基于PLC控制的作息时间控制系统

“CETTIC全国可编程控制器（PLC）程序设计师”职业培训认证结业设计基于PLC控制的作息时间控制系统指导教师：王冠华姓名：秦富贞【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、音乐广播自动控制于一体，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。【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.......................................................................................11.3PLC的应用领域..............................................................................................11.4PLC的设计步骤..............................................................................................21.4.1硬件设计................................................................................................21.4.2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..........................................................................................................22.2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........................................................................................93.3.6广播、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第五章附录............................................................................................................14附图（1）作息时间PLC控制器接线图...........................................................14附图（2）作息时间PLC控制器总梯形图.......................................................141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，用来在其内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，易于扩充其功能的原则设计。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。1.2可编程控制器的特点20世纪60年代末，为了克服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续性，使其在设计上有许多特点。（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。1.3PLC的应用领域目前，PLC在国内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：（1）开关量逻辑控制（2）运动控制2（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），1.4PLC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部分。1.4.1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并进行现场安装接线等内容。1.4.2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，对程序进行调试和修改，必要时还可对硬件进行修改，直到符合要求为止。本系统用PLC设计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①单片机控制②PLC控制。两种方式的控制原理基本似，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，达到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Fx2N一48MRPLC作控制器，有324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,完成本设计要求的各项指标，实现作息时间控制的目的。PLC作息时间控制器采用数码显示，能够准确显示分、时、星期，在一定的时间内能够自动打铃，放、关广播，放、关音乐，开熄学生宿舍灯，且通过改变输入PLC的程序能够灵活改变冬、夏季作息时间。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）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）为了便于广大师生过好双休日，从星期五下午晚餐开始至星期日下午18：00停止打铃。表1PLC作息时间控制器冬季作息时间表项目起讫起床6：20—6：30早操6：40—6：50洗漱6：50—7：00早餐7：00—7：40预备铃7：40—7：50第一节课8：00—8：50第二节课9：00—9：50课间操9：50—10：10第三节课10：10—11：00第四节课11：10—12：004中餐（广播）12：--12：30午休12：30—14：20预备铃14：20—14：30第五节课14：30—15：20第六节课15：30—16：20文体活动16：30—17：30晚餐17：30—18：00自由活动18：00—18：50预备铃18：50—19：00晚自习19：00—20：30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D1Y105开灯SB9X8数码管公共端D2Y11熄灯SB10X9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POINT