1、內容摘要2PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller），是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算 b術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械2或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業控制h系統形成一個整體s，易于擴展其功能的原則而設計。我國可編程控制器的引進、應用、研制、生產是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業的生產

2、設備及產品中不斷擴大了PLC的應用。目前，我國自己已可以生產中小型可編程控制器。可以預期，隨著我國現代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。所以PLC才被越來越多的人所熟悉，也被廣泛的應用于自動化的生產與生活當中。而本課題就來源于學校的實際情況，包括上下課打鈴程序、雙休日控制程序以及控制學生宿舍開（熄）燈等自動化程序的控制，相信PLC將會更加貼近生活，服務大眾。在指導老師的悉心指導及本組成員的共同努力下，完成了024小時循環顯示的程序、自動打鈴程序、開（熄）學生宿舍燈程序的設計，及電路板的制作。通過本次設計領悟了作為一名技術員所具備分析、解決問題的能力，為今后的工作打下基礎。 由于時

3、間倉促、能力有限，程序難免有不足之處，請老師批評指正。關鍵詞PLC,脈沖,時間控制,程序設計 一、設計任務1、作息時間控制設計大綱PLC作息時間控制器采用數碼顯示，能夠準確顯示分、時、星期，在一定的時間內能夠自動打鈴，開（熄）學生宿舍燈。此外，該PLC作息時間控制器還設置了手動按鈕，用于調整分鐘、小時和星期。1.2作息時間控制設計大綱控制要求作息時間控制器的控制要求如下： （1、 開機時初始狀態顯示為00時00分，顯示星期為“1” 。按下啟動按鈕，控制器開始計時工作。 （2、能將時間顯示調整到當前的日期及時間。 （3、可按所設置的時間要求打鈴。 （4、可根據需要控制其它裝置。 （5、作息時間表

4、見圖2-22。 (6 、設置相應的手動按鈕，使控制器使用更加方便。 (7、為了便于廣大師生過好雙休日，從星期五下午17:00至星期日下午17:00停止打鈴。2、設計步驟 1、先設計時間循環顯示的程序，設計完成后在實驗室進行試運行。 2、根據要求使程序運行到一定時間的時候開始打鈴、控制學生宿舍開（熄）燈等。 3、繪制其外部接線圖，后使用protel99繪制其外部接線圖。根據接線圖，使用數碼管、按鈕、開關、萬能板、電烙鐵等工具來制電路板。 4、結合時間顯示程序、打鈴控制程序、學生宿舍開（熄）燈程序之后，在制作好的電路板上實驗運行。2、 設計過程1、時間控制顯示程序 時間顯示程序分秒脈沖顯示、分鐘顯

5、示、小時顯示以及星期顯示，當秒脈沖計數60次之后向分鐘進位。當分鐘顯示數碼管顯示到59之后又向小時進位，而小時則是用了一個計數器，當計數器計了24次之后向星期進位，同理星期顯示也是用了一個計數器，7次之后使程序全部復位。1.1秒脈沖顯示程序秒脈沖程序梯形圖如圖2-11所示。當按下SB0時，X0閉合，發出啟動信號，使輔助繼電器M200線圈得電并自鎖。計時器T0、T1組成1S時鐘脈沖程序；Y15為秒閃爍輸出；M0、C0組成分進位脈沖。2-11作息時間PLC控制秒脈沖發生程序當按下啟動按鈕X0之后，M200導通并自鎖，而接通電源之后M1、M13、M21、M33也隨之導通，所以開機接通電源時會立刻顯示

6、星期一00時00分，M200的導通后，由T0、T1共同發出一個1S的脈沖，使得Y15每秒亮一下 。而C0也開始計數，60次之后使M0導通。M0一方面使C0清0，另一方面發出的脈沖信號使SFTL移位。此時M2導通，使M1斷電，分個位由“0”變為“1” 。以此類推。1.2分鐘顯示程序圖2-12作息時間PLC控制器分鐘顯示程序分顯示程序梯形圖如圖2-12所示。由輔助繼電器M1M10分別接通分個位顯示程序。當M1閉合時，分個位顯示“0” ；當M2閉合時，分個位顯示“1” ；初始狀態時，輔助繼電器M1和M13閉合，分的個位及十位均顯示“0” 。當計數器C0累計滿60個脈沖時，計數器C0常開觸點閉合，輔助

