LED数码显示控制系统

1、电气PLC控制系统设计说明书LED数码显示控制系统设计专业电气工程及其白动化学生姓名孔佳班级白动化143学号1410060842指导教师杨晓冬完成日期2017年6月18日LED数码显示控制系统设计摘要:PLC控制课程设计是该学科的一个重要教学环节，它需要学生统筹运用所学基本理论、基本方法对现实生活中的实际系统进行设计和调试。本课程设计是以LED数码管和PLC空制为基础，通过了解PLC的基本编程方法及数码管的原理，用顺序控制法实现：按下启动按钮后，由八组LED发光二极管模拟的八段数码管开始显示，先是一段段显示，显示次序是A、B、C、ChE、F、GH。随后显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、

2、4、5、6、7、8、9、Ab、Gd、E、F,再返回初始显示，并循环不止。用西门子S7-1500来实现控制要求。关键词：LE或码显示控制S7-1500目录概述1设计内容12.1西门子S7-1500PLC介绍1I/O分配1LED数码管的结构和工作原理2模块介绍32.4.1比较模块CMP32.4.2定时器模块TON（接通延时）32.4.3传送模块MOVE.42.4.4复位模块（R）52.5触摸屏设计52.6实验现象7设计小结9参考文献9附录:.：10附录:10,附录二:.13附录三.151.概述PLC课程设计是该课程的一个重要教学环节，既有别丁毕业设计，乂不同丁课堂教学。它需要学生统筹运用所学基本理

3、论、基本方法对现实生活中的实际系统进行设计和调试。本课程设计是以LED数码管和PLC控制为基础，通过了解西门子S7-1500PLC的基本编程方法及LED数码管的原理，用顺序控制法实现：按下启动按钮后，由八组LED发光二极管模拟的八段数码管开始显示：先是一段段显示，显示次序是A、B、C、E、F、G、H。随后显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F,再返回初始显示，并循环不止。同时利用西门子触摸屏完成灯的状态监测和启停控制。本课程设计分为三人一组，我完成了PLC的触摸屏设计。2.设计内容2.1西门子S7-1500PLC介绍S7-1500是西门子公司推

4、出的最新系列的PLG相对丁传统的PLG它的外观设计更加人性化，选用时更加容易被人们所接受。CPU配有LED显示屏，方便显示CPU犬态和故障信息等。从硬件方面说，S7-1500PLC的处理速度更快，联网能力更强，安全可靠维护简单。它的组态和编程效率更高，信息采集和查看更方便，此外S7-1500PLC无需使用其他模块即可实现运动控制功能等等很多优势之处。2.2I/O分配PLC地址(PLCO)电气符号（面板端子）功能说明1I0.0SD启动按钮2Q0.0A数码管a端3Q0.1B数码管b端4Q0.2C数码管c端5Q0.3D数码管d端6Q0.4EP数码管e端7Q0.5F数码管f端8Q0.6G数码管g端9Q

5、0.7H数码管dp端面板上CO噬24V电源负端面板上V+®24V电源正端实验柜上黑色口接24V电源负端，红色口24V电源正端2.3LED数码管的结构和工作原理LE或码管(LEDSegmentDisplays)是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。led数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似丁3位“+1”型。根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。LE或码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数

6、码管的各个段码，从而显示出我们要的数位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。A、静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显小亮度高，缺点是占用I/O多。B、动态显示驱动：数码管动态显示是应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM曾加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O线控制，当输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会

7、显示出字形，取决丁对位元选通CO啦电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。透过分时轮流控制各个LED数码管的CO啦，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。2.4模块介绍2.4.1比较模块CMP可以使用“小丁”指令判断第一个比较值（操作数1）是否小丁第二个比较值（操作数2）。要比较的两个值必须为相同的数据类型。如果满足比较条件，则该指令返回逻辑运算结果（RLO）“1”。如果不满足比较条件，则该指令返回RLO“0”。该指令的RLO通过以下方式与整个程序段中的RLO进行逻辑运算：?申联比较指令时，将进行“与”运算。?并联比较指令时

8、，将进行“或”运算。在指令上方的操作数占位符中指定第一个比较值（操作数1）。在指令下方的操作数占位符中指定第二个比较值（操作数2）。比较时间值时，如果操作数1中的时间点小丁（早丁）操作数2中的时问点，则该指令的RLO为“1”2.4.2定时器模块TON（接通延时）E7'日寸间"可以使用“接通延时”指令将Q输出的设置延时PT指定的一段时间。当输入IN的逻辑运算结果（RLO）从“0”变为“1”（信号上升沿）时，启动该指令。指令启动时，预设的时间PT即开始计时。当持续时间PT计时结束后，输出Q的信号状态为“1”。只要启动输入仍为“1”，输出Q就保持置位。启动输入的信号状态从“1”变为

