LED数码显示控制新版系统.docx

电气PLC控制系统设计说明书 LED数码显示控制系统设计专业电气工程及其自动化学生姓名孔佳班级自动化143学号指导老师杨晓冬完成日期6月18日LED数码显示控制系统设计摘要： PLC控制课程设计是该学科一个关键教学步骤，它需要学生统筹利用所学基础理论、基础方法对现实生活中实际系统进行设计和调试。本课程设计是以LED数码管和PLC控制为基础，经过了解PLC基础编程方法及数码管原理，用次序控制法实现：按下开启按钮后，由八组LED发光二极管模拟八段数码管开始显示，先是一段段显示，显示次序是A、B、C、D、E、F、G、H。随即显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F，再返回初始显示，并循环不止。用西门子S7-1500来实现控制要求。关键词： LED数码显示控制 S7-1500目录1.概述12.设计内容12.1 西门子S7-1500PLC介绍12.2 I/O分配12.3 LED数码管结构和工作原理22.4 模块介绍32.4.1比较模块CMP32.4.2 定时器模块TON（接通延时）32.4.3传送模块MOVE.42.4.4 复位模块（R）52.5 触摸屏设计52.6试验现象 73.设计小结94.参考文件95.附录.10 附录一. 10 附录二.13 附录三.15 1.概述PLC课程设计是该课程一个关键教学步骤，现有别于毕业设计，又不一样于课堂教学。它需要学生统筹利用所学基础理论、基础方法对现实生活中实际系统进行设计和调试。本课程设计是以LED数码管和PLC控制为基础，经过了解西门子S7-1500PLC基础编程方法及LED数码管原理，用次序控制法实现：按下开启按钮后，由八组LED发光二极管模拟八段数码管开始显示：先是一段段显示，显示次序是A、B、C、D、E、F、G、H。随即显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F，再返回初始显示，并循环不止。同时利用西门子触摸屏完成灯状态监测和启停控制。本课程设计分为三人一组，我完成了PLC触摸屏设计。2. 设计内容2.1 西门子S7-1500PLC介绍S7-1500是西门子企业推出最新系列PLC，相对于传统PLC，它外观设计愈加人性化，选择时愈加轻易被大家所接收。CPU上配有LED显示器，方便显示CPU状态和故障信息等。从硬件方面说，S7-1500 PLC处理速度愈加快，联网能力更强，安全可靠维护简单。它组态和编程效率更高，信息采集和查看更方便，另外S7-1500 PLC无需使用其它模块即可实现运动控制功效等等很多优势之处。2.2 I/O分配序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功效说明1I0.0SD开启按钮2Q0.0A数码管a端3Q0.1B数码管b端4Q0.2C数码管c端5Q0.3D数码管d端6Q0.4E数码管e端7Q0.5F数码管f端8Q0.6G数码管g端9Q0.7H数码管dp端面板上COM接24V电源负端面板上V+接24V电源正端试验柜上黑色口接24V电源负端，红色口24V电源正端。2.3 LED数码管结构和工作原理LED数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们各个笔划，公共电极。led数码管常见段数通常为7段有另加一个小数点，还有一个是类似于3位“+1”型。依据LED接法不一样分为共阴和共阳两类，了解LED这些特征，对编程是很关键，因为不一样类型数码管，除了它们硬件电路有差异外，编程方法也是不一样。LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管各个段码，从而显示出我们要数位，所以依据LED数码管驱动方法不一样，能够分为静态式和动态式两类。A、静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管每一个段码全部由一个单片机I/O进行驱动。静态驱动优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O多。B、动态显示驱动：数码管动态显示是应用最为广泛一个显示方法之一，动态驱动是将全部数码管8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp 同名端连在一起，另外为每个数码管公共极COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立I/O线控制，当输出字形码时，全部数码管全部接收到相同字形码，但到底是那个数码管会显示出字形，取决于对位元选通COM端电路控制，所以我们只要将需要显示数码管选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通数码管就不会亮。透过分时轮番控制各个LED数码管COM端，就使各个数码管轮番受控显示，这就是动态驱动。2.4 模块介绍2.4.1 比较模块CMP能够使用“小于”指令判定第一个比较值（）是否小于第二个比较值（）。