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1、.燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目： 自动打铃控制器 学院（系）： 电气工程学院 年级专业： 11级工业自动化仪表 学 号：学生姓名：指导教师： 韩立强 教师职称： 副教授 . v. 燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院 基层教学单位：自动化仪表 学 号学生专业（班级）仪表3班设计题目自动打铃控制器设计技术参数1.上课铃与下课铃的铃音不同（铃音响的频率不同，上课铃为短音：响0.5秒，停0.5秒；下课铃为长音：响2秒，停1秒），其他的铃音为连续音。2.每次打铃的时间为15秒。3.星期六，星期日不打铃。4.具有时间显示功能，显示器件为LED数码管。显示内容为：分小时及星期。5
2、.具有时间（分，小时，星期）调整的功能。6.加入组态。 设计要求 设计说明书包含内容：题目、设计要求、电气原理图、I/O分配表、接线图、状态转移图（或流程图）、梯形图、指令程序、仿真调试、组态设计、心得体会、参考文献等。 排版要求：排版美观整齐、图表清晰、布局合理、语言通顺。工作量一周工作计划第一天：布置任务、查找资料第二天：讨论细节、理论设计第三天：仿真验证、论证完善第四天：仿真调试、完成设计第五天：撰写报告、答辩验收参考资料PLC电气控制技术，漆汉宏 主编，机械工业出版社FX系列PLC编程及应用，寥常初 主编，机械工业出版社PLC编程及应用，寥常初 主编，机械工业出版社S7-300/400
3、应用教程，寥常初 主编，机械工业出版社其他资料指导教师签字韩立强基层教学单位主任签字谢平说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2014年 7 月 8日 . v.前言PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统
4、形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升，这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使
5、用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。摘要目前，学校中的作息时间一般是由自动打铃控制器完成的。尽管这种控制器的功能单一，用单片机或数字电路组成的控制器成本较低，市场上就可买的到自动打铃控制器一般是用单片机或数字电路组成的。但是用PLC同样可以完成自动定时打铃的控制。在本课程设计中，把它作为一个典型的时序控制任务，采用三菱软件，完成PLC的课程设计实训，还是很有意义。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
6、动打铃。 此外，该PLC作息时间控制器还设置了手动按钮，用于调整分钟、小时和星期。该系统软件由计时及时间调节程序，显示程序，作息时间表程序和控制程序四个结构组成。上课铃与下课铃的铃音不同（铃音响的频率不同，上课铃为短音：响0.5秒，停0.5秒；下课铃为长音：响2秒，停1秒），其他的铃音为连续音。每次打铃的时间为15秒。星期六，星期日不打铃。具有时间显示功能，显示器件为LED数码管。显示内容为：分小时及星期。具有时间（分，小时，星期）调整的功能。并且加入组态显示。 关键字：自动打铃控制器 PLC 组态目录前言 1摘要 2第一章设计任务和要求 41.1任务描述 41.2设计任务和要求 4第二章PL
7、C三菱系统总体设计 52.1系统概述 52.2 PLC的选型 62.3PLC I/O端口的分配 62.4七段数字译码显示器72.5 系统结构框图及I/O接线图 82.6 系统流程图 9第三章PLC三菱软件设计及简介 103.1计时及时间调节程序103.2 显示程序 113.3作息时间表程序 133.4控制程序 153.5电铃控制程序 163.6仿真调试 17第四章 组态软件设计及简介 204.1组态软件的概述 204.2组态王的组成 214.3组态王的实现过程 21第五章心得体会26参考文献27附录28第一章设计任务和要求1.1任务描述 目前，学校中的作息时间一般是由自动打铃控制器完成的。尽管
8、这种控制器的功能单一，用单片机或数字电路组成的控制器成本较低，市场上就可买的到自动打铃控制器一般是用单片机或数字电路组成的。但是用PLC同样可以完成自动定时打铃的控制。在本课程设计中，把它作为一个典型的时序控制任务，完成PLC的课程设计实训，还是很有意义。用PLC组成的自动打铃控制器的系统框图如下图所示：1.2设计任务和要求 某学校的作息时间表如下表所示：学校的休息时间表时间内容时间内容6：00起床13：30第五节上课铃6：20早操14：20第五节下课铃7：50第一节预备铃14：30第六节上课铃8：00第一节上课铃15：20第六节下课铃8：50第一节下课铃15：30第七节上课铃9：00第二节上
9、课铃16：20第七节下课铃9：50第二节下课铃16：30第八节上课铃10：10第三节上课铃17：20第八节下课铃11：00第三节下课铃19：00晚自习开始11：10第四节上课铃21：00晚自习结束12：00第四节下课铃22：00熄灯13：20第五节预备铃对自动打铃控制器的要求如下：上课铃与下课铃的铃音不同（铃音响的频率不同，上课铃为短音：响0.5秒，停0.5秒；下课铃为长音：响2秒，停1秒），其他的铃音为连续音。每次打铃的时间为15秒。星期六，星期日不打铃。具有时间显示功能，显示器件为LED数码管。显示内容为：分，小时及星期。具有时间（分，小时，星期）调整的功能。第二章 PLC三菱系统总体设计
10、2.1系统概述 本次设计是采用 PLC来控制数码管的显示和响铃的输出，分钟，小时，星期均采用7448进行外部七段译码 。其中分钟、小时显示为动态显示，星期显示为静态显示，该系统能根据作息时间表自动控制电铃，有时间星期显示调节及控制功能，当秒脉冲计数60次之后向分钟进位。当分钟显示数码管显示到59之后又向小时进位，而小时则是用了一个计数器，当计数器计了24次之后向星期进位，同理星期显示也是用了一个计数器，7次之后使程序全部复位。有分钟调节、小时调节和星期调节按钮各一个，计时开始和假期控制按钮各1个，启动和停止按钮各1个，共7个输入口，14个输出口。系统接通电源，通过分钟调节按钮，小时调节按钮，将
11、系统时间和星期调节为当前时间和星期；然后按下计时开始按钮，系统开始计时；系统时间和星期通过数码管显示出来。按下启动按钮，系统进入控制状态，将系统当前时间和星期与作息时间表比较，又输出口端口输出打铃控制信号。上课铃为短音，响0.5秒，停0.5秒，共持续15秒；下课铃为长音，响0.5秒，停0.5秒，共持续15秒；起床，早操等时间的铃声为连续打铃；为了不影响休息周六周日不打铃。2.2 PLC的选型 因需要7个输入点，14个输出点，考虑到实际应用中留有一定的I/O端口余量，且电铃为直流负载，由于三菱FN2N系列的PLC在小型控制系统中比较占有优势和市场，本次设计也是小型的控制系统，我们学习的也是三菱的
12、FX2N系列的PLC，根据上一章的知识，所以我们采用我们熟悉的三菱FX2N-32MR-001来控制该系统2.3 PLC I/O端口的分配根据功能的要求I/O接点的分配，如下图： 输入 输出X0启动按钮Y0时间显示译码芯片7448A脚X1停止按钮Y1时间显示译码芯片7448B脚X2分钟调节Y2时间显示译码芯片7448C脚X3小时调节Y3时间显示译码芯片7448D脚X4星期调节Y4选择小时十位数7448芯片LT RBI RBO（LT RBO 为1时代表选中该端口）X5.计时开始Y5 选择小时个位数7448芯片LT RBI RBOX6假期控制按钮Y6 选择分钟十位数7448芯片LT RBI RBOY7 选择分钟个位数7448芯片LT RBI RBOY10星期显
