备很强抗干扰能力，数万数千小时故障之间平均时间，可以直接用于工业生产现场，具备较强干扰，PLC顾客已确认最可靠工业控制设备。 系统设计，安装，调试工作量少 PLC软件功能来代替大量中间继电器，时间继电器，计数器和其她设备继电器控制系统，控制柜设计，安装，接线大大减少工作量。 PLC梯形图程序惯用来控制设计，以设计。这种编程办法很有规律，很容易掌握。对于复杂控制系统中，具备相似功能中继系统电路图设计梯形图设计要少得多。 PLC顾客程序可以被模仿一种小开关输入信号，模仿输出信号状态，在实验室测试中，可以观测到，通过在PLC上发光二极管。完毕了该系统安装和接线，在网页中发现问题普通通过修改程序联动，可以解决系统调试时间比继电器系统少得多。 维护工作量小，维护以便 PLC故障率是非常低，自诊断和显示功能。依照PLC或外部输入装置和执行机构故障，由PLC提供信息，发光二极管或编程，迅速查明因素故障，更换模块可以迅速解决任何 3.4 发展历史来源 1968年，通用汽车取代继电器控制装置规定；在1969年，数字设备公司开发第一台可编程逻辑控制器PDP-14，通用汽车公司在美国生产线试制成功，第一次使用该程序用于电气控制手段，这是第一代可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器，简称PLC，是公认世界上第一台PLC。 在1969年，美国研制出世界上第一台PDP-14；1971年，日本研制出第一台机组DCS-8；1973年，德国西门子公司（SIEMENS）开发了欧洲第一台PLC型号用于SIMATIC S4；1974年，中华人民共和国研制出第一台PLC，于1977年开始在工业应用中。 发展 20世纪70年代初期微解决器。人们将不久被引入了可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器，以增长计算，数据传播和解决等功能，完毕一种真正工业控制设备具备电脑功能。计算机技术和老式继电器控制概念相结合可编程逻辑控制器商品。后，在个人计算机发展，为了以便和反映可编程控制器功能，可编程逻辑控制器命名为可编程逻辑控制器（PLC）。 在中期到20世纪70年代末进入实用阶段发展，可编程逻辑控制器，计算机技术已经被完全引入可编程控制器，它具备一种奔腾。更高运算速度，超小体积，更可靠工业抗干扰设计，模仿操作，PID功能，在当代工业中一种非常高价格。 在20世纪80年代初，可编程逻辑控制器已广泛应用于先进工业国家。越来越多国家，是世界上生产可编程控制器输出上升。这标志着可编程控制器已进入了成熟阶段。 从20世纪80年代到90年代中期，可编程逻辑控制器发展最快时期，年均增长率始终保持在30至40。在此期间，PLC解决模仿量，数字运算，人机接口能力和网络能力已经大大提高，逐渐进入过程控制领域，在某些应用中，在过程控制领域，取而代之是可编程逻辑控制器主导地位DCS系统。 20世纪结束，可编程逻辑控制器发展特点是更加适应当代工业需求。这个时期发展，大型机和超小型机，诞生了各种各样特殊功能单元，生产了各种人机界面单元，通信单元，工业控制设备配套应用可编程逻辑控制器更容易。3.5 系统集成在制造业中，有诸多基于互换机开环顺序控制，按照按照逻辑条件计时动作;另一种序列顺序动作次数，时间无关逻辑关系，控制运动链保护，大量开关量，脉冲量，定期，计数器，模仿极限报警状态主 - 离散数据采集监控。控制和监测规定，PLC发展到更换继电器电路和顺序控制为基本产品。近年来，PLC制造商提到在本来CPU模板逐渐增长，各种通信接口，现场总线和以太网技术是PLC应用同步发展，更广泛。 