7、繼電器M0線圈得電，其常開觸點閉合，產生一個分個位脈沖及一個分個位移位脈沖。分個位移位脈沖的到來，使得移位指令將M1當前的“1”狀態左移一位至M2，輔助繼電器M2閉合，分的個位上顯示“1” ；若再來一個移位脈沖，移位指令將M2當前的狀態左移一位至M3，輔助繼電器M3閉合，分的個位上顯示“2” ；以此類推。當分個位脈沖滿10個時，M1的狀態已移位至輔助繼電器M11中，M11線圈通電，其常開觸點閉合，使輔助繼電器M2M10復位，輔助繼電器M1又閉合，分個位上又顯示為“0 ”，輔助繼電器M2M10復位，為下一次分個位循環顯示作好準備。同時，M11常開觸點閉合，使輔助繼電器M12產生一個掃描周期的上升

8、沿脈沖。這個上升沿脈沖使得輔助繼電器M13當前的“1”狀態移位至M14中，分的十位上顯示“1”，以此類推。當分十位脈沖滿6個時，M13的狀態已移位至輔助繼電器M19中，M19線圈通電，其常開觸點閉合，使輔助繼電器M13M18復位，輔助繼電器M13閉合，分十位上又顯示為“0” 。當需要對分進行手動調整時，只需要按下按鈕SB4，此時X3閉合，計數器C10計數。經過1計數后，其常開觸點閉合，使得狀態繼電器S5得電，其一常開觸點閉合，產生一個分個位脈沖，改變分的當前顯示，而狀態繼電器S5的另一常開觸點閉合，使計數器C10復位，為下一次計數做好準備。 時鐘顯示程序 時顯示程序梯形圖如圖2-13所示。由輔

9、助繼電器M21M30分別接通時個位顯示程序。當M21閉合時，時個位顯示“0” ；當M22閉合時，時個位顯示“1” ；當M23閉合時，時個位顯示“2” 。以此類推。由輔助繼電器M33M35分別接通時十位顯示程序。當M33閉合時，時十位顯示“0” ；當M34閉合時，時十位顯示“1” ；當M35閉合時，時十位顯示“2” 。初始狀態時，因輔助繼電器M21和M33閉合，故時的個位及十位均顯示為“0” 。當分十位脈沖滿6個時，M13的狀態已移位至輔助繼電器M19，M19線圈通電，其常開觸點閉合，使輔助繼電器M20產生一個掃描周期寬的上升沿脈沖。這個上升脈沖一方面向計數器C1提供脈沖，另一方面使得輔助繼電器

10、M21當前的“1”狀態移位至助繼電器M22中，時的個位上顯示“1” ，如此不斷循環移位。當時個位脈沖滿10個時，M20的狀態已移位至輔助繼電器的M31中，M31線圈得電，其常開觸點閉合，使輔助繼電器M32產生一個掃描周期的上升沿脈沖。這個上升沿脈沖使得輔助繼電器M33當前的“1”狀態移位至輔助繼電器M34中，時的十位上顯示為“1 ” 。圖2-13作息時間PLC控制器小時顯示程序 當脈沖C1累計滿24個脈沖時，計數器C1常開觸點閉合，輔助繼電器M38線圈得電，其常開觸點閉合，使輔助繼電器M22M30及輔助繼電器M33M34復位，輔助繼電器M21及M33閉合，時個位和時十位上又顯示位“0 ” ，如

