电子计算机的PLC设计

编号112-16课程设计（2011级本科）题目：电子计算器的PLC控制系（部）院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化作者姓名：张兴业张亚男张强指导教师：张晓峰职称：教授完成日期：2014年7月4日二○一四年七月目录摘要.....................................................................................................................................1PLC课程设计任务书...........................................................................................................2元器件表...............................................................................................................................3第1章PLC控制系统介绍.................................................................................................3第2章电子计算器的工作流程分析.................................................................................42.1电子计算器的控制过程描述................................................................................42.2电子计算器的控制工艺分析........................................................................................43.1PLC选定.................................................................................................................53.3数码管输入7段显示编码....................................................................................53.4电子计算器界面图.................................................................................................5第4章电子计算器控制系统流程图及程序设计.............................................................64.1电子计算器控制程序流程图设计........................................................................64.2电子计算器控制设计程序流程图分析................................................................7第五章系统调试及结果分析.............................................................................................75.1系统调试................................................................................................................75.2结果分析................................................................................................................7总结.......................................................................................................................................9致谢.......................................................................................................................................9参考文献...............................................................................................................................9附录.....................................................................................................................................101梯形图......................................................................................................................102系统接线图.............................................................................................................163指令表（STL).........................................................................................................16《电气控制与PLC技术》课程设计成绩评定表............................................................201摘要在人们日常生活中买东西、记账、学习等等。凡是与数有关的，我们都可以用到计算器，可见计算器真的很重要。本文中基于PLC设计的电子计算器比传统计算器更可靠、更方便、性能更好、更容易适应当今高速发展的社会，大大方便了人们的生活。这次设计中将选用PLC通过梯形图和编程指令两种手段来实现简易计算器的加减乘除功能。论文中对计算器的发展、计算器的控制及设计要求、PLC的选定及其有关知识、硬件结构的连接及相关模块设计、软件流程图的设计、梯形图和编程指令的编写、系统的测试及有关结果进行详细阐述。基于PLC设计的电子计算器能够完成简单的加减乘除功能，并能够用七段数码管显示相应的数字及结果，同时也能指示相应的运算类型。关键词：PLC；I/O分配；数码管；梯形图2PLC课程设计任务书设计题目电子计算器的PLC控制作者姓名张兴业，张亚男，张强学院、专业、年级物电学院电气工程及其自动化专业11级指导教师姓名、职称张晓峰教授任务下达日期2014年6月8日1.课程设计主要内容在人们日常生活中买东西、记账、学习等，凡是与数有关的，都可以用到计算器。基于PLC设计的电子计算器能够完成简单的加减乘除功能，并能够用七段数码管显示相应的数字及结果，同时也能指示相应的运算类型。2.课程设计要求1）由按键输入的数值显示在7段数码管上，但只限2位数。2）按加、减、乘、除键时，第一次输入的值被存放在缓冲区中，当做被加、减、乘、除数，且加、减、乘、除相对的运算指示灯会亮。3）接着输入一个数，之后若是按下“=”键，则此加、减、乘、除数被存放于另一个缓冲区中，与刚才输入的数做运算，且相对应的运算指示灯熄灭。指导老师签字：3.论文(设计)进度安排阶段论文（设计）各阶段名称起止日期1熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料6月10日至6月12日2查阅有关资料6月15日至6月16日3阅读设计要求必读的参考资料6月20日至6月21日4书写设计说明书6月23日至6月29日5小组答辩与质疑6月30日6上交设计成果7月4日3元器件表名称CPU226七段数码管导线键盘计算机编程软件仿真软件备注1个2个若干1个1台SETP-Micro/winS7-200第1章PLC控制系统介绍PLC英文全称为ProgrammableLogicalController即：可编程逻辑控控制器，它本来的含义是具有柔性的（可编程）主要来完成逻辑控制（针对数字量）工业控制器，它代替了传统的靠硬触点来做的控制系统就象当初的计算机已经演变为电脑一样，现在的PLC也由早期单纯地实现逻辑控制演变为一个可进行数模、模数转换，可进行定位控制，等一个功能强大的工业控制器，可以说它在现代社会各种需要自动控制的场合发挥了巨大的作用。可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为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、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。此课程设计中由按键输入的数字会出现在7段数码管上，只限2位数，该计算器最大缺陷就是不能PLC与控制面板对应关系I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5I2.0I0.0-I0.3I1.0-I1.3Q0.0-Q0.6Q1.0-Q1.6+-*/AC=和启动数值BCD码输入数值BCD码输入数码管的个位输入数码管的十位输入4显示负值。当按加、减、乘、除号时，对应的小灯会亮起，继续输入数字出现在7段数码管上，同样只限2位数，按等于号时，7段数码管会将缓存中的计算结果显示出来，如果结果为负值只能显示数字部分不会显示符号部分。第2章电子计算器的工作流程分析2.1电子计算器的控制过程描述（1）由按键输入的数值显示在7段数码管上，但只限2位数；（2）按加、减、乘、除键时，第一次输入的值被存放在缓冲区中，当做被加、减、乘、除数，且加、减、乘、除相对的运算指示灯会亮；（3）接着输入一个数，之后若是按下“=”键，则此加、减、乘、除数被存放于另一个缓冲区中，与刚才输入的数做运算，且相对应的运算指示灯熄灭；（4）将运算结果显示在7段数码管上。学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行电子计算器运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。2.2电子计算器的控制工艺分析2.2.1控制工艺分析从某种角度而言，广义的“计算机”概念是包括“电子计算器”的。电子计算器中也有集成电路，但计算器的功能简便