毕业设计——基于PLC的自动打铃系统的设计

(0南刑11稿紫瑟寿字 院 毕业论文

题目：基于PLC的自动打铃系统的设计 作者：学号：

系：____________________ 自动控制系______________________ 专业：________________ 电气自动化技术 ____________________ 班级：___________________________________________________ 2013年5月 目录

第一章绪论 (1) 1.1

1.2 课题的目的和意义 (1) 第二章方案论证 (2) 2.1 继电器控制 (2) 2.2 单片机控制 (2) 2.3 plc 控制 (2)

第三章可编程控制器介绍 (4) 3.1 Plc 基本构成为： (4) 3.2 工作原理 (5) 3.3 功能特点 (5) 3.4 发展历史 (6) 3.5 系统集成 (7) 3.6 选型规贝U (8) 3.7 选择型号 (12) 第四章系统整体设计 (14) 4.1 系统组成 (14) 4.2 显示接口电路 (14)

4.3 7448芯片介绍 (16) 4.4 电铃电路 (18) 4.5 硬件设计 (18)

第五章软件设计与调试 (21) 5.1 系统流程图 (21) 5.2 计时及时间调节程序 (22) 5.3 显小程序 (23) 5.4 作息时间表程序 (25) 5.5 控制程序 (27) 总程序 (29) 34结论 致谢 (35) 参考文献 (36) 第一章绪论 1.1 背景

学校，办公室，工厂，车站，码头，医院，电信，和其他企业和机构通常以信

号铃作为时间信号，铃声已经成为人们生活的一部分。铃声作为信号，最原始的方

式是手动控制。后来出现了电铃但没有实现自动控制。随着计算机技术，自动控制

技术和通信技术的发展，出现了新兴的技术-电气控制与可编程控制技术。由于这些

新兴的技术的发展，人们用不同的方法来实现了自动化打铃。自动打铃，包括使用

单芯片控制，PLC控制，计算机控制，继电器控制几种控制方式。 1.2 课题的目的和意义

本次设计采用可编程控制器方式来控制，可编程控制器英文PLC它是通过

一个可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控

制，定时，计数和

算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟输入和输出控制各类机械或生产过程。PLC具有稳定可靠，价格便宜，功能齐全，灵活，方便，易于操作和维护的优点，

因此PLC已被广泛用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，纺织，

交通，环保，文化和娱乐行业。随着计算机网络的发展，可编程控制器在许多领域

将发挥日益重要的作用。

其他三种方法都可以实现时间控制的自动化，但PLC控制，具有可靠性高，抗十扰能力强，能适应恶劣的环境。铃声自动控制系统，摆脱了繁琐的手工打铃。人们从繁琐的操作中解脱出来，减轻了所有企业和机构的财务负担，实现了自动打铃控制。

第二章方案论证 2.1 继电器控制

继电器控制的优点是形像直观，设备结构简单，价格低廉，抗十扰能力强。但

也有其缺点。不耐磨损容易损坏。继电器触点容易产生电弧，可能会造成严重后果。大的继电器装置笨重，在满负荷运行时，产生大量的热量和噪音，消耗了大量的能量。总体而言，这种控制方法只适用于小型的要求不高的控制系统。

2.2 单片机控制

单片机的主要特点是：可靠性高，易于扩展，控制能力能，低电压，低功耗，高集成度，体积小，性价比高，易于产品化。不过，也有缺点，微控制器低转速的高速实时仿真，高速数据采集显得力不从心。复位的过程是复杂的和不可靠的。偶然因素会导致程序跑飞。“看门狗”或其他十扰措施，在极其复杂的情况下，

单片机的程序仍然有失控的可能性，进入“死机”。此外，微控制器开发周期长。

2.3 plc 控制

(1) 可靠性高，抗十扰能力强

电气控制设备的关键性能可靠性高。PLC,采用现代大规模集成电路技术和严格

的生产工艺，内部电路采用一个国家的最先进的抗十扰技术，具有高可靠性。从

PLC的机外电路，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触控制系统相比，

电气接线及开关接点已减少到数白甚至数千，失败也将随大打折扣。，

PLC

硬件故障检测功能，未能及时发出报警信息。在应用软件中，用户还可以被纳入到该设备的故障诊断的程序的外部是plc的外电路中取得自诊断保护系统和设备故障。因此，整个系统具有很高的可靠性。

(2) 齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了大，中，小规模的系列产品可用于各种规模的工业控制应用。除了逻辑处理功能，现代plc的拥有最完整的数据运算能力，可用于数字控制的各种字段。

(3) 使用方便，工程技术人员的欢迎

PLC作为通用工业控制计算机，工业控制设备，工矿企业的编程语言是容易被接受的工程技术人员，如梯形图语言的图形符号和表情继电器电路非常接近，只有少量的开关逻辑控制指令PLC继电器接触器电路的功能可以方便的实现。

(4) 系统设计周期短，维护方便，容易改造

PLC代替接线逻辑存储器逻辑控制系统的设计周期，大大减少了控制设备外部的接线，大大降低了短期的维护变得容易。更重要的是改变程序后，做出同样的设备，改变生产过程成为可能。因此，它是适用于多品种，小批量的生产场合。