9、“0”时，将复位输出Q。在启动输入检测到新的信号上升沿时，该定时器功能将再次启动。可以在ET输出查询当前的时间值。时间值从T#0s开始，达到PT时间值时结束。只要输入IN的信号状态变为“0”，输出ET就复位。每次调用“接通延时”指令，必须将其分配给存储指令数据的IEC定时器。如果程序中未调用定时器（这是因为会忽略定时器），则输出ET会在定时器计时结束后立即返回一个常数值。对丁S7-1500CPUIEC定时器是一个IEC_TIMERIEC_LTIMERTON_TIME或TON_LTIME数据类型的结构，可如下声明：?声明为一个系统数据类型为IEC_TIMER或IEC_LTIMER勺数据块（例如，

10、“MyIEC_TIMER?声明为块中“Static分的TON_TIMETON_LTIMEIEC_TIMER£IEC_LTIME淡型的局部变量(例如，#MyIEC_TIMER在程序中插入该指令时，将打开“调用选项”(Calloptions)对话框，可以指定IEC定时器将存储在自身数据块中(单个背景)或者作为局部变量存储在块接口中(多重背景)。如果创建了一个单独的数据块，则该数据块将保存到项目树“程序块>系统块”(Programblocks>Systemblocks)路径中的“程序资源”(Programresources)文件夹内。有关本主题的更多信息，请参见“另请参见”。只

11、有在调用指令且每次都会访问输出Q或ET时，才更新指令数据。执行“接通延时”指令之前，需要事先预设一个逻辑运算。该运算可以放置在程序段的中间或者末尾。2.4.3传送模块MOVEMOVEENIex)oooooi_ini卷oimR匚输出可以使用“移动值”指令将IN输入操作数中的内容传送给OUT1输出的操作数中。始终沿地址升序方向进行传送。如果满足下列条件之一，则使能输出ENO的信号状态为“0”：?使能输入EN的信号状态为“0”。?IN参数的数据类型与OUT1参数的指定数据类型不对应。2.4.4复位模块(R)|EC_7imer_0_DB'JN可以使用“复位输出”指令将指定操作数的信号状态复位为

12、“0”。仅当线圈输入的逻辑运算结果(RLO)为“1”时，才执行该指令。如果信号流通过线圈(RLO=“1”)，则指定的操作数复位为“0”。如果线圈输入的RLO为“0”（没有信号流过线圈），则指定操作数的信号状态将保持不变2.5触摸屏设计SIMATICTOUCH上面的小圆分别代表数码管的八段段选，通过设置动画能够在触摸屏上显示。Wo函.炯3一0以上是PLC程序中的触摸屏部分，当在触摸屏上按下start时，也能启动；按下HMI_STO删停止，形成了一个人机交互界面。sa_i关丁Stop和Start是通过下面的事件来对应触发的皤性&信息属性动画事件又本置相下勘s默XTB£X变免麻I础

13、响宜量像队哺出hm_stcpnot属n动画事件又本2.6实验现象PLC的现象触摸屏的现象整体现象3.设计小结本次课程设计使我加深了对PLC知识的理解，同时通过这次一周的课程设计，我们的合作意识得到加强，合作能力得到提高，并再一次明白只有加强组内合作才能提高工作效率和速度。但是在设计时经常遇到各种问题，从一开始一窍不通到后面能够画出触摸屏中问问了老师同学很多。一直到最后我们的触摸屏还是只能够启动无法停止，后来在STOP®钮上加了一个复位位才完成了完整的启动停止控制。这还是我思考不全面所导致的。通过这次课程设计时候我懂得了实践的重要性，只有将所学的内容运用到实践中才能够真正理解贯彻了。在

14、查找和整理资料的过程中我获得了更广泛的PLC相关知识，对PLC产生了浓厚的兴趣。对此还是要感谢杨老师的帮助，并在设计时给出了宝贵的意见。4.参考文献11刘美俊.西门子PLC编程及其应用.北京：机械工程出版社，2011.【2】廖常初.S7-200PLC编程及应用.北京：机械工程出版社，2010.【3】杨后川，张瑞，高建设，等.西门子S7-200PLC应用100例.北京：机械工程出版社，2009.【4】李辉.S7-200PLC编程原理与工程实训.北京：北京航空航天大学出版社，2007.【5】TIAPortalV13系统手册附录由it前就I-I'Ll«BS1S9SMOWEH加g_i

15、ngeo4cnm辆出。tMDSOO'UDSOia刘间刊I才|r|1篇-EQS1¥1】SMOWEH=唇00100000IHTQM-iDUT1.NJL<C出.*门扪,k*Ovt>I'IkiitIEH1T*1KT*1茹gKMEM|MVWO-；CJT1"FLEdidl-WUMIO功才>'w司I、MOWlime|ilirriewusTri55lOCOODOO|N您1*0acim-PLrffcj-Sdmk时可.时STfane|limeT136STW37SWDSOOCSMDSO<时甘时间KmJReTW38STW39S2401110111MOVfENIN，OUT1WO2*01111100MOVfIN寸0UT1Q60*PLClKi；e钿D5M*0500kJ|m2*00111001MOVEENIM1-Mgr珈D5O0XMD5001t$oun山耳D1IUJMOVTRJRuT142STW435珈D5O0XD50<句1甘11阀WnJ|m2*01011110ENINooun件0w等出.2#011110O1MO作£NMC