11、此不斷循環移位。當需要對時狀態進行手動調整時，只需要按下按鈕SB5，此時X4閉合，計數器C11計數。經過一次計數后，其常開觸點閉合，使得狀態繼電器S6得電，其一常開觸點閉合，產生一個時個位移位脈沖，改變時的當前顯示。而狀態繼電器S6的另一常開觸點閉合，使計數器C11復位，為下一次計數做好準備。星期顯示程序 星期顯示程序設計梯形圖如圖2-14所示，由輔助繼電器M40M46分別接通星期顯示程序。當M40閉合時，星期顯示“1” ；當M41閉合時，星期顯示“2” ，以此類推。 初始狀態時，因輔助繼電器M40閉合，星期顯示為“ 1” 。當時移位脈沖滿24個時，輔助繼電器M38得電，其常開觸點閉合，接通計

12、數器C2并開始計數，另一常開觸點產生一個星期脈沖及星期移位脈沖。星期移位脈沖的來到，使移位指令將M40當前的“1”狀態右移一位至M41中，輔助繼電器M41閉合，星期顯示“2” ；若再來一個移位脈沖，移位指令M41當前的狀態右移一位至M42，輔助繼電器M42閉合，星期上顯示“3” ，如此不斷移位。當星期脈沖滿7個時，計數器C2的常開觸點閉合，一方面使其復位，另一方面接通輔助繼電器M48，輔助繼電器M48 的常開觸點閉合，同時M40的狀態已移位至M47，圖2-14作息時間PLC控制器星期顯示程序梯形圖M47線圈通電，其常開觸點閉合，使輔助繼電器M41M46復位，輔助繼電器M40又閉合，星期上又顯示

13、為“1 ”。 當需要對星期狀態進行手動調整時，只需按下按鈕SB6，此時X5閉合，計數器C12經過一次計數后動作，其常開觸點閉合，使得狀態繼電器S7得電，其一常開觸點閉合，產生一個星期移位脈沖，改變星期的當前顯示。而狀態繼電器S7的另一常開觸點閉合，使計數器C12復位，為下一次計數作好準備。1.3自動掃描程序數碼管的動態掃描梯形圖2-15所示。初始狀態時，輔助繼電器M100閉合，特殊輔助繼電器M8011每閉合一次，計數器C3就計數一次，其常開觸點閉合并接通輔助繼電器M110，輔助繼電器M110的常開觸點又是計數器C3復位。輔圖2-15作息時間控制器自動掃描程序梯形圖助繼電器M110的另一常開觸點

14、產生一個移位脈沖，移位脈沖指令將輔助繼電器M100的當前狀態“1”移到輔助繼電器M101中，使輔助繼電器M101的當前狀態為“1” ，以此類推。當移到最高位時，輔助繼電器M105得電閉合，其常開觸點閉合，使輔助繼電器M101-M104復位，如此周而復始地進行移位。由輔助繼電器M101-M104分別接通輸出繼電器Y10-Y14，而特殊輔助繼電器M8011每10ms閉合一次，因而我們用肉眼很難分辨出數碼管是輪流閉合的，我們看到的是同時顯示的數碼管。1.4開機顯示開機時，時間顯示為星期1，00時00分。數字顯示原理如圖2-16-1所示，PLC的輸出點Y0Y6分別接七段數碼管的ag 。要顯示數字只需要

15、Y0Y6有輸出信號，即Y0Y7字元件中Y0Y6有輸出為1時才有數字顯示出來。例如，顯示1只需要Y1和Y2有信號輸出，它的十進制常數為K6=1*2 +1*2*2，即K6轉換為二進制數正好滿足要求。再把常數K6用MOV指令傳送到相應的數碼管中就可顯示數字了。表2-16-2為顯示數字09的常數值。各輔助繼電器與其對應的時間見表2-16-3。圖2-16-4開機顯示程序。 Y0Y5 Y6 Y1Y4 Y2Y3圖2-16-1數字顯示原理0123456789分個位M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10分十位M13M14M15M16M17M18時個位M21M22M23M24M25M26M27M28M29M3

16、0時十位M33M34M35星期M40M41M42M43M44M45M462-16-3 各輔助繼電器與其對應的時間顯示數字 輸出點狀態 常數值Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y000111111K6310000110K621011011K9131001111K7941100100K10251101111K10961111111K12570000111K781111111K12791101111K111圖2-16-2顯示數字09的常數值圖2-16-4作息時間PLC控制器開機顯示梯形圖2、電鈴控制程序 作息時間電鈴控制電鈴控制梯形圖如圖2-21所示。打鈴時間如圖2-22，當到程序運行到該打鈴的時間時，該時間

