自动打铃控制器-PLC控制系统课程设计-[当文网提供][1](1)
自动打铃控制器的PLC控制系统设计
自动打铃控制器的P L C 控制系统设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN设计任务书一．课题名称：自动打铃控制器的设计二．概述目前，学校打铃系统的控制均有专用的控制器，这种控制器由单片机或数字系统组成。
当然，用PLC控制也完全可以达到准确定时打铃的目的。
图1所示为PLC控制自动打铃系统组成框图。
图1 PLC控制自动打铃系统组成框图根据学校作息时间表，该控制系统的要求具体如下：（1）上课铃与下课铃要能分开（铃声响的频率不一样），起床、晚自习等时间的铃声为连续打铃，每次打铃的时间为15s。
（2）要具备时间调整功能。
（3）星期六、星期日不打铃，星期一至星期五按表1所示作息时间打铃。
（4）具有时间显示功能，要有秒、分、时和星期的显示。
表1 作息时间表1．根据题意，设计该PLC控制系统。
2．PLC选择及I/O及其它PLC元器件分配。
3．选择电器元件，编制元件目录表。
4．绘制梯形图。
5．用计算机绘制主电路图、PLC控制电路图、电器元件布置图。
6．编写设计说明书及设计小结。
四．设计方案提示1．电子钟程序电子钟程序分别设有秒、分显示（00~59），时显示（00~23）和星期显示（1~6、日）。
其中电子钟计数功能可采用移位指令实现，0~9显示译码电路可用组合逻辑功能完成。
“00~59”六十进制秒、分计数的个位向十位进位的处理方法是：当个位计数到9，第10个脉冲到来时，个位数应该显示0，而十位数应显示1，这是两位数的显示应为10。
对于时显示00~23及星期一至星期日的进位方法处理类似。
有区别的是星期日显示可用数字“”表示，即星期日显示不是显示数字“7”，而是显示数字“8”。
2．打铃程序要使电子钟在显示时间7:40时打铃，可以将7:40的特征码“1”找出来，再驱动一“定时器”电路，使定时器定时15s，打铃也将响应15s。
其余上课的特殊码处理方法相同。
而当下课时，将产生特征码“2”，驱动下课打铃“定时器”电路，打铃15s后停止，但此时打铃的铃声应和特征码“1”时（即上课）不同。
plc上课铃课程设计
plc上课铃课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握PLC（可编程逻辑控制器）的基本概念，理解其工作原理和应用场景。
2. 学会使用PLC进行简单的编程，实现对上课铃控制系统的设计与调试。
3. 了解电气控制系统中常用的传感器及其功能，掌握其在PLC控制系统中的应用。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能独立完成PLC控制系统的连接、编程和调试。
2. 培养学生问题分析能力，能针对实际需求设计合理的PLC控制系统方案。
3. 提高学生团队协作能力，能在小组合作中发挥个人优势，共同完成项目任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC技术及自动化控制的兴趣，激发其学习热情。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作中的安全与规范。
3. 增强学生的环保意识，认识到自动化技术在节能减排方面的重要作用。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，以项目驱动的方式进行教学，注重培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生处于初中阶段，具有一定的电子、电气基础知识，对新技术充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，以实际项目为载体，注重理论与实践相结合，引导学生主动探索，提高其综合素质。
在教学过程中，关注学生个体差异，提供个性化指导，确保课程目标的达成。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高其创新意识和实践能力。
二、教学内容1.PLC基本原理与结构：介绍PLC的发展历程、基本组成、工作原理，以教材第二章第一节内容为基础，让学生对PLC有全面的认识。
2.PLC编程语言与编程方法：讲解PLC的编程语言（如梯形图、指令表等），以教材第二章第二节内容为参考，指导学生掌握基本的编程方法。
3.电气控制系统传感器：介绍常用的传感器（如接近开关、光电开关等），并结合教材第三章内容，讲解传感器在PLC控制系统中的应用。
4.上课铃控制系统设计：结合教材案例，指导学生进行上课铃控制系统的设计与实现，包括硬件连接、程序编写和调试。
自动打铃课程设计
目录1 设计方案及论证 (1)1.1 设计的应用意义 (1)1.2 设计方案选择 (1)1.3 总体设计框图 (2)1.4 整体电路原理图 (2)1.5元器件清单 (4)2 硬件电路设计 (4)2.1单元电路设计与原理分析 (4)2.1.1 基本原理概述 (4)2.2元件参数及功能简介 (5)2.2.1 主控制器AT89C51 (5)2.2.2 时钟电路DS1302 (5)2.2.3 显示电路设计 (7)2.2.4 键盘接口设计 (7)3 系统软件设计 (8)3.1程序流程图 (8)3.2程序设计 (11)总结 (15)致谢 (16)参考文献 (17)1 设计方案及论证1.1 设计的应用意义“单片机与接口技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。
因此，要求学生能综合应用所学知识，设计与制造出具有较复杂功能的小型单片机系统，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。
能够较全面地巩固和应用“单片机”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型单片机系统设计的基本方法。
培养独立思考、独立收集资料、独立设计规定功能的单片机系统的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力。
1.2 设计方案选择⏹设计课题简要概述自动打铃装置用于工厂，学校等地的时间控制，本设计是按照学校作息时间设定的，模拟了电子钟显示时，分，秒。
还根据学校的作息时间按时打铃，本系统有两个按钮，分别用来调时，周分，以保证时钟与标准时间相吻合。
首先设计出本系统的硬件基本框图，根据框图设计电气原理图，简要概述基本原理，按照设计技术参数设计出各部分程序。
⏹系统软硬件划分由于要依据最小系统设计，因此，极大地节约系统的硬件成本，所有能用软件实现的功能都用软件完成，如按键的去抖，采用延时，显示部分用动态显示等，这样硬件部分的设计可以采用单片机最小系统，所谓最小系统是仅有程序存储器和时钟及复位电路的为时过早片机系统。
⏹单片机选型根据课题的具体内容，任务要求，计时，校时，定时，键盘显示等功能，经多方考虑，所以本系统选项用与MCS——51系统单片机完全兼容的AT89C51低功耗单片机。
基于PLC自动打铃控制系统