PLC简易电子计算器设计

1 背景 2设计内容及目的 2 2系统硬件配置及组成原理 2系统硬件配置 2系统的结构组成 3电子计算器组成原理 3系统变量定义及分配表 3系统接线图设计 43、控制系统程序设计 6控制程序流程图设计 6 创新设计内容 4、控制系统的上位机设计 人机界面选择 人机界面设计 通讯连接 变量设置 画面组态 参考文献 错误!未定义书签。附录：程序梯形图 错误!未定义书签。2在人们日常生活中，买东西、记账、学习等等，凡是与数有关的，我们都可以用到计算器，可见计算器真的很重要。本文中基于设计的电子计算器比传统计算器更可靠，更方便，性能更好，更容易适应当今高速发展的社会，大大方便了人们的生活。这次设计中，将选用西门子系列,通过梯形图和编程指令两种手段来实现简易计算器的加减乘除功能。基于设计的电子计算器能够完成简单的加减乘除功能，并能够用七段数码管显示相应的数字及结果，同时也能指示该计算器将采用梯形图编写来实现位数范围内的加减乘除基本的四则运算。是一个可进行数模、模数转换，可进行定位控制等一个功能强大的工业控制器，具有高可靠性，以它为基础制作的计算器将具有很高的可靠性。设计内容及目的本次的课程设计的主题就是：简易电子计算器。.由按键输入的数值显示在段数码管上，但只限位数。.按加、减、乘、除键时，第一次输入的值被存放在缓冲区中，当做被加、减、乘、除数，且加、减、乘、除相对的运算指示灯会亮。.接着输入一个数，之后若是按下“”键，则此加、减、乘、除数被存放于另一个缓冲区中，与刚才输入的数做运算，且相对应的运算指示灯熄灭。.将运算结果显示在段数码管。系统硬件配置及组成原理系统硬件配置3系统的结构组成采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。此外，带有硬件故障自我功能，出现故障时可及时发出报警信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障及诊断程序，使系统中除以外的电路设备也获得故障自诊断保护。其次，它易于设备的扩展、便于维护、开发周期短。的这些优点注定了它将得到广泛的发展。基于设计的电子计算器，能够充分发挥的这些优点，也使得计算器拥有很高的性能。电子计算器组成原理通过个按键分别控制表示数字以及加减乘除，清零，等于，开机等目的，将第一次输入的值显示在一块显示模块上；当按下加减乘除其中一个键的时候，将第二次输入的值显示在另一块显示模块上；最后当按下等于键时，将结果系统变量定义及分配表4符号地址开关清零数字0数字1数字2数字3数字5数字6数字7数字8数字9加号减号乘号除号等号加法指示灯减法指示灯乘法指示灯除法指示灯第一次输入线圈第二次输入线圈系统接线图设计接线图，是根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况绘制的，只用来表示电气设备和电器元件的位置、配线方式和接线方式，而不明显表示电气动作原理。主要用于安装接根据系统变量定义及分配表可以看出，要实现控制目的要利用PLC中的22个输入继电器和15个输出继电器，所以本系统可以选用PLC型号为西门子S7—200(CPU226),这种机型的I/O点数分别为24/16;而输入部分的电压可以采用DC24V的直流电，输出部分的电压则必须采用AC220V的交流电，并且热继电器的辅助常闭触点要接在主线上，这样才能达到保护的目的。此电子计算器控制的接线图可如图所示。5L+MQ0.2|6控制程序流程图设计系统初始化N显示数字判断是命令键?Y判断是清NYYN显示运算数码管显示结果并控制系统的设计思路及设计程序设计思路：我将电子计算器分为几个部分——第一次输入以及按了加减乘除之后的第二次输入，将这两次输入的值分别存入不同的寄存器。当用户第一次输入某个值时，接通线圈7M0.1。而用户按了加减乘除中某个按键时，断开M0.1,接通M0.2,由此区分是第一次输入数值还是第二次输入数值。第一次输入的值存入VW10,第二次输入的值存入VW20。两次数值输入程序设计图因为是要显示4位数，所以当用户先按下1再按下2时，显示屏应显示数值12,为了达到在寄存器内的数值乘10,再加上当前按下的数的值，最多4次。PRP2_34__-__89多位数显示控制图同理，当按下加减乘除后，第二次输入的值也是这样实现。一次输入的值与第二次输入的值进行运算，最后将结果存入VW100中。__V20- 计数器复位，继而进行下一次运算。R 0{IN_创新设计内容在我的程序中，主要的创新点是对于多位数字的输入问题。