17、段輔助繼電器的常開觸點閉合，使得輔助繼電器M50的線圈得電，并產生一個掃描周期的上升沿微分脈沖信號，輔助繼電器M50的常開觸點閉合，接通輸出繼電器Y17線圈電源，Y17閉合并自鎖，電鈴開始打鈴。同時，定時器T3開始計時，計滿15S后，串接在出繼電器Y17線圈上的定時器T3的常閉觸點斷開，使輸出繼電器Y17和定時器T3失電，定時器T3復位，打鈴停止。如果需要手動打鈴，只需按下SB3，此時X2閉合，接通輸出繼電器Y17線圈電源，Y17閉合并自鎖，開始打鈴。而M2的作用是防止計時器壞了，打鈴時間過長。假若計時器T3壞了，電鈴每次都要動作1分鐘后才斷電。項目時間對照表起床6：206：30早操6：406

18、：50洗漱6：507：00早餐7：007：40預備鈴7：407：50第一節課8：008：50第二節課9：009：50課間操9：5010：10第三節課10：1011：00第四節課11：1012：00中餐12：3014：20午休12：3014：20預備鈴14：2014：30第五節課14：3015：20第六節課15：3016：20文體活動16：3017：30晚餐17：3018：00自由活動18：0018：50預備鈴18：5019：00晚自習19：0020：30熄燈21：30圖2-22 PLC作息時間控制器作息時間表 圖2-21作息時間PLC控制器上下課電鈴梯形圖雙休日電鈴控制雙休日控制梯形圖如圖2-

19、23所示。因為星期五下午17：00至星期日下午17：00停止打鈴。所以每星期5下午17:00時，輔助繼電器M44，M34，M28，M13，M1的常開觸點閉合，輔助繼電器M56閉合并自鎖，其串接在輸出繼電器Y16，Y17上的常閉觸點斷開，輸出繼電器Y16，Y17將得不到脈沖信號。星期日下午17:00時，輔助繼電器M46，M34，M28，M13，M0的常開觸點將閉合，輔助繼電器M5產生一個掃描周期的輸出信號，其串接在輔助繼電器M56中的常閉觸點斷開，輔助繼電器M56失電，串接在輸出繼電器Y16，Y17上的輔助繼電器M6的常閉觸點復位，使輸出繼電器Y16，Y17能夠得到脈沖信號而恢復到正常工作。 圖

20、2-23作息時間PLC控制器雙休日電鈴控制梯形圖 3、學生宿舍開（熄）燈程序 燈的控制梯形圖如2-31所示。當到學校開燈時間時，以下兩組輔助繼電器 ：（M35，M21，M16，M1），（M27，M15，M1）的常開觸點中有一組閉合，輔助繼電器M54線圈得電閉合，其串接在輸出繼電器Y16上的常開觸點閉合，使輸出繼電器Y16得電并自鎖，打開電燈開關。當需要手動開燈時，只要按下按鈕SB7，則X6閉合，使輸出繼電器Y16得電并自鎖，打開電燈開關。當到熄燈時間時，以下兩組輔助繼電器 ：（M35，M22，M16，M1），（M27，M17，M1）的常開觸點中有一組閉合，輔助繼電器M54線圈得電閉合并產生一個

21、掃描周期的脈沖信號，使其串接在輸出繼電器Y16線圈上的常開觸點斷開，輸出繼電器Y16斷開，電燈熄滅。當需要手動關燈時，只需按下SB8，則X7閉合，輔助繼電器M203得電，串接在輸出繼電器Y16線圈上的常開觸點斷開，使輸出繼電器Y16斷電。 項目時間對照表亮燈06：2006：40亮燈20：3021:30圖2-32學校亮燈時間表 圖2-31作息時間控制器燈的控制梯形圖4、PLC控制器輸入輸出點分配1、 作息時間PLC控制器輸入輸出點分配表見表4-1所示。由于X、Y均采用八進制，所以在輸入、輸出點中沒有X8、X9和Y8、Y9 。當電路板接通電源之后，我們可以通過X0來運行程序，X1為緊急停止按鈕。X

