PLC的数字电子钟毕业设计样本.doc

XX职业技术学院毕业论文（设计）
开 题 报 告 书
开题时间：10月10号
学生姓名
XXX
专业班级
11级电气自动化2班
指引教师
张XX
课题名称
基于PLC数字电子钟设计
课题来源
教师命题

1． 课题研究意义 及现状分析：

可编程控制器（PLC）是以微解决为核心通用工业控制装置，它将老式继电器--接触器控制系统与计算机控制技术紧密结合，集计算机、控制、通信于一体，为工业自动化提供了几乎完美当代化自动控制装置。
近几年，可编程控制器由于其优良控制性能，极高可靠性，在各行各业中应用日益广泛普及。为此，各高校电器自动化、电气工程、供用电技术、机电一体化等有关专业相继开设了关于可编程控制器原理及应用课程。
本设计以西门子公司S7—200CN为基本，设计了PLC电子时钟梯形图。
本设计共分四大章：第一章是基本某些，简介了PLC概述阐明了PLC发展史。第二章重要是数字电子钟设计软件简介及应用。第三章是数字电子钟设计程序，进一步清晰理解其内部成果和工作原理。第四章是针对本设计在制作过程所参照文献及资料统一阐明及简介。最后是对指引教师及在本设计过程当中予以咱们协助教师及领导感谢。

2． 课题拟采用方案和技术路线：
本课题设计方案为：数控某些用PLC带动数模转换芯片提供PLC自身具备完善功能线拟采用技术路线：
（1）采用PLC作为整机控制单元，运用4×4键盘输入数字量，通过控制单元输出数字信号。
（2）通过D/A转换器（DA0832）输出模仿量。
（3）通过运算放大器隔离放大，控制输出功率管基极，随着输出功率管基极电压变化，间接地变化输出电压大小。

3． 课题筹划及进度安排：
01~02周：查寻收集资料，理解单片机原理，引脚及参数功能，学习与掌握PLC线路模版设计，为毕业设计打下基本，并写出开题报告。
03~04周：拟定控制方案，构思硬件电路。
05~06周：毕业实习，每天写实习日记，实习结束后写出实习报告。
07~10周：绘制PLC版图以及设计出软件程序，并进行上机调试。
11~12周：撰写毕业设计阐明书（毕业论文），打印装订阐明书，准备毕业答辩。

1. 参照文献
1 胡学林 可编程控制器教程 北京 电子工业出版社。
2 廖常初 S7—200PL编程及应用 北京 机械工业出版社。
3 康华光 电子技术基本模仿某些（第四版）.高等教诲出版社，1999。
4 康华光 电子技术基本数字某些（第四版）.高等教诲出版社，。
5 李振声 实验电子技术.国防工业出版社，。
6 任为民 电子技术基本课程设计.中央广播电视大学出版社，1997。
7 钟肇新 范建东 可编程控制器原理及应用.广州：华南理工大学出版社，。

学号：
密级：

XX职业技术学院

毕业论文(设计)

数字式可调稳压电源

姓 名
程XX
学科专业
电气自动化
研究方向
PLC设计
指引教师
张XX
完毕时间
4月

毕业论文（设计）承诺书
本人郑重承诺：
1、本论文（设计）是在指引教师指引下，查阅有关文献，进行分析研究，独立撰写而成。
2、本论文（设计）中，所有实验、数据和关于材料均是真实。
3、本论文（设计）中除引文和道谢内容外，不包括其她人或机构已经撰写刊登过研究成果。
4、本论文（设计）如有抄袭她人研究成果状况，一切后果自负。

毕业论文（设计）作者签名：　　　　　　　 签字日期：　　年　　月　　日

毕业论文（设计）版权使用授权书

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论文作者签名：　　　　　　　　　 指引教师签名：
签字日期：　　　年　月　日　　　 签字日期： 　 年　月　日

目 录
摘 要 1
前 言 2
第一章PLC控制电子钟设计 3
1.1 七段共阴数码管电子钟PLC程序设计原理 3
1.11控制规定： 4
1.12总体设计思想 5
1.13详细设计过程 6
1.2 编程元件地址分派 6
1.3 输入/输出继电器地址分派 7
1.31 输入/输出继电器地址分派 9
2.4 数字电子钟控制系统方案 10
2.41 方案论证 10
2.43数码管显示原理 11
2.44 数字电子钟程序 12
第三章 数字电子钟梯形图程序 12
第四章 结论 13
参照文献 14
致 谢 15