PLC具备稳定可靠，价格便宜，功能齐全，灵活，以便，易于操作和维护，其中主线因素是它持久市场份额优势。 PLC控制器硬件构造模块化，主板，数字I / O模块，模仿I / O模板，有一种特殊定位模板，条形码辨认模板中模块，顾客可以依照需要使用在主板上扩展或采用总线技术与远程I / O从属办法，以获得所需I / O数量。 PLC同步实现各种I / O控制数量，还涉及模仿输出电压和数字脉冲能力，使得它可以控制各种接受到这些信号伺服电机，步进电机，变频电机等，施耐德PLC加触摸屏人机界面支持，任何在过程控制水平，以满足您需求。3.6 选型规则 可编程逻辑控制器系统设计，应拟定控制方案，下一步是可编程逻辑控制器工程设计选型。工艺特点和应用规定是设计选型重要根据。可编程逻辑控制器及其有关设备应进行整合，形成一种整体，原则，按照易于与工业控制系统，以扩展其功能原则选取可选可编程逻辑控制器在工业领域，应投产应适应，行之有效系统，可编程逻辑控制器，系统硬件，软件配备和功能与设备大小和控制规定。熟悉可编程逻辑控制器，菜单图编程语言是有助于减少编程时间，工程设计，选取和预计，应当详细分析过程控制规定，明确控制任务和范畴特点来拟定所需操作和动作，然后依照控制规定，预计输入和输出点，所需存储容量来拟定功能可编程逻辑控制器，外部设备特性，高性能和低成本可编程逻辑控制器，并设计相应控制系统。 输入和输出（I / O）点预计 I / O点预计，应考虑恰当利润，普通是依照输入和输出点记录，同比增长10至20可以延长利润率预测作为输入和输出点。实际顺序，需要基于可编程逻辑控制器产品特色输入和输出点圆制造商。 另一方面，内存容量预计 存储器容量是可编程逻辑控制器自身可以提供硬件存储单元，和顾客应用程序程序存储器存储单元大小所使用程序容量，因此程序容量不大于存储器容量大小。顾客应用程序设计阶段，尚未编制，程序容量在设计阶段是未知，需要调试懂得。为了设计程序容量选取某些预计，预计取代惯用内存容量。 内存内存容量预计也没有固定公式，许多文献都予以不同公式，几乎所有数字I / O点10至15倍，加上模仿I / O点，以100倍数量总数单词记忆（ 16位字），并考虑额外25保证金点击这里。 三，控制功能选取 选取涉及运算功能，然后选取控制功能，通信功能，编程功能，诊断功能和解决速度快特点。 如图1所示，操作功能 简朴可编程逻辑控制器运算功能涉及逻辑运算，计时和计数功能;普通可编程逻辑控制器计算功能涉及数据移位，比较运算功能;代数和数据传播更复杂运算功能;大规模可编程逻辑控制器模仿PID运算其她高档计算功能。随着开放式系统，可编程逻辑控制器已经具备通信功能，某些产品校验机或上位机进行通讯机，某些产品，某些产品也有工厂或公司网络数据通信通信功能。设计选取应当是从实际应用需求，合理使用功能所需计算。大多数应用程序只需要逻辑和定期计数功能，有些应用程序需要数据传播和比较，使用代数数值转换和PID运算模仿检测和控制。要显示数据需要解码和编码操作。 如图2所示，控制功能 控制功能涉及PID控制，前馈补偿控制操作，比例控制算法等，应依照控制规定。重要用于对可编程逻辑控制器时序逻辑控制，因而，在大多数场合，普通使用单或者多回路控制器解决模仿控制，有时与一种专用智能输入，输出单元完毕所需控制功能，提高进入编程逻辑控制器解决速度和内存容量节约。如PID控制单元，高速计数器，速度补偿模仿单元，ASC码转换单元。 如图3所示，通信功能 大，中型可编程逻辑控制器系统应支持各种现场总线和原则通信合同（如TCP / IP），需要与工厂管理网络（TCP / IP）连接。通信合同应符合ISO / IEEE通信原则，应当是开放通信网络。 