学校用电铃设计

2011年12月

武汉纺织大学外经贸学院

毕业论文

题目：教室电铃的PLC控制

目录

一、设计任务

1、作息时间控制器控制设计大纲 (4)

2、设计步骤 (4)

二、设计过程

1、时间控制显示程序 (5)

1.1秒脉冲显示程序 (5)

1.2分钟显示程序 (6)

1.3小时显示程序 (7)

1.4星期显示程序 (9)

1.5自动扫描秒程序 (11)

1.6开机显示 (12)

2、电铃控制程序 (14)

2.1作息时间电铃控制 (16)

2.2双休日电铃控制 (17)

3、学生宿舍开（熄）灯程序 (18)

4、控制器输入输出点分配 (19)

5、PCB接线图及元器件 (21)

5.1 PCB的外部接线图 (21)

5.2 元器件 (22)

6、作息时间控制器控制梯形图 (22)

7、作息时间控制器使用说明 (23)

概述

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。

所以PLC才被越来越多的人所熟悉，也被广泛的应用于自动化的生产与生活当中。而本课题就来源于学校的实际情况，包括上下课打铃程序、双休日控制程序以及控制学生宿舍开（熄）灯等自动化程序的控制，相信PLC将会更加贴近生活，服务大众。

一、设计任务

1、作息时间控制设计大纲

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

内能够自动打铃，开（熄）学生宿舍灯。

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。

1.2作息时间控制设计大纲控制要求

作息时间控制器的控制要求如下：

（1、开机时初始状态显示为00时00分，显示星期为“1”。按下启动按钮，控制器开始计时工作。

（2、能将时间显示调整到当前的日期及时间。

（3、可按所设置的时间要求打铃。

（4、可根据需要控制其它装置。

（5、作息时间表见图2-22。

(6 、设置相应的手动按钮，使控制器使用更加方便。

(7、为了便于广大师生过好双休日，从星期五下午17:00至星期日下午

17:00停止打铃。

2、设计步骤

1、先设计时间循环显示的程序，设计完成后在实验室进行试运行。

2、根据要求使程序运行到一定时间的时候开始打铃、控制学生宿舍开（熄）灯等。

3、绘制其外部接线图，后使用protel99绘制其外部接线图。根据接线图，使用数码管、按钮、开关、万能板、电烙铁等工具来制电路板。

4、结合时间显示程序、打铃控制程序、学生宿舍开（熄）灯程序之后，在制作好的电路板上实验运行。

二、设计过程

1、时间控制显示程序

时间显示程序分秒脉冲显示、分钟显示、小时显示以及星期显示，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。

1.1秒脉冲显示程序

秒脉冲程序梯形图如图2-11所示。当按下SB0时，X0闭合，发出启动信号，使辅助继电器M200线圈得电并自锁。计时器T0、T1组成1S时钟脉冲程序；Y15为秒闪烁输出；M0、C0组成分进位脉冲。

2-11作息时间PLC控制——秒脉冲发生程序

当按下启动按钮X0之后，M200导通并自锁，而接通电源之后M1、M13、M21、M33也随之导通，所以开机接通电源时会立刻显示星期一00时00分，M200的导通后，由T0、T1共同发出一个1S的脉冲，使得Y15每秒亮一下。而C0也开始计数，60次之后使M0导通。M0一方面使C0清0，另一方面发出的脉冲信号使SFTL移位。此时M2导通，使M1断电，分个位由“0”变为“1”。以此类推。

1.2分显示程序

图2-12作息时间PLC控制器——分钟显示程序

分显示程序梯形图如图2-12所示。由辅助继电器M1~M10分别接通分个位显示程序。当M1闭合时，分个位显示“0”；当M2闭合时，分个位显示“1”；

初始状态时，辅助继电器M1和M13闭合，分的个位及十位均显示“0”。当计数器C0累计满60个脉冲时，计数器C0常开触点闭合，辅助继电器M0线圈得电，其常开触点闭合，产生一个分个位脉冲及一个分个位移位脉冲。分个位移位脉冲的到来，使得移位指令将M1当前的“1”状态左移一位至M2，辅助继电器M2闭合，分的个位上