当输入数值为十位数，百位数，千位数时，程序内的数值计算是通过自行写入程序完成的。当然，我还运用了置位、复位指令，从而使程序能够循环使用。X<上一步(B)完成取消4、控制系统的上位机设计人机界面选择对于人机界面，我选择用组态王6.53软件来制作。人机界面设计在系统的设备栏里，点击COM1,接着点击出现的新建设备，西门子S7-200系列PPI,然后选择串口号、设置地址指南等，如下图(图4-1)所示。X个虚拟串口只能定义同一类型的设备。<上一步(B)下一步Qī)>X变量名变量类型寄存器,车位1上升指示灯I/O离散Q0.1车位1下降指示灯I/O离散车位1有车指示灯I/O离散车位2上升指示灯I/O离散新IO设备Q0.3.车位2下降指示灯I/O离散Q0.21车位2有车指示灯I/O离散Q1.3.车位3上升指示灯I/O离散Q0.5车位3下降指示灯I/O离散Q0.4车位3有车指示灯I/O离散Q1.4车位4有车指示灯I/O离散车位4右移指示灯I/O离散Q0.6车位4左移指示灯I/O离散Q0.7车位5有车指示灯I/O离散Q1.6车位5右移指示灯I/O离散Q1.0,车位5左移指示灯I/O离散Q1.1I/O整型复位I/O整型取车I/O整型I/O整型.选择2号车位I/O整型I/O整型I/O整型I/O整型新IO设备我的人机界面具体为：计算界面(如下图)。0第二次输入的数除法指示灯胡亚楠加法指示灯乘法指示灯除法指示灯程序调试及解决的问题根据设计思路利用V4.0STEP7MicroWINSP9软件编写程序，经过编译确认无误后，导出程序，接着打开S7-200仿真软件，选择CPU型号为226,在工具栏程序中装载之前导出程序块和数据块，点击监视器和运行按钮，就可进行仿真模拟。(也可以在实体机上进行PLC程序的调试是我们写程序中相当关键的一步，调试不仅可以帮我们检查程序的正误及如何改进，而且还能提前让我们了解我们所编程序的最终效果。利用S7-200利用S7-200仿真软件调试加法计算如下图。當0计算器加法计算与上位机联调上位机我是采用组态王6.53来编写，人机界面中根据下位机PLC的程序新建一些I/O变量，这些变量需要添加进PLC程序中，才能进行PLC与上位机的联调。(添加后的程序见附录)PLC与上位机的联调：首先在实验室将线路接通后，在V4.0STEP7MicroWINSP9中第二，直接拨动PLC工作台上的存取开关，也是选择某一按键，拨动相应的限位开关，观察是否符合设计要求。只有两者都成功了，才能确保PLC与上位机联调成功。两个星期的课程设计，转眼即逝，在张老师的耐心指导下，我的课程设计顺利地完成，在此向老师表示由衷的感谢。整个设计的逻辑流程并不是很难，最大的难点在于解决程序设计中的一些关联问题，而正是这些问题锻炼了我解决问题的逻辑思维和创新能力，这是本次设计我最大的收获。这次的课程设计主要以控制工艺应用为主，锻炼了我的动手操作能力，编程能力，并且在老师的帮助下改进了结构图，接线图，时序图等。进一步熟悉了编程控制器的应用，为以后工作上应用方面打下了较好的张凤珊.电气控制及可编程序控制器第版.北京中国轻工业出版社，马志溪.电气工程设计.北京机械工业出版社，刘增良，刘国亭.电气工程.北京中国水利水电出版社，齐占庆，王振臣.电气控制技术.北京机械工业出版社，史国生.电气控制与可编程控制器技术.北京化学工业出版社，王庭友可编程控制器原理及应用北京：国防工业出版社S4344M⁻NOWZ0NM⁻NOW%O'WWM⁻NOWZ09M⁻NOWZ0WM⁻NONCW9'WWM⁻NOWZ'CWM-NOW'ZPR1__2_ C0 MULI3_C0MULI_4 P|10.3M0.1P|MOVW_1VW1INOUTVW10M1.1C0MULl_2 C0_3_4_ 4_ 3____要P|P上1_C0MULI_2C0MULI_3_4_P1 _23_4_P1VW1INOUTVW10M1.5C0MULI_2 C0MULI_3_C0MULI_4__4__3 2 _1PP1 C0 MULI2__3_C0MULI_4_P_1VW1INOUTVW10M2.0_2 3_4___2_C0MULI_3_C0MULI_4_PP3M1.4RP1C1 2_ C1 MULI3_C1MULI_4__4__3 _ M1.1V20OUTINVW2_P12_3_4 _PP1VW2INOUTVW20M1.3C1MULI_2C1MULI_3_C1MULI_4P1VW2INOUTV20M1.4_2 _3_4_P12_C1MUL3_C1MULI_4_ _2_C1MULI_3__4