可编程逻辑控制器系统通信接口应涉及串行和并行通信接口，RIO通信端口，惯用DCS接口，大型和中型可编程逻辑控制器通讯总线（涉及接口设备和电缆）应为1:1冗余配备通讯总线国际原则应当是一致，通信距离应满足实际规定设备。 可编程逻辑控制器系统通信网络中，较高网络通信速率应不不大于1Mbps通信负荷不不不大于60。可编程逻辑控制器系统通信网络形式为如下形式： 1），基于PC站，一种以上相似型号可编程逻辑控制器从站，形成了一种简朴可编程逻辑控制器网络；2），可编程逻辑控制器作为主设备，可编程逻辑控制器从属其她车型，构成主从可编程逻辑控制器网络；3），可编程逻辑控制器网络通过特定网络接口连接到大型DCS DCS子网；4），可编程逻辑控制器网络专用（各种厂家专用可编程逻辑控制器通信网络）。 以减少CPU通信任务，依照网络实际需要，应选取不同通信功能（例如，点至点，现场总线）通讯解决器。 如图4所示，编程功能 离线编程：通用CPU编程可编程逻辑控制器和编程编程模式，CPU只为程序员提供服务，而不是控制现场设备。程序员编程完毕后，切换到运营模式，CPU控制现场设备不能进行编程。离线编程，可以减少系统成本，但也不是很以便使用与调试。在线编程：CPU，每个CPU编程，主机CPU负责现场控制和数据互换与程序员在一种扫描周期，在线编程编写程序或数据发送到主机，在下一种扫描周期，主机运营依照新方案收到。在这种方式成本较高，但系统调试和操作以便，经常在大型和中型可编程逻辑控制器使用。 五个原则化编程语言：顺序功能图（SFC），梯形图（LD），功能块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL），构造化文本（ST），两种文本语言。编程语言选取应符合及其原则（IEC6113123）也应当支持多国语言编程形式，如C，基本满足控制规定特殊控制应用。 5，诊断功能 可编程逻辑控制器诊断功能涉及硬件和软件诊断。硬件诊断硬件逻辑判断年初以来诊断和外部诊断故障硬件，软件诊断，以拟定位置。性能和功能PLC内部诊断软件内诊断，诊断是在CPU上外部输入和输出元件可编程逻辑控制器信息互换功能以外诊断软件。 诊断功能可编程逻辑控制器操作和维护人员技术能力规定，直接影响强度，并影响平均修复时间。 6，解决速度 可编程逻辑控制器通过扫描工作。从实时性规定，加工速度应当更快越好，如果信号持续时间不大于扫描时间，可编程逻辑控制器将扫描信号，从而导致在信号数据损失不大于。 解决速度和顾客程序长度，CPU解决速度软件质量。当前，可编程逻辑控制器触点迅速响应，高速，每个二进制指令执行时间约0.2至0.4Ls，因而可以满足控制规定迅速应用需求，相应规定。扫描周期（解决器扫描周期）应满足：一种小型可编程控制器扫描时间不不不大于0.5毫秒/ K;大型和中型可编程逻辑控制器扫描时间不大于0.2毫秒/ K。 第四，可编程逻辑控制器类型 可编程逻辑控制器构造分为整体式和模块类别，现场安装和控制室安装应用环境分为两类，1，4，8，16，32位，64位CPU字长分为。从应用角度来看，普通在控制输入和输出点选取。 整体可编程逻辑控制器I / O点数是固定，顾客选取小型控制系统，模块化可编程逻辑控制器提供各种I / O卡或存储卡，使顾客可以更合理选取和配备控制系统I / O点数，功能扩展以便灵活，普通用于大型和中型控制系统。 五PLC输入/输出类型 开关 开关重要是指二进制输入和输出量，是指进行辅助点设备，如辅助变压器温控器带来中继点（变压器超温漂移），阀门开关凸轮（阀门开关位移带来辅助点）进行辅助接触点（接触器动作后变位），热继电器（热继电器排量），这些点普通通过PLC或全面安全装置，功率普通由PLC或全面安全提供设备自身无动力，所谓被动接触，也被称为二进制输入PLC或全面安全装置。 