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1、摘 要学校以及一些企事业单位通常使用电铃声作为上下课、上下班等作息时间信号。电铃已是学校以及一些企事业单位不可缺少的设备，随着社会的发展不但对其需求量越来越大，对电铃的自动控制要求也越来越高，于是人们设计了通过不同控制方式来实现的自动打铃系统。本文介绍一种采用三菱PLC控制的作息时间自动打铃控制系统，详细地阐述了系统的组成、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。该系统用于学校电铃的自动控制，具有周末和假期控制功能和星期与时间的显示功能，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：作息时间控制系
2、统，PLC，I/O接线，软件设计ABSTRACTSchool uses the electricity tinkle of bells to be work and rest time signal such as on or off duty , going ahead to finish class generally as well as some anxiously expect institution. The electric bell has already been that school and a few anxiously expect essential equipme
3、nt of institution , has been with the development of society not only more and more big to its need amounts , the auto control to the electric bell has demanded also more and more highly , people has designed that the automation by the fact that diversity comes true coming the control mode strikes b
4、ell system thereuponOne kind of the work and rest that PLC controls with adopt Mitsubishi time the main body of a book is introduced has stricken bell naval voluntarily , composition , system hardware connection and system software having set forth system detailedly have designed, and introduced det
5、ailedly system operating principle. That system is easy to have the outside setting up the circuit deploy going to the lavatory simple , extended , handle , the good pragmatism of reliability waits for a characteristic by force. Have owed system the auto control being used for school electric bell ,
6、 have had the weekend and vacation controlling the function and the week display function with time , have realized the automation that the work and rest time self-service controls , have scientist administration and operation.Keywords: Control system of daily schedule, PLC, I/O works a telephone sw
7、itchboard, The software is designed 目 录摘 要I第1章 绪论361.1 系统背景361.2 课题的目的和意义361.3 本人的主要工作37第2章 方案的论证382.1 继电器控制382.2 单片机控制382.3 PLC控制39第3章 可编程控制概述403.1 可编程控制器的基本概念403.2 可编程控制器的发展历史403.3 PLC的发展方向及前景413.4 PLC的应用领域423.5 PLC的主要技术指标433.6 PLC的选型443.7 FX2N功能介绍483.8 FX2N规格型号49第4章 系统总体设计534.1 系统组成534.2 显示接口电路53
8、4.3 7448芯片介绍554.4 电铃电路574.5 PLC的硬件设计574.5.1 PLC的选型574.5.2 PLC I/O端口的分配584.6 系统I/O接线图594.7 系统作息时间表及要求594.8 系统工作原理60第5章 软件设计及调试615.1 系统流程图615.2 总体程序的设计615.2.1 计时及时间调节程序625.2.2 显示程序625.2.3 作息时间表程序635.2.4 控制程序655.3 程序的调试66总 结70致 谢71参考文献72附 录 程序清单73- 5 -第1章 绪论1.1 系统背景学校、机关、工厂、车站、码头、医院、邮电等企事业单位通常都是以电铃作为作息
9、时间信号,铃声已日益成为人们生活中的一部分。铃声作为作息时间信号，最原始的控制方式就是人工控制。按照作息时间表敲铃，以及后来出现了电铃但没有能实现自动控制也是由人工按电钮开关来电铃发出铃声都是人工控制方式。随着计算机技术、自动控制技术和通讯技术的发展，出现了新兴的技术-电气控制与可编程控制技术，而计算机向微型方向的一个分支发展，则出现了主要是用于控制领域的单片机。由于这些新兴的控制技术的各种应用芯片的发展，人们用不同的方法实现打铃的自动化。目前的自动打铃器，主要包括用单片机控制、用PLC控制、用电脑程序控制、用继电器控制这几种控制方式。1.2 课题的目的和意义本次设计的作息时间控制系统采用的是
10、可编程控器控制方式。可编程控制器的英文为Programmable Controller，在二十世纪70-80年代一直简称为PC。由于到90年代，个人计算机发展起来，也简称为PC；加之可编程序的概念所涵盖的范围太大，所以美国AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器(PLC-Programmable Logic Controller)，为了方便，仍简称PLC为可编程序控制器。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：“PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境而设计。它采用了可编程序的存储器，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或模
11、拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”由于PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，所以PLC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,成为工业自控设备之首。在PLC应用方面，我国也很活跃，近年来每年约新投入10万台套PLC产品，年销售额30亿人民币，应用的行业也很广。但是与其它国家相比，在机械加工及生产线方面的应用，还需要加大投入。可以预计21世纪可编程控制器将会有更大的发展从技术上看，计算机技术的新成果
12、会更多地应用于可编程控制器的设计及制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能水平更高的品种出现。从产品规模上看，会进一步向超小型及超大两个方向发展。从产品的配套性能上看，产品的品种会更丰富、规格会更齐备。完美的人机界面、完备的通讯设备会更好地适应各种工来控制场合的需求。从网络的发展状况来看，可编程控制器和其他工业控制计算机网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展主向。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络或国际通用网络的重要组成部分，将在众多领域发挥越来越大的作用。PLC对实现我国工业自动化有重要的意义1。虽然用其它三种控制方式也可以实现作息时间控制的自动化，但是用PLC
13、控制方式具可靠性高，抗干扰能力强的特点，PLC无故障时间高达30万小时，更能适应恶劣的环境。铃声的自动控制系统摆脱人工打铃、打钟的繁琐，铃声的单调乏味，以及控制时间的长短不便，把人们从繁烦的操作中解放出来，也最大限度的缓解各企事业单们的资金负担，真正实现打铃的无人看守。1.3 本人的主要工作本课题主要通过研究PLC来控制打铃和时间星期显示来了解PLC的工作原理及编程方法。硬件电路的设计,分析电铃电路了解电铃的工作原理,了解各种显示器的型号及工作原理，查阅资料选择七段译码显示器芯片，分析系统控制的输入与输出点数，根据输入输出点数确定PLC的型号，设计PLC控制系统的I/O接线图，根据系统总体要求
14、编写梯形图，最后用GX Developer软件进行仿真调试，调试的结果很成功，该系统能根据作息时间表自动控制电铃,有时间、星期显示及周末、假期控制功能。第2章 方案的论证2.1 继电器控制继电器控制的优点是较直观形象，装置结构简单，价格便宜，抗干扰能力强。但是，这也是随之带来的一些问题。绝大多数控制继电器在长期磨损和疲劳工作条件下，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。再者，对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱将是庞大而笨重的。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统要是用大量的硬件
15、控制电路，这在更改方案时，工作量相当大，需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试，有时甚至相当于重新设计一台新的装置。总的来说这种控制方式只适用于对控制对象要求不高的小型控制系统中2。2.2 单片机控制单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer)，简称单片机，就是将微处理器(CPU)、存储器(存放程序或数据的ROM和RAM)、总线、定时器/计数器、输入/输出接口(I/O口)和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。 单片机的主要特点有：可靠性高、便于扩展、控制功能强、低电压、低功耗、片内存储容量较小,除此之外单片机还具有集成度高，体积小，性价比高，应用广泛，易于产品化等特点。但是，单片机存在不可克服的缺点和弱点，如：低速单片机靠执行指令来完成各种功能，不论多高的工作时钟频率或多么好的指令时序，其排队式串行指令执行方式使得工作速度和效率大打折扣。在高速实时仿真、高速数据采集等方面显得力不从心。复位工作方式单片机工作之初，需花一段时间经历复位过程；工作时，在某种干扰性突变情况下，也会复