22、2為手動打鈴按鈕，可以在需要的情況下打鈴。X3、X4、X5為時間調整按鈕，可分別調整分鐘、小時和星期。X6、X7用來開、關學生宿舍的燈。Y0Y6為數碼管的顯示端，而Y10Y14為數碼管的公共端，分別對應星期、分個位、分十位、時個位、時十位。宿舍燈光、電鈴均用二極管來替代。輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號名稱代號輸出點編號啟動按鈕SB1X0數碼管a段aY0停止按鈕SB2X1數碼管b段bY1手動打鈴SB3X2數碼管c段cY2“分”調整按鈕SB4X3數碼管d段dY3“時”調整按鈕SB5X4數碼管e段eY4“天”調整按鈕SB6X5數碼管f段fY5開燈SB7X6數碼管g段gY6關燈SB8X7數碼管公共

23、端D1Y10數碼管公共端D2Y11數碼管公共端D3Y12數碼管公共端D4Y13數碼管公共端D5Y14秒閃爍發光二極管POINTY15宿舍燈發光二極管POINTY16電鈴發光二極管POINTY17圖4-1 作息時間控制器輸入輸出點分配表5、PCB接線圖 5.1 PCB的外部接線圖圖2-5作息時間PLC控制器PCB外部接線圖5.2元器件在設計的過程中所需要的元器件如圖5-2所示。元件名稱按鈕八段數碼管開關發光二極管 電阻數量（個）1052410（1.5K） 圖5-21元器件列表按鈕的作用是用于啟動程序、停止程序、調時、手動開燈、手動打鈴。八段數碼管主要時顯示分、時和星期的顯示，在使用的時候要注意其

24、針腳的對應。開關用來接通與斷開電源。發光二極管可以用來替代打鈴的顯示、學生宿舍開（熄）燈的顯示和秒閃爍的顯示。 在PCB的制作的過程中，還需要用到電烙鐵、萬用表、小刀等工具，在測數碼管的針腳的時候，要與PCB板中的針腳對應，否則顯示出來的數字會與程序中的輸出不對應。對于二極管要找到它的正負極性，并正確的連接到電路中。PCB板的外接電源為24V的電源，其信號來源于試驗箱。6、 作息時間控制梯形圖作息時間控制圖包括了024小時顯示的程序、作息時間電鈴控制程序、雙休日電鈴控制程序、開（熄）學生宿舍燈的程序。具體程序如圖2-6所示。7、 作息時間控制器控制使用說明 本次畢業設計的產品，能夠精確的顯示分

25、、小時、星期。能根據要求在一定的時間內自動或者手動控制打鈴、開（熄）學生宿舍燈。并且可以根據需要來調整打鈴及開（熄）宿舍燈的時間。有使用簡單、程序運行穩定、易于維修等特點。具體操作方法： 1、按SA1接通外部電源，按SB1啟動程序開始自動運行，如果需要停止則可以通過SB2來控制。 2、接通電源之后可以通過SB4、SB5、SB6分別調整分、小時、星期。 3、若自動打鈴程序失效，或者需要在某個特定時間需要打鈴，則可以通過SB3來控制其手動打鈴。 4、若想要在某一時間開、熄學生宿舍的燈，可以通過SB6和SB7來控制。 三、設計總結根據畢業設計任務書的設計要求，我們先設計時間周期顯示的程序。在設計秒、分、小時以及星期顯示時，開始只能設計簡單的09的循環顯示，在介紹了SFTL(移位)和MOV(傳送)指令之后，才開始設計分、小時和星期顯示的程序。最初由于沒有真實的數碼管顯示，所以我們只能用控制面板里面的二極管來替代，但也能實現時間的進位。當實現024小時和星期顯示的基礎之上，我們開始在原有的程序上加打鈴的程序，也就是當顯示到規定的時間的時候后電鈴自動