1、目 录第1章 引言1第2章 控制要求及设计要求22.1 控制要求22.2 设计要求2第3章 硬件结构图和系统梯形图33.1 PLC选定33.2 数字键盘连接33.3 输出I/O点数33.4梯形图4第4章.程序设计和运行74.1程序设计74.2程序运行8第5章 结束语9第6章 参考文献10第1章 引言PLC英文全称为Programmable Logical Controller即：可编程逻辑控控制器，顾名思义；它本来的含义是具有柔性的（可编程）主要来完成逻辑控制（针对数字量） 工业控制器，它代替了传统的靠硬触点来做的控制系统就象当初的计算机已经演变为电脑一样，现在的PLC也由早期单纯地实现逻辑控
2、制演变为一个可进行数模、模数转换，可进行定位控制，等一个功能强大的工业控制器，可以说它在现代社会各种需要自动控制的场合发挥了巨大的作用。可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，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，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于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。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均
3、无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。第2章 控制要求及设计要求2.1 控制要求1由按键输入的数值显示在7段数码管上，但只限4位数。2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。
4、3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。4将运算结果显示在7段数码管上。2.2 设计要求学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行电子计算器运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；2. 系统有启动、停止功能；3. 运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；4. 程序结构与控制功能自行创新设计；5. 进行系
5、统调试，实现电子计算器的控制要求。第3章 硬件结构图和系统梯形图3.1 PLC选定由于电子计算器的输入/输出接点少，要求电气控制部分体积小，成本低，并能够用计算机对PLC进行监控和管理，故选用日本OMRON（立石）公司生产的多功能小型C20P主机。该机输入点为12，输出点为8。内部主要有：136个辅助继电器、16个特殊功能继电器、160个保持继电器、8个暂存继电器、48个定时/计数器、64个16位数据存贮器。3.2 数字键盘连接数字键盘的链接如图3-1所示：图3-1 电子计算器外部连线图3.3 输出I/O点数根据图1接线图所示的模块图，可确定电气控制系统的I/O点分配，如表3-1所示。输入设备
6、输入点号输出设备输出点号按键0-900001-000097段数码管01001-01007加号000010加法指示灯01010减号00011减法指示灯01011乘号00012乘法指示灯01012除号00013除法指示灯01013等号00014复位00015表3-1 I/O点分配3.4梯形图根据设计任务及连线图和I/O点分配可以编入下面梯形图如图3-2所示，该梯形图涉及到MOV、TIM、SET等指令。图3-2 梯形图第4章.程序设计和运行4.1程序设计由梯形图（图2）可以写出该设计的程序。0 LD M80001 OUT M80393 MOV K6 D8038 REF X010 K813 HKY X
7、010 Y01422 REF Y010 K827 SEGL D200 Y00034 LD M435 SET Y01036 MOVP D200 D30041 RST D20044 LD M345 AND Y01046 MOVP D200 D31051 ADD D300 D31058 DMOVP D320 D20067 RST Y01068 LD M069 SET Y01170 MOVP D200 D30075 RST D20078 LD M379 AND Y01180 MOVP D200 D31085 SUB D300 D31092 MOVP D320 D20097 RST Y01198 LD
8、M599 SET Y012100 MOVP D200 D300105 RST D200108 LD M3109 AND Y012110 MOVP M200 D310115 MUL D300 D310122 DMOVP D320 D200131 RST Y012132 LD M1133 SET Y013134 MOVP D200 D300139 RST D200142 LD M3143 AND Y013144 MOVP D200 D310149 DIV D300 D310156 MOVP D320 D200161 RST Y013162 LD M2163 ZRSTP D200 D400168 R
9、ST Y010169 RST Y011170 RST Y012171 RST Y013172 END4.2程序运行由按键输入的数字会出现在7段数码管上，只限4位数，该计算器最大缺陷就是不能显示负值。当按加、减、乘、除号时，对应的小灯会亮起，继续输入数字出现在7段数码管上，同样只限4位数，按等于号时，7段数码管会将缓存中的计算结果显示出来，如果结果为负值只能显示数字部分不会显示符号部分。第5章 结束语本设计仅为简单计算器，功能方面只能进行4位数以内的简单的加减乘除基本运算，并且只能显示数字部分，无法显示符号部分，是这个设计的最大缺陷和遗憾，包括除以0的运算也无法实现。硬件方面连线部分比较复杂，容易出现接线错误和调试失败，也会出现数码管输出错误。总的来说，这个设计就是一个简单的PLC设计成果，无法达到真正计算器的功能，但是仍然可以体现PLC的强大功能和逻辑性。第6章 参考文献1 张凤珊电气控制及可编程序控制器2版 M北京: 中国轻工业出版社，20032 马志溪电气工程设计 M北京: 机械工业出版社，20023 刘增良，刘国亭电气工程CAD M北京: 中国水利水电出版社，20024 齐占庆，王振臣电气控制技术 M北京: 机械工业出版社，20025 史国生电气控制与可编程控制器技术 M北京: 化学工业出版社，
