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1、蹙械工粵院电气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42指导教师杨晓冬完成日期2017年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的一个重要教学环节，它需要学生统筹运用 所学基本理论、 基本方法对现实生活中的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，通过了解PLC的基本编程方法及数码管的原 理，用顺序控制法实现：按下启动按钮后，由八组LED发光二极管模拟的八段数 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。随后 显示数字及字符，显示次序是
2、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1西门子S7-1500PLC介绍1I/O分配1LED数码管的结构和工作原理2模块介绍3比较模块CMP3定时器模块TON （接通延时）3-传送模块MOVE.4复位模块（R） 5触摸屏设计5实验现象73. 设计小结9：104. 参考文献9 5.附录附录一10附录二 13附录三 151概述PLC课程设计是该课程的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，又不同于 课堂教学。它需
3、要学生统筹运用所学基本理论、基本方法对现实生活中的实际系 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，通过了解西 门子S7-1500PLC的基本编程方法及LED数码管的原理，用顺序控制法实现：按 下启动按钮后，由八组LED发光二极管模拟的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。随后显示数字及字符，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的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的触摸屏设计。2.设计内容西门子S7-15
4、00PLC介绍S7-1500是西门子公司推出的最新系列的 PLC相对于传统的PLC它的外观 设计更加人性化，选用时更加容易被人们所接受。CPU上配有LED显示屏，方便 显示CPU状态和故障信息等。从硬件方面说，S7-1500 PLC的处理速度更快，联网能力更强，安全可靠维护简单。它的组态和编程效率更高，信息采集和查看更 方便，此外S7-1500 PLC无需使用其他模块即可实现运动控制功能等等很多优势 之处。I/O分配序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功能说明1SD启动按钮2A数码管a端3B数码管b端4C数码管c端5D数码管d端6E数码管e端7F数码管f端8G数码管g端9H数码管d
5、p端面板上COM接24V电源负端面板上V+接24V电源正端实验柜上黑色口接24V电源负端，红色口 24V电源正端LED数码管的结构和工作原理LED数码管（LED Segment Displays是由多个发光二极管封装在一起组成 “8” 字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。led 数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于 3位“ +1” 型。根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是 很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也 是不同的。LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的
6、各个段码，从而显 示出我们要的数位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和 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的每一个段码都由一个单 片机的I/O进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度咼，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的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数 码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端连在一起，另外为每个数码管的公 共极COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O线控制，当输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字 形，取
7、决于对位元选通 COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管 的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。透过分时 轮流控制各个LED数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。模块介绍比较模块- Cml可以使用 小于”指令判断第一个比较值（ 操作数1）是否小于第二个比较值（ 操作数2）。要比较的两个值必须为相同的数据类型。如果满足比较条件，则该指令返回逻辑运算结果 （RLO） “1”如果不满足比较条件， 则该指令返回RLO“0”该指令的RLO通过以下方式与整个程序段中的 RLO进 行逻辑运算：串联比较指令时，将进行 与”运算并联比较指令时，将进行 或
8、”运算在指令上方的操作数占位符中指定第一个比较值（操作数1）。在指令下方的操作数占位符中指定第二个比较值（操作数2）。比较时间值时，如果 操作数1中的时间点小于（早于） 操作数2中的时 间点，则该旨令的_ RLO为“ TTime定时器模块TON （接通延时）INQ* rr可以使用 接通延时”指令将Q输出的设置延时 PT指定的一段时间。当输入IN的逻辑运算结果（RLO）从“（变为“1”（信号上升沿）时，启动该指令。指令启动时，预设的时间PT即开始计时。当持续时间PT计时结束后，输出Q的 信号状态为“ 1。只要启动输入仍为“ 1,输出Q就保持置位。 启动输入的信 号状态从“ 1变为“0时，将复位输
9、出Q。在启动输入检测到新的信号上升沿时， 该定时器功能将再次启动。可以在ET输出查询当前的时间值。时间值从T#0s开始，达到PT时间值时结束。 只要输入IN的信号状态变为“0；输出ET就 复位。IEC定时器每次调用接通延时（指令，必须将其分配给存储指令数据的如果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 CP，EC 定时器是一个 IEC_TIME、EC_LTIMERTON_TIME 或TON_LTIME数据类型的结构，可如下声明：声明为一个系统数据类型为IEC_TIMER或IEC_LTIMEF的数据块（例如，“ MylE
10、C_TIMER声明为块中 “Stati部分的 TON_TIMETON_LTIMEIEC_TIMER或IEC_LTIMER类型的局部变量（例如，#MyIEC_TIMER在程序中插入该指令时，将打开 调用选项”（Call options对话框，可以指定IEC定时器将存储在自身数据块中（单个背景）或者作为局部变量存储在块接口 中（多重背景）。如果创建了一个单独的数据块，则该数据块将保存到项目树 程 序块 系统块” （Programblocks System blocks）路径中的 程序资源” （Program resources）文件夹内。有关本主题的更多信息，请参见 另请参见”。只有在调用指令且每
11、次都会访问输出 Q或ET时，才更新指令数据。执行 接通延时”指令之前，需要事先预设一个逻辑运算。 该运算可以放置在程序段 的中间或者末尾。传送模块MOVEMOVEENtHO 2rt)ooooooi in井 OUT1PL匚输出可以使用 移动值”指令将IN输入操作数中的内容传送给OUT1输出的操作数 中。始终沿地址升序方向进行传送。如果满足下列条件之一，则使能输出ENO的信号状态为“0”使能输入EN的信号状态为“0”IN参数的数据类型与 OUT1参数的指定数据类型不对应复位模块（R）IEC_7imer_C可以使用 复位输出”指令将指定操作数的信号状态复位为 “0”仅当线圈输入的逻辑运算结果（RLO
12、）为“ 1时，才执行该指令。如果信号流通过线圈（RLO = “），则指定的操作数复位为 “0”如果线圈输入的RLO为“0”（没有信号流过线圈），则指定操作数的信号状态将保持不变。触摸屏设计SIMATIC HMI:MINK-OOOI B I I! I I I B I ! a I r r ! I I bTi i E k - J I -ft - - *- J -ST artTOUCH- - K r - - L -Lu 巾.3 .,. - Oi匚】 H 1 1: H 1 e rr r i r i i iBI mi h r i r -i i ir 1 I r i r1 1 B 1:八：AB J 1上面的
13、小圆分别代表数码管的八段段选，通过设置动画能够在触摸屏上显示版2/1购.0HMLSTDP-启誨MI卜%M3.0 sta rt以上是PLC程序中的触摸屏部分，当在触摸屏上按下start时，也能启动；按下关于Stop和Start是通过下面的事件来对应触发的单击 覺1STHMI_STOP则停止，形成了一个人机交互界面4TTP疏就入魁:实验现象PLC的现象触摸屏的现象整体现象3设计小结本次课程设计使我加深了对 PLC知识的理解，同时通过这次一周的课程 设计，我们的合作意识得到加强，合作能力得到提高，并再一次明白只有加 强组内合作才能提高工作效率和速度。但是在设计时经常遇到各种问题，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。一直到最后 我们的触摸屏还是只能够启动无法停止，后来在STOP按钮上加了一个复位位 才完成了完整的启动停止控制。这还是我思考不全面所导致的。通过这次课 程设计时候我懂得了实践的重要性，只有将所学的内容运用到实践中才能够 真正理解贯彻了。在查找和整理资料的过程中我获得了更广泛的PLC相关知识，对PLC产生了浓厚的兴趣。对此还是要感谢杨老师的帮助，并在设计时 给出了宝贵的意见。4