(5) 体积小，重量轻，能耗低，

超小型PLC例如，最近的品种底部尺寸小于100平方毫米，重量小于150 克的产品，功耗只有几瓦。由于体积小，容易加载到内部的

机械，机电一体化的理想控制设备。休息时间的自动控制系统，需要长期稳定性，该软件可以被修改和易于维护的设备，各控制系统的特点，使用PLC来控制。

第三章可编程控制器介绍

PLC是一种专门的应用程序，在工业环境和设计的数字运算操作的电子电子设备。用于在其内部存储执行逻辑运算，操作顺序，定时，计数和算术运算等的指令，并通过数字或模拟输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程中使用的存储器，它可以被编程。PLC及其外围设备应遵循易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展功能的原则设计。

3.1 PLC基本构成 首先，电力

可编程逻辑控制器的功率在整个系统中起着非常重要的作用。如果你没有一

个良好的，可靠的电力系统不能正常工作，因此，可编程逻辑控制器的设计与制造的电源制造商也非常重视。一般交流电压波动为10% (15%)的范围内，可

以不采取其他措施，直接连接到PLC的AC线其次，中央处理单元(CPU 中央处理单元(CPU是中央控制的可编程逻辑控制器。赋予它的功能与可编程逻辑控制器的系统程序，接收并存储用户程序和数据从程序员的类型按照检查的状态，电源，内存，I / O和看门狗定时器，并且能够诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行，第一个接收器扫描该网站的每个输入设备的状态和数据存储的I /。映象区，然后逐一从用户程序读取用户程序内存后，命令解释器所要求的指示来执行逻辑或算术运算结果转换成的I / O映象区或数

据寄存器。等所有的用户程序执行后，最后的输出状态或输出的每个寄存器内的I / O 映像区数据传送到相应的输出设备，如此循环运行，直到它停止运行。

为了进一步提高系统的可靠性的可编程逻辑控制器，近年来，大规模可编程逻辑控

制器也构成一个冗余的双CPU系统，或到三个CPU助益系统。因此，即使在CPU

出现故障时，整个系统能够正常运行。 三，存储器

存储器存储系统软件称为系统程序存储器。 内存存储应用软件被称为用户程序存储器。 第四，输入-输出接口电路

1 。免由光耦合电路和计算机的输入接口电路，输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器和现场控制接口的输入通道。

2 o现场输出接口电路由输出数据寄存器，选通电路，和一个中断请求电路集成，可编程逻辑控制器的作用，通过现场输出接口电路，输出相应的控制信号到执行部件的网页。

如图5所示，功能模块 如计数，定位等功能模块。 第六,通信模块 3.2 工作原理 首先，输入采样阶段

上面的输入采样阶段，可编程逻辑控制器的扫描顺序地读取所有的输入数据的状态，并将其存储在相应的单元格中的I/。映象区。结束后的输入采样被转移到用户程序执行和输出刷新期间。在这两个阶段中的变化，即使输入状态和数据状态，相应的单元的I / O映象区中的数据不会改变。因此，如果输入的脉冲信号，该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期中，为了确保在任何情况下，该输入可被读入。

其次，用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器始终遵循自顶向下的顺序来扫描用户程序（梯形图）。扫描每一个阶梯，始终扫描控制电路梯子左边的联系方式，按先左后右，先上后逻辑运算，顺序控制线接触的形式，然后根据逻辑运算的结果，，刷新的逻辑线圈在系统RAM存储区的相应位；或刷新输出线圈在I / O 映像区的对应位的状态，或确定是否执行阶梯指定的特殊功能的状态指令。

也就是说，在用户程序执行过程中，只有输入点在I /。映射内的状态和数

据不会改变，而其他输出点和软设备在I / O映象区或系统RAM勺内存区域状态和数据都有可能发生变化，排在上面的阶梯方案实施的结果将排名爬梯使用线圈或数据，相反，排在下面的梯子，线圈或数据的逻辑状态只能到下一个扫描周期被刷新才能正常在其程序。

如果您使用立即I /O指令在执行程序的过程中，你可以直接访问I / O点。使用I / O 指令，输入过程映像寄存器的值是不更新的值直接从I / O模块，输出过程映像寄存器会立即更新，立即进入一些差异。

三，输出刷新阶段

的扫描结束后的用户程序中,可编程逻辑控制器进入输出刷新阶段。在这段时间中，CPlft据在I / O相对应的图像区域的刷新所有的输出锁存器电路，输出电路，以驱动相应的外设的状态和数据。在这个时候，才是真正的可编程逻辑控制器的输出。

3.3 功能特点

使用方便，简单的编程

简明阶梯图，逻辑图，或语句表编程语言，而不需要电脑识字，所以系统的开发周期短，便于现场调试。可在线修改程序变更控制计划，而不是拆除的硬件。

功能，性价比高

向用户提供数以白计的小型PLC的编程元素，还有一个强大的功能，可以实现非常复杂的控制功能。相比，具有相同功能的中继系统具有较高的性能和较低的成