[摘 要]
核心字 ：PLC 数码管 计数器

前 言

数字钟已成为人们寻常生活中：必不可少必须品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场合，给人们生活、学习、工作、娱乐带来极大以便。由于数字集成电路技术发展和采用了先进石英技术，使数字钟具备走时精确、性能稳定、携带以便等长处，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。
可编程控制器（PLC）是以微解决为核心通用工业控制装置，它将老式继电器--接触器控制系统与计算机控制技术紧密结合，集计算机、控制、通信于一体，为工业自动化提供了几乎完美当代化自动控制装置。
近几年，可编程控制器由于其优良控制性能，极高可靠性，在各行各业中应用日益广泛普及。为此，各高校电器自动化、电气工程、供用电技术、机电一体化等有关专业相继开设了关于可编程控制器原理及应用课程。
本设计以西门子公司S7—200CN为基本，设计了PLC电子时钟梯形图。
本设计共分四大章：第一章是基本某些，简介了PLC概述阐明了PLC发展史。第二章重要是数字电子钟设计软件简介及应用。第三章是数字电子钟设计程序，进一步清晰理解其内部成果和工作原理。第四章是针对本设计在制作过程所参照文献及资料统一阐明及简介。最后是对指引教师及在本设计过程当中予以咱们协助教师及领导感谢。
由于咱们水平有限，难免存在错误和疏漏，恳请领导、教师、读者批评指正。

第一章PLC概要
1.1 课程设计准备知识
学习PLC最后目是能把它应用到实际控制系统中去，若遇到实际工业控制项目，需用PLC进行控制，应如何着手去设计一种控制系统。
1.11 PLC控制系统设计基本原则
任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产过程）工艺规定，以提高生产效率和产品质量。因而，在设计PLC控制系统时，应遵循如下基本：
1. 最大限度地满足被控对象控制规定。设计前，应进一步现场进行调查研究，收集资料，并与机械某些设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中浮现各种问题。
2. 在满足控制规定前提下，力求使控制系统简朴、经济、使用和维修以便。
3. 保证控制系统安全、可靠。
4. 考虑到生产发展和工艺改进，在选取PLC容量时，应恰当留有余地。
1.12 PLC控制系统设计基本内容
PLC控制系统是由PLC与顾客输入、输出设备连接而成。
PLC控制系统基本内容涉及如下几点：
1. 选取顾客输入设备（按钮、操作开关、限位开关和传感器等、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及输出设备驱动控制对象（电动机、电磁阀等）。这些设备属于普通电气元件，自选取办法请参照其她关于资料。
2. PLC选取。PLC是PLC控制系统核心部件，对于保证整个控制系统技术经济性能指标起着重要作用。
选取PLC，应涉及机型、容量、I/O点数（模块）、电源模块以及特殊功能模块选取等。
3. 分派I/O点，绘制电气连接接口图，并考虑必要安全保护办法。
4. 设计控制程序。梯形图、语句表（可由编程软件自动转换或直接编写）、控制系统流程图等。
控制程序是控制整个系统工作软件，是保证系统工作正常、安全可靠核心，因而控制程序设计必要通过重复调试、修改，直到满足为止。
5. 必要时还需设计控制台（柜）。
6. 编制系统技术文献。涉及阐明书、电气图及电气元件明细表等。
老式电气图，普通涉及电气原理图、电器布置图及电气安装图。在PLC控制系统中，这些图可统称为“硬件图”。它在老式电气图基本上增长了PLC某些，因此，还应增长PLCI/O输入、输出电气连接图（即I/O硬件接线图）。
此外，在PLC 控制系统中，电气图还应涉及程序图（梯形图），可以称之为“软件图”，便于顾客在生产发展过程或工艺改进时修改程序，或维修时分析和排除故障。
1.13 PLC控制系统设计普通环节
（1） 依照生产工艺过程分析控制规定：需要完毕动作（动作顺序、动作条件及必要保护和联锁等）、操作方式（手动、自动；持续、单周期、单步等）。
（2） 依照控制规定拟定所需顾客输入、输出设备，据此拟定PLCI/O点数
（3） 选取PLC（考虑性价比等）
（4） 分派PLCI/O点，设计I/O电气接口连接图（也可结合第2步进行）
（5） 进行PLC程序设计，同步可进行控制台（柜）设计和现场施工
在设计老式继电器控制系统时，必要在控制线路（接线等）设计完毕后，才干进行控制台（柜）设计和现场施工。由此可见，可减少整个工程施工量并大大缩短施工周期。
（6） 对于较复杂控制系统，需绘制系统流程图，明确给出动作顺序和
条件。
（7） 设计梯形图（并程序清单）。这是比较困难但也是核心一步。要设计好梯形图，一方面要十分熟悉控制规定，同步还要有一定电气设计基本及实践经验。
（8） 程序输入PLC并检查输入与否对的。
（9） 调试和修改直至满足规定。
（10） 控制台（柜）及现场施工完毕后，即可进行联机调试，直至满足生产规定。
（11） 编制技术文献。
（12） 交付使用。

