基于PLC控制作息时间控制系统设计方案.doc
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1、【摘 要】本文介绍一种用PLC控制的作息时间控制系统,详细地阐述了系统组成、系统硬件接线和系统软件设计,并详细介绍了系统工作原理。该系统具有外设电路配置简单、扩展方便、操作容易、可靠性高、实用性强等特点,集电铃、路灯、宿舍灯、教室灯、音乐播送自动控制于一体,并具有周末与假期控制功能,实现了作息时间无人控制的自动化、科学化管理与操作。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。【关键词】作息时间控制;PLC;I/O接线;软件设计目 录第一章绪论11.1引言11.2可编程控制器的特点11.3 PLC的应用领域11.4 PLC的设计步骤21.4.1 硬件设计2软件设计2第二章作息时间控制系统的方案论证22.1 方案论证2
2、2.2 控制要求3第三章作息时间PLC控制系统设计43.1 输入输出点分配43.2 控制系统的硬件设计53.3 控制系统的程序设计53.3.1 秒脉冲程序的设计53.3.2 分显示程序的设计53.3.3 时显示程序的设计73.3.4 星期显示程序的设计83.3.5 数字显示原理9播送、灯、打铃程序设计113.4 作息时间PLC控制器总梯形图14第四章参考文献144.1 参考文献14第一章 绪论1.1引言可编程控制器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,用来在其部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输
3、出,控制各种类型的机械或生产过程。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,易于扩大其功能的原则设计。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。PLC控制系统的硬件是由PLC、输入/输出I/O电路及外围设备等组成。系统的规模可根据实际应用的需要而定,可大可小。鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。1.2 可编程控制器的特点20世纪60年代末,为了克制传统继电器的种种应用上的缺点,人们研制出了一种先进的自动控制设备-PLC,由于PLC具有优良的技术性能,因此它一问世就很快得到了推广应用。现在PLC作为用于工业生产过程控制的专用计算机,与商家、家用的微机不同,由于控制对象的复杂性,使用环境的特殊性和工作运行的连
4、续性,使其在设计上有许多特点。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。(1) 可靠性高,抗干扰能力强;(2) 接口模块功能强、品种多;(3) 硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强;(4) 编程方法简单、直观;(5) 系统的设计/安装、调试工作量少;(6) 维修工作量小、维护方便;(7) 体积小、耗能低、重量轻。1.3 PLC的应用领域目前,PLC在国外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况主要分为如下几类:阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。(1) 开关量逻辑控制(2) 运动控制(3) 闭环过程控制(4) 数据处理(5) 通信联网在工业生产过程当中,存在一
5、些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量即模拟量,1.4 PLC的设计步骤开发应用PLC的设计任务分为硬件和软件设计两局部。 硬件设计硬件设计主要包括:(1) 确定安排PLC的输入、输出点;(2) 设计外围电路,包括主电路;(3) 选购PLC并进展现场安装接线等容。软件设计大多数用梯形图和指令程序,主要包括:(1) 设计控制流程,根据工艺要求先画出工作循环,如有必要再画详细的状态流程图;(2) 根据工作循环图,画出虚拟的电路图-继电器梯形图;(3) 按梯形图编写指令程序表;(4) 系统调试:根据设计要求,对程序进展调试和修改,必要时还可对硬件进展修改,直到符合要求为止。本系统用PLC设计
6、作息时间的控制过程。第二章 作息时间控制系统的方案论证2.1 方案论证目前常用的作息时间控制方法有单片机控制PLC控制。两种方式的控制原理根本似,都是分别以各自的主控器件来完成门信号的采集、运行状态控制和设定,到达自动调节和时事控制运行的功能。本设计采用PLC控制方式,选用三菱 F*2N一48MRPLC作控制器,有24个输入点,24个输出点,继电器输出,时间显示用4个数码管,星期显示用l个数码管,完本钱设计要求的各项指标,实现作息时间控制的目的。氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。PLC作息时间控制器采用数码显示,能够准确显示分、时、星期,在一定的时间能够自动打铃,放、关播送,放、关音乐,开熄学生宿舍灯,且