1，数字 称为数字量物理量时间和次数是离散。表达数字信号被称为数字信号。在所述数字信号电子电路是数字电路工作。 例如： 电子电路记录某些输出从自动生产线数目，每一种发送信号电子电路一某些，因此要记住，普通不具备某些发送到电子电路信号是0，其中计数。可见光信号，无论在时间或数量零件数量是不持续，因此她是一种数字信号。是一种最小单位数。 如图2所示，模仿 持续时间或价值物理量称为模仿。表达模仿信号被称为一种模仿信号。被称为工作在模仿信号模仿电路电子电路。 例如： 工作中热电偶输出电压信号是模仿信号，由于在任何状况下，所测得温度是不太也许发生突跳，因此在时间或数量测得电压信号是持续。此外，该电压信号值持续变化过程中任何一种特定物理意义，这意味着相应温度。 6个转换原理 数字至模仿转换器，将数字信号转换为模仿信号系统，普通用一种低通滤波可以实现。要被解码第一数字信号，即数字代码被转换成相应电平，以形成梯子状信号，然后进行低通滤波。 信号与系统理论依照，数字阶梯信号可以看作是一种抱负脉冲采样信号矩形脉冲信号卷积，脉冲然后由卷积定理数字信号频谱是被采样信号频谱矩形脉冲频谱（即，Sa）功能商品。因而，当逆Sa频谱特性补偿器中功能，由数字信号采样信号可以被恢复。以为，低通滤波获得频谱原始模仿信号采样定理，采样信号频谱管理器。 普通实现中，还没有直接依照这些原则，由于锋利采样信号是很难获得，因而，这两个滤波（Sa功能，一种抱负低通），可以组合（层叠），由于滤波器特性在此系统中物理无法实现，它可以只是近似真正系统完毕。 模仿 - 数字转换器系统将模仿信号转换成数字信号，滤波器，采样和保持电路和编码过程。 由带限滤波，采样和保持电路，成阶梯形状信号模仿信号，然后由编码器，使得每一种阶梯形信号电平转换成二进制代码。撤除修改3.7 选取型号广泛PLC产品。型号PLC类型，相应其构造，性能，容量，指令编程，价格是不同样合用场合也各有侧重。因而，合理选取PLC，提高PLC控制系统技术和经济指标，具备十分重要意义。 PLC类型选取 PLC选取PLC型号，容量，I / O模块，电源模块，特殊功能模块，通信组网能力，应考虑。 PLC选型基本原则是在满足功能规定，并保证可靠，维护以便前提下，力求以最佳价格体现。应是重要考虑，选取合理构造类型，选取安装，相应功能规定，响应速度规定，系统可靠性规定，该模型是统一作为也许因素。 一种合理构造类型 PLC整体模块化两种构造型式。 积分PLCI / O点比模块便宜，并且体积平均价格是比较小，普通用于固定小型控制系统系统进程中，模块化PLC灵活功能扩展，I / O点，输入点数和比例输出点，I / O模块类型选取，维护以便，普通是更复杂控制系统。 二，安装模式选取 PLC系统安装方式分为集中式，远程I / O型，与多台PLC联网分布式。 不需要一种集中设立驱动器远程I / O硬件，系统反映速度快，成本低;远程I / O型合用于大型系统设备分布，范畴广，远程I / O安装在接近现场设备可以分布，甚至线短，但需要额外驱动器和远程I / O电源多台PLC联网分布式应用到各种设备独立控制，但也互有关联场合，可以使用小型PLC，但必要额外通信模块。 第三，相应功能规定 小（低档）PLC逻辑运算，计时，计数等功能，可满足只需要切换控制装置。 对于主音量控制开关，用少量模仿控制系统中，可以使用A / D和D / A转换单元，加法和减法，增强低端PLC数据传播功能运算操作。对于更复杂控制，PID运算，闭环控制，通讯网络，视频控制规模和复杂性选取中档或高档PLC。