第二章PLC控制电子钟设计
2.1 七段共阴数码管电子钟PLC程序设计原理
2.11控制规定：
2. 用四个七段数码管分别显示“时十位”、“时个位”、“分十位”和“分个位”。
3. 用特殊继电器SM0.5提供秒脉冲
4. 有“预置”和“校对”时间功能。
I/O分派：
X0—运营开关，X1—预置按钮；Y0—A，Y1—B，Y2—C，Y3—D，Y4—E，Y5—F，Y6—G；Y7—“秒闪烁”批示；Y13—“时十位”显示，Y12—“时个位”显示，Y11—“分十位”显示，Y10—“分个位”显示。
2.12总体设计思想
为了减少输出点数和接线，可以将四个共阴数码管阳极都用Y0—Y6来驱动，但让其依次轮班接通；四个数码管阴极分别用Y10—Y13来同步控制其接通“-”极时间，以期达到四个数码管轮流显示目。
2.13详细设计过程
1. 由特殊继电器SM0.5提供秒脉冲，用Y7输出。
2. 用计数器C0将秒脉冲变成分脉冲。
3. 用左移位指令[SHL-W]形成分个位左移码。
4. 用左移位指令[SHL-B]形成分十位左移码。
5. 用左移位指令[SHL-W]形成时个位左移码。
6. 用左移位指令[SHL-B]形成时十位左移码。
7. 用左移位指令[SHL-B]安排四个数码管轮流接通。
8. 将四个左移位码分别译成七段数码管字显示码，并考虑四个数码管轮流接通问题。
2.3 输入/输出继电器地址分派
2.2 编程元件地址分派

编程元件地址分派
编程元件
编程地址
符 号
作 用

辅助继电器
M0.1
M1
C0复位及分钟个位显示脉冲
M0.2
M2
分钟十位显示移位脉冲
M0.3
M3
小时个位显示移位脉冲
M0.4
M4
小时十位显示移位脉冲
M1.0
M10
分钟个位显示“0”
M1.1
M11
分钟个位显示“1”
M1.2
M12
分钟个位显示“2”
M1.3
M13
分钟个位显示“3”
M1.4
M14
分钟个位显示“4”
M1.5
M15
分钟个位显示“5”
M1.6
M16
分钟个位显示“6”
M1.7
M17
分钟个位显示“7”
M2.0
M20
分钟个位显示“8”
M2.1
M21
分钟个位显示“9”
M2.2
M22
10分钟到信号
M3.0
M30
分钟十位显示“0”
M3.1
M31
分钟十位显示“1”
M3.2
M32
分钟十位显示“2”
M3..3
M33
分钟十位显示“3”
M3.4
M34
分钟十位显示“4”
M3.5
M35
分钟十位显示“5”
M3.6
M36
1小时到信号

编程元件
编程地址
符 号
作 用
M3.7
M37
24小时到信号
M4.0
M40
小时个位显示“0”
M4.1
M41
小时个位显示“1”
M4.2
M42
小时个位显示“2”
M4.3
M43
小时个位显示“3”
M4.4
M44
小时个位显示“4”
M4.5
M45
小时个位显示“5”
M4.6
M46
小时个位显示“6”
M4.7
M47
小时个位显示“7”
M5.0
M50
小时个位显示“8”
M5.1
M51
小时个位显示“9”
M5.2
M52
10小时到信号
M6.0
M60
小时十位显示“0”
M6.1
M61
小时十位显示“1”
续表
编程元件
编程地址
符 号
作 用

辅助继电器
M6.2
M62
小时十位显示“2”
M8.0
M80
分钟个位调节脉冲
M8.1
M81
分钟十位调节脉冲
M8.2
M82
小时个位调节脉冲
M8.3
M83
小时十位调节脉冲
M9.0
M90
选取分钟个位显示
M9.1
M91
选取分钟十位显示
M9.2
M92
选取小时个位显示
M9.3
M93
选取小时十位显示
M10.0
M100
分钟个位a段
M10.1
M101
分钟个位b段
M10.2
M102
分钟个位c段
M10.3
M103
分钟个位d段
M10.4
M104
分钟个位e段
M10.5
M105
分钟个位f段
M10.6
M106
分钟个位g段
M11.0
M110
分钟十位a段
M11.1
M111
分钟十位b段
M11.2
M112
分钟十位c段
M11.3
M113
分钟十位d段
M11.4
M114
分钟十位e段
M11.5
M115
分钟十位f段
M11.6
M116
分钟十位g段
M12.0
M120
小时个位a段
M12.1
M121
小时个位b段