7、通过改变输入PLC的程序能够灵活改变冬、夏季作息时间。釷鹆資贏車贖滅獅赘。 此外,该PLC作息时间控制器还设置了手动按钮,用于调整分、时、星期。2.2 控制要求作息时间控制器的控制要求如下;(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,控制器开场计时工作。(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) 可根据需要控制其他装置。(5) 作息时间表此处只列出冬季作息时间表见表1。(6) 设置相应的手动按钮,使控制器使用更加方便。(7) 为了便于广阔师生过好双休日,从星期五下午晚餐开场至星期日下午18:00停顿打铃。表1 PLC作息
8、时间控制器冬季作息时间表工程起讫起床6:206:30早操6:406:50洗漱6:507:00早餐7:007:40预备铃7:407:50第一节课8:008:50第二节课9:009:50课间操9:5010:10第三节课10:1011:00第四节课11:1012:00中餐播送12:-12:30午休12:3014:20预备铃14:2014:30第五节课14:3015:20第六节课15:3016:20文体活动16:3017:30晚餐17:3018:00自由活动18:0018:50预备铃18:5019:00晚自习19:0020:30熄灯21:00第三章 作息时间PLC控制系统设计3.1 输入输出点分配作息
9、时间PLC控制器输入输出点分配表见表2。表2 作息时间PLC控制器输入输出点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点编号启动按钮SB1*0数码管a段aY0停顿按钮SB2*1数码管 b段bY1手动打铃SB3*2数码管c段cY2“分调整按钮SB4*3数码管d段dY3“时调整按钮SB5*4数码管e段eY4“天调整按钮SB6*5数码管f段fY5开播送SB7*6数码管g段gY6关播送SB8*7数码管公共端D1Y10开灯SB9*8数码管公共端D2Y11熄灯SB10*9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播送继电器KA1Y20电铃继
10、电器KA2Y21宿舍灯继电器KA3Y223.2 控制系统的硬件设计作息时间PLC控制器接线图如附图(1)所示。3.3 控制系统的程序设计 秒脉冲程序的设计秒脉冲程序梯形图如图1所示。图1 作息时间PLC控制器秒脉冲程序梯形图当按下SB0时,*0闭合,发出启动信号,使辅助继电器M200线圈得电并自锁。计时器T0、T1组成1s时钟脉冲程序;Y20为秒闪烁输出;M0、C0组成分进位脉冲。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。 分显示程序的设计分显示程序梯形图如图2所示。图2 作息时间PLC控制器分显示程序梯形图由助继电器M1M10分别接通分个位显示程序。当M1闭合时,分个位显示“0;当M2闭合时,分个位显示“1;当
11、M3闭合时,分个位显示“2,依次类推。由辅助继电器M13M18分别接通分十位显示程序。当M13闭合时,分十位提示“0;当M14闭合时,分十位显示“1;当M15闭合时,分十位显示“2,依次类推。谚辞調担鈧谄动禪泻類。初始状态时,辅助继电器M1和M13闭合,分的个位及十位均显示“0。当计数器C0累计计满60个时钟脉冲时,计数器C0常开触点闭合,辅助继电器M0线圈得电,其常开触点闭合,产生一个分个位脉冲及分个位移位脉冲。分个位移位脉冲的到来,使得移位指令将M1当前的“1状态左移一位至M2,辅助继电器M2闭合,分个位显示“1;假设再来一个移位脉冲,移位指令将M2当前的状态左移一位至M3,辅助继电器M3
12、闭合,分的个位上显示“2,依次类推。当分个位脉冲满10个时,M1的状态已移位至辅助继电器M11中,M11线圈得电,其常开触点闭合,使辅助继电器M2-M10复位,辅助继电器M1又闭合,分个位上又显示“0,辅助继电器M2-M10复位,为下一次分个位循环显示作好准备。同时,M11常开触点闭合,使辅助继电器M12产生一个扫描周期的上升沿脉冲。这个上升沿脉冲使得辅助继电器M13当前的“1状态移位至M14中,分的十位上显示“1,依次类推。当分十位脉冲满6个时,M13的状态已移位至辅助继电器M19中,M19线圈通电,其常开触点闭合,使辅助继电器M13-M18复位,辅助继电器M13闭合,分十位上又显示为“0。
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