然而，高品位PLC价格昂贵，普通用于大规模过程控制和分布式控制系统及其她场合。 第四，响应速度规定 PLC是一种通用控制器，设计用于工业自动化，不同档次PLC响应速度普通都能满足其应用范畴需求。如果你想运用了PLC交叉范畴，或某些功能或特殊速度信号，你应当仔细考虑PLC响应速度，高速I / O解决功能PLC选取，或选取有迅速响应模块和中断输入PLC模块。 系统可靠性规定 PLC普通系统可靠性能满足。系统具备高可靠性规定，你应当考虑与否冗余或热备用系统。 六种型号尽量均匀 公司应尽量也许PLC型号统一。重要是考虑到如下三个方面： 1）统一模型，该模块可以互相备份，便于备件采购和管理。 2）统一型号，其功能和用法类似，有助于技术力量培训和技术水平。 3 3）模型统一，共同外部设备时，资源共享，易于网络通信，容易形成一种多层次分布式控制系统，再加上一种位计算机。 第四章 系统整体设计4.1 系统构成 该系统采用FX2N-48MR PLC作控制器。4个数码管为时间显示，1个数码管为星期显示，均采用7448进行外部七段译码，其中星期显示为静态显示，时间显示为动态显示：具有电铃输出功能。有星期调节，小时调节，分钟调节、和相应按钮各一种，计时开始和假期控制按钮各一种，启动和停止按钮各一种。一共有8个输入口，14个输出口。总体设计框图如下：4.2 显示接口电路 运用plc定期计数功能计时，通过顾客编辑内部逻辑将二进制数转化成bcd码送到目的元件产生输出信号，用7448七段译码器驱动共阴极显示屏显示数码。led（发光二极管显示屏）和lcd（液晶显示屏）是当前最惯用两种显示屏，可显示数字、字符及系统状态。驱动电路简朴、易于实现且价格低廉，因而得到了广泛应用。时间和星期显示需用到5个led做显示屏。Led显示屏由7个发光二极管构成，因而也称之为七段led显示屏。按钮输入信号FX-48MR译码器显示屏电铃电路系统框图 此外，显示屏圆点型发光二极管（以dp表达），用于显示小数点。各种数字、字母以及其他符号显示是通过七个发光二极管亮暗不同组合来实现。Led显示屏中发光二极管两钟连接办法如上图：字型代码如下：LED显示屏显示十六进制数字型代码本次设计采用共阴极led显示屏，其中星期显示为静态显示，时间显示为动态显示，。4.3 7448芯片简介7448芯片外部引脚图7448七段显示译码器输出高电平有效，来驱动共阴极显示屏。表 4.3 7448功能表7448逻辑功能：正常译码显示。LT=1，BI/RBO=1时，对输入十进制数115二进制码（00011111）进行译码，产生相应七段显示码。特殊控制端BI/RBO可以作输入端，也可以作输出端。作输入端使用时，如果BI=0时，不论其她输入端为什么值，ag均输出0，显示屏全灭。因而 ,BI称为灭灯输入端。作输出端使用时，受控于RBI。当RBI=0，输入为0二进制码0000时，RBO=0，用以批示该片正处在灭零状态。因此，RBO又称为灭零输出端。灭零。当LT=1，而输入为0二进制码0000时，只有当RBI=1时，才产生0七段显示码，如果此时输入RBI=0，则译码器ag输出全0，使显示屏全灭，因此RBI端称为灭零输入端。试灯。当LT=0时，无论输入如何，ag输出全1，数码管七段全亮。由此可以检测显示屏七个发光段好坏。LT称为试灯输入端。4.4 电铃电路 4n25为光电耦合器由发光二极管和光敏晶体管构成。SCR-100，它有两个主电极T1和T2，以及一种门极G。总体电路工作原理当输入端Y15为低电平时，4N25输入端电流为0，输出相称于开路。当Y15为高电平时，输出电铃回路导通。