2.3 数字电子钟控制系统方案
2.3.1方案论证
当前惯用数字电子钟控制办法有①单片机控制②PLC控制。两种方式控制原理基本相似，都是分别以各自主控器件来完毕门信号采集、运营状态控制和设定，达到自动调节和控制运营功能。本设计采用PLC控制方式，选用西门子S7--200PLC作控制器，继电器输出，时间显示用4个数码管,完毕本设计规定各项指标，实现数字电子钟控制。
数字电子钟是一种将“ 时”，“分”，“秒”显示于人视觉器官计时装置。它计时周期为24小时，PLC控制数字电子钟采用数码管显示。
2.3.2控制规定
数字电子钟控制规定如下：
（1） 开机时初始状态显示为00时00分，按下启动按钮，控制器开始计时工作。
（2） 能将时间显示调节到当前时间。
（3） 设立相应手动按钮，使控制器使用更加以便。
2.3.3数码管显示原理
开机时显示为00时00分

PLC输出点分别接到七段数码管Y0~Y6上。要显示数字只需要Y0~Y6有输出信号。例如，显示1只需Y1和Y2有信号输出，它十进制常数为K6=1*2+1*4,即K6转换为二进制数正好满足规定。再把常数值K6由MOV指令传送到相应数码管就可以显示数字了。
（1）控制任务
设计一种数字电子钟，用LED数码管显示当前时间，依照控制规定，需要显示时间如下：
秒：由SM0.5来实现一秒脉冲发生器
分钟：显示范畴为00—59，用两只LED数码管显示
小时：显示范畴为00—23，用两只LED数码管显示
（2）LED数码管工作原理
一只LED数码管可以当作是一组LED，有两种接线方式，一种是共阴极接法，一种是共阳极接法。当发光二极管为正向偏置时，就会点亮。
（3）秒脉冲发生器
所谓秒脉冲发生器就是每秒生成一种脉冲，这个脉冲是所有计时器基准，可以通过编程方式实现，也可以运用PIC特殊继电器，如S7—200周期为1秒脉冲发生器SM0.5来实现，编程更简朴。

第四章 结论
由于数字电子钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示计时装置。因此数字钟精度、稳定度远远超过老式机械钟。与老式机械钟相比，它具备走时精确、显示直观无机械传动装置等长处。在数字显示方面，当前以有集成记数、译码电路，她可以直观驱动数码显示屏件。也可直接采用CMOS-LED光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。这些电路装置十分小巧，安装使用也以便，如果想实现大型光电显示，可以加一定驱动电路，采用白炽灯显示系统,做起来也不困难。
数字电子钟是以不同计数器为基本单元构成，它用途十分广泛，只要有计时、计数存在，便要用到数字钟原理及构造；同步在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用以便，功能多，便于集成化而受广大消费爱慕。
采用PLC定期中断功能实现定期，不但定期精度高，编程简朴，显示效果稳定可靠，具备较大实用价值。
高等职业院校培养目的首要任务是培养具备创新精神和实践能力各类技术人才，人才培养目的实现必要有一定实践教学环节。咱们通过实践教学环节训练与锻炼，才干在实践中不断巩固和加深理论知识，提高独立工作能力和创新能力。
通过数字电子钟设计于制作，咱们可以掌握一定汇编语言知识并用于编写程序，掌握了定期与计数器用法，以及微机惯用输入输出方式及接口技术。培养了自己动手操作和实践能力，学习并巩固了程序设计基本思路和办法。

参照文献

1 胡学林 可编程控制器教程 北京 电子工业出版社。
2 廖常初 S7—200PL编程及应用 北京 机械工业出版社。
3 康华光 电子技术基本模仿某些（第四版）.高等教诲出版社，1999。
4 康华光 电子技术基本数字某些（第四版）.高等教诲出版社，。
5 李振声 实验电子技术.国防工业出版社，。
6 任为民 电子技术基本课程设计.中央广播电视大学出版社，1997。
7 钟肇新 范建东 可编程控制器原理及应用.广州：华南理工大学出版社，。

致 谢

三年大学生活即将划上一种句号， 而于我人生却只是一种逗号，我将面对又一次征程开始。通过几月时至今日，毕业设计终于可以告一段落了，当前回忆起做这个设计整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜，但是也乐其中！
这次毕业设计使我把课本上理论知识运用到有关详细内容上，让我自身设计能力得到了培养和提高。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料、自学、同同窗交流，向教师请教等方式，使自己学到了不少知识。虽然经历了不少艰辛，但收获却也同样令人欣慰！在整个设计开发过程中，我懂得了许多东西，也培养了我独立工作能力，树立了自己工作能力信心，相信会对此后学习工作生活产生非常重要影响。并且大大提高了动手能力，使我充分体会到了在创造过程中摸索艰难和成功喜悦。
在此我要特别感谢咱们指引教师张法教师，她悉心辅导以及孜孜不倦我才有了这部完整设计，她时常督促咱们认真迅速完毕设计以便更好投入到工作中!
同步还要感谢我父母，是她们始终默默支持我、勉励我，让我顺利完毕学业！
尚有我室友们，感谢她们在大学三年给我生活和学习上协助！