要比较两个值必需为相同数据类型。 假如满足比较条件，则该指令返回逻辑运算结果 (RLO)“1”。假如不满足比较条件，则该指令返回 RLO“0”。该指令 RLO 经过以下方法和整个程序段中 RLO 进行逻辑运算： 串联比较指令时，将进行“和”运算。 并联比较指令时，将进行“或”运算。在指令上方操作数占位符中指定第一个比较值（）。在指令下方操作数占位符中指定第二个比较值（）。比较时间值时，假如 中时间点小于（早于） 中时间点，则该指令 RLO 为“1”2.4.2 定时器模块TON （接通延时） 能够使用“接通延时”指令将 Q 输出设置延时 PT 指定一段时间。 当输入 IN 逻辑运算结果 (RLO) 从“0”变为“1”（信号上升沿）时，开启该指令。 指令开启时，预设时间 PT 即开始计时。 当连续时间 PT 计时结束后，输出 Q 信号状态为“1”。 只要开启输入仍为“1”，输出 Q 就保持置位。 开启输入信号状态从“1”变为“0”时，将复位输出 Q。 在开启输入检测到新信号上升沿时，该定时器功效将再次开启。能够在 ET 输出查询目前时间值。 时间值从 T#0s 开始，达成 PT 时间值时结束。 只要输入 IN 信号状态变为“0”，输出 ET 就复位。每次调用“接通延时”指令，必需将其分配给存放指令数据 IEC 定时器。假如程序中未调用定时器（这是因为会忽略定时器），则输出 ET 会在定时器计时结束后立即返回一个常数值。对于 S7-1500 CPU，IEC 定时器是一个 IEC_TIMER、IEC_LTIMER、TON_TIME 或 TON_LTIME 数据类型结构，能够下申明： 申明为一个系统数据类型为 IEC_TIMER 或 IEC_LTIMER 数据块（比如，“MyIEC_TIMER”） 申明为块中“Static”部分 TON_TIME、TON_LTIME、IEC_TIMER 或 IEC_LTIMER 类型局部变量（比如，#MyIEC_TIMER）在程序中插入该指令时，将打开“调用选项”(Call options) 对话框，能够指定 IEC 定时器将存放在本身数据块中（单个背景）或作为局部变量存放在块接口中（多重背景）。 假如创建了一个单独数据块，则该数据块将保留到项目树“程序块 系统块”(Program blocks System blocks) 路径中“程序资源”(Program resources) 文件夹内。 相关本专题更多信息，请参见“另请参见”。只有在调用指令且每次全部会访问输出 Q 或 ET 时，才更新指令数据。实施“接通延时”指令之前，需要事先预设一个逻辑运算。 该运算能够放置在程序段中间或末尾。2.4.3传送模块MOVE能够使用“移动值”指令将 IN 输入操作数中内容传送给 OUT1 输出操作数中。 一直沿地址升序方向进行传送。假如满足下列条件之一，则使能输出 ENO 信号状态为“0”： 使能输入 EN 信号状态为“0”。 IN 参数数据类型和 OUT1 参数指定数据类型不对应。2.4.4 复位模块（R）能够使用“复位输出”指令将指定操作数信号状态复位为“0”。仅当线圈输入逻辑运算结果 (RLO) 为“1”时，才实施该指令。 假如信号流经过线圈（RLO =“1”），则指定操作数复位为“0”。 假如线圈输入 RLO 为“0”（没有信号流过线圈），则指定操作数信号状态将保持不变。2.5触摸屏设计上面小圆分别代表数码管八段段选，经过设置动画能够在触摸屏上显示。以上是PLC程序中触摸屏部分，当在触摸屏上按下start时，也能开启；按下HMI_STOP则停止，形成了一个人机交互界面。相关Stop和Start是经过下面事件来对应触发2.6试验现象PLC现象触摸屏现象整表现象3.设计小结此次课程设计使我加深了对PLC知识了解，同时经过这次一周课程设计，我们合作意识得到加强，合作能力得到提升，并再一次明白只有加强组内合作才能提升工作效率和速度。不过在设计时常常碰到多种问题，从一开始一窍不通到后面能够画出触摸屏中间问了老师同学很多。一直到最终我们触摸屏还是只能够开启无法停止，以后在STOP按钮上加了一个复位位才完成了完整开启停止控制。这还是我思索不全方面所造成。经过这次课程设计时候我知道了实践关键性，只有将所学内容利用到实践中才能够真正了解落实了。在查找和整理资料过程中我取得了更广泛PLC相关知识，对PLC产生了浓厚爱好。对此还是要感谢杨老师帮助，并在设计时给出了宝贵意见。4. 参考文件【1】 刘美俊. 西门子PLC编程及其应用. 北京：机械工程出版社，.【2】 廖常初. S7-200PLC编程及应用. 北京：机械工程出版社，.【3】 杨后川，张瑞，高建设，等. 西门子S7-200PLC应用100例. 北京：机械工程出版社，.【4】 李辉. S7-200PLC编程原理和工程实训. 北京：北京航空航天大学出版社，.【5】TIA Portal V13系统手册附 录附录一：附录二：接线图：程序框图：附录三：设备清单：序号名称型号和规格数量备注1实训装置HKPLC-312实训挂箱LED数码显示13实训挂箱HKPLC-07-0114导线三号若干5PROFINET（以太网） 连接线 四线八芯双绞16实训指导书17计算机1