电路图如下图4.4所示：4.5 硬件设计I/O端口分派表4.4 I/O端口分派表输入输出X0启动按钮（SB1）Y0-时间显示译码芯片7448A脚X1停止按钮（SB2）Y1-时间显示译码芯片7448B脚X2分钟调节按钮（SB3）Y2-时间显示译码芯片7448C脚X3小时调节按钮（SB4）Y3-时间显示译码芯片7448D脚X4星期调节按钮（SB5）Y4-选取小时十位数7448芯片LT RBI RBOX5计时开始按钮（SB6）Y5-选取小时个位数7448芯片LT RBI RBOX6禁止自动控制按钮（SB7）Y6-选取分钟十位数7448芯片LT RBI RBOX7手动控制按钮（SB8）Y7-选取分钟个位数7448芯片LT RBI RBOY10-星期显示译码芯片7448A脚Y11-星期显示译码芯片7448B脚Y12-星期显示译码芯片7448C脚Y13-星期显示译码芯片7448D脚Y14-星期显示7448芯片LT RBI RBOY15-打龄输出I/O接线图作息时间表及规定6:00起床15:30-16:15第七节课6:20-6:40做操16:25-17:10第八节课6:40-7:30早餐17:10-18:00晚餐8:20第一节预备上课铃18:00-18:45第九节课8:30-9:15第一节课18:55-19:40第十节课9:25-10:10第二节课19:50-20:35第十一节课10:30-11:15第三节课22:00就寝11:25-12:10第四节课23:00熄灯12:10-13:20午餐，午休13:20第五节预备铃13:30-14:15第五节课14:25-15:10第六节课所有铃声为持续打龄，每次打铃时间为20秒。具备时间调节功能具备手动打铃功能周六、周日不打铃，周一至周五按作息时间表打铃。具备时间显示功能，有分、时和星期显示。系统工作原理 接通电源，通过星期调节按钮，小时调节按钮和分钟调节按钮，将星期和时间通过数码管显示出来。当按下启动按钮，系统进入控制状态，将当前时间和星期与作息时间表比较，由输出口端号输出打铃控制信号。时间用4个数码管显示，动态显示，星期用一种数码管显示，静态显示。第五章 软件设计与调试5.1 系统流程图 5.2 计时及时间调节程序X2为分钟调节按钮，M8013为1ms周期震荡，8014为1min周期震荡，当X005得电，每过一分钟C0实现自动加1.X3为小时调节按钮，当C0计满到60时，C0常开闭合小时数C1自动加1并使C0复位从0开始计数。X4为星期调节按钮。当小时数C1计满到24时，星期数自动加1且C1复位。5.3 显示程序 BCD指令是将源元件中二进制数转化成BCD码送到目的元件中，将C0内分钟数据换成BCD码送到M200-M207，C1内小时数数据换成BCD码送到M210-M217，C2内星期数数据换成BCD码送到M220-M227。MOV传送指令将BCD码分别输入，通过7448七段显示译码器驱动共阴极显示屏显示数码。5.4 作息时间表程序通过MUL和ADD指令共同作用，将当前时间计算为分钟数放到数据寄存器D1中。通过CMP指令将当前分钟值与设定值进行比较决定对哪个辅助继电器输出。5.5 控制程序总程序结论通过长时间学习和努力，完毕了PLC自动打铃控制系统设计，完毕了预期目的。通过对课题学习和研究，巩固、加深和扩大了PLC应用知识面，提高了综合及运用所学知识解决工业控制能力。培养了查阅关于手册，图表能力，提高了系统构成、编程，调试动手能力。固然，系统仍存在局限性之处，但愿在后来学习中，能不断改进与提高。道谢通过不断努力，终于完毕了本次毕业设计。在此，一方面感谢我指引教师林教师。由于她悉心指引，使我完毕了毕业设计，衷心地感谢教师。然后就是感谢陪伴过我教师和同窗，由于她们协助，使得我更有信心完毕毕业设计，使得我不断成长。