七段数码管显示控制程序设计.doc

xxxx大学课 程 设 计（论文） 题目 七段数码管显示控制程序设计（三）班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 目 录0. 前言11. 总体方案设计1 1.1 控制要求1 1.2 S7-200的特点1 1.3 组态王22. 硬件电路的设计2 2.1 I/O地址分配2 2.2 硬件连接图23. 软件设计3 3.1 程序流程图3 3.2 PLC程序设计5 3.3 组态王监控画面设计8 （1) 控制界面的设计过程8 （2）数据字典的建立9 （3）通信关联104. 联合调试115. 课设小结及进一步设想12参考文献12xxxx大学课程设计论文 七段数码管显示控制程序设计（三）七段数码管显示控制程序设计（三）xxxx xxx大学自动化学院摘要：本文主要设计一个西门子S7-200系列的PLC数码管显示与上位机监控。按照设计要求利用PLC做出相应的梯形程序图，然后通过合理的硬件线路连接将PLC运行的结果在数码管上正确的显示出来。通过上位机设计组态王监控界面，对PLC控制数码管的显示进行模拟，实现对PLC的监控功能。并对PLC和组态王的应用和特点做了相关介绍。关键字：西门子s7-200；数码管显示；组态王；监控系统。0. 前言随着科学技术的发展，工业控制系统有了飞速的发展。由于PLC具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制系统中。数码管作为最基本的工业控制和显示对象，在PLC的控制工程中也经常出现，并且控制技术也日趋完善。PLC应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。本次课设采用的是SIMATIC S7-200系列PLC。本次课程设计能够较好的表达SIMATIC S7-200系列PLC对数码管的自动控制过程。1. 总体方案设计1.1 控制要求 由PLC控制的七段数码管进行循环显示，数码管亮一秒，灭一秒。显示顺序如下：“1、2、3、4、5、6、7、8、9、P、L、C、B、E、F、9、8、7、6、5、4、3、2、1、P、L、C、B、E、F”。 硬件部分采用SIMATIC S7-200系列PLC，通过接线将PLC与数码管挂箱连接起来。 软件部分采用PLC专用的编程软件STEP7，监控系统采用组态王设计虚拟的监控界面，通过通信实时监测PLC的运行状态。1.2 S7-200的特点 S7-200系列具有极高的性能价格比。适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。其强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。另外有极高的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握，便捷的操作，丰富的内置集成功能，实时特性，强劲的通讯能力，丰富的扩展模块。1.3 组态王组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬平台构建的集成系统取代传统的封闭式系统。组态王具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。2. 硬件电路的设计2.1 I/O地址分配 根据课设要求，由于只是利用PLC控制数码管显示，所以在输入模块设计中只需要设计三个输入量，及启动、停止、复位，分别用I0.0、I0.1、I0.2表示，具体的输入模块分配表1所示。表1 输入模块分配表输入点作用I0.0启动I0.1停止I0.2复位根据课设要求，是在数码管上显示“1、2、3、4、5、6、7、8、9、P、L、C、B、E、F、9、8、7、6、5、4、3、2、1、P、L、C、B、E、F”，由于数码管是由七段LED灯控制，所以输出模块采用七个输出控制，具体分配如表2所示。表2 输出模块分配表Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6ABCDEFG2.2 硬件连接图根据具体的输入模块和输出模块连接硬件线路图如图1所示： 图1 硬件连接图3. 软件设计软件设计分为两部分，一部分是SIMATIC S7-200系列PLC程序设计，另一部分是组态王监控画面设计。3.1 程序流程图 根据本次实验要求，程序流程图如图2所示： 开始数码管显示1否是 定时1S 数码管全灭否是 定时1S数码管显示2否是 定时1S数码管全灭否是 定时1S 。 。 否是数码管显示F 定时1S数码管全灭 否是 是 定时1S图2 程序流程图3.2 PLC程序设计 网络1为启动程序。网络2至网络60为定时器定时程序，定时时间1秒。如“网络3”，数码管显示2。计时器由38至63、101至134。 网络61至67为数码管显示程序。如“网络61”，对应译码管A，译码表如表3所示： 表3 译码表段位显示数字部分数码管A段P、C、B、E、F、2、3、5、7、8、9数码管B段P、B、1、2、3、4、7、8、9数码管C段B、1、3、4、5、6、7、8、9数码管D段L、C、B、E、F、2、3、5、6、8数码管E段P、L、C、B、E、F、2、6、8数码管F段P、L、C、B、E、F、4、5、6、8、9数码管G段P、B、E、F、2、3、4、5、6、8、9 网络68为停止程序。 网络69为复位程序。将M.0至M7.7全部复位。 寄存器如表4所示：表4 对应寄存器表PM2.3、M6.1LM2.5、M6.3CM2.7、M6.5BM3.1、M6.7EM3.3、M7.1FM3.5、M7.31M0.1、M5.72M0.3、M5.53M0.5、M5.34M0.7、M5.15M1.1、M4.76M1.3、M4.57M1.5、M4.38M1.7、M4.19M2.1、M3.7 3.3 组态王监控画面设计 （1）控制界面设计过程 首先启动浏览器，新建工程，新建名为“数码管”的工程，进入工程。然后定义外部设备，在工程浏览器的左侧选中“COM1”，在右侧双击“新建”，弹出“设备配置向导”对。在I/O设备列表显示区中，选中PLC设备，单击符号“+”将该节点展开，再选中“西门子”，依次选中“S7-200系列”设备，选中“PPI”。建立数据字典。 根据课设要求及数据字典，绘制组态王监控界面，将数据字典与组态王界面上的相应模块关联在一起，然后进行对PLC运行程序的虚拟监控。界面开关量设计了三个，一个启动，一个停止，一个复位，可以在上位机界面运行的时候对PLC进行控制。如图3所示： 图3 控制界面 图中共有三个按钮，点击启动，数码管开始显示；点击停止，停止显示；点击复位，数码管清零变为初始状态；画面可显示时间日期。 （2）数据字典的建立 根据课设要求建立数据字典，具体所建数据如图4所示：图4 数据字典 （3）通信关联 关联方式如图5所示：图5 通信关联4. 联合调试当PLC运行的时候，打开组态王监控界面。通过虚拟界面实现对PLC的控制，图5和图6、7分别表示当PLC 启动、停止和复位，PLC与虚拟界面状态显示图。图5 启动画面图6 停止图7 复位清零5. 课设小结及进一步设想通过这次PLC课程设计，我收获颇多，每天对着电脑，和同学探讨并查阅资料，感到有趣。短暂的单片机学习，有种意犹未尽之感，在这次课设中，加深了单片机相关知识的理解。在课设开始的前期，也遇到了麻烦，比如说，数码管显示不完全和过多，组态王控制过程中数码管产生乱码，在解决问题的过程中，对于通信地址理解的更清晰。很感谢张海军老师的耐心教导，他的幽默让我觉得亲切，他的认真负责让我折服。在繁忙的一个学期即将结束之时，我的思想成熟了，这次的课设让我找到了方向，让我懂得了很多，有知识方面的，但大部分还是人格方面的。我相信，只要不放弃，只要努力，就一定可以！参考文献 1 周怀军，卢瑜，顾波. S7200PLC技术基础及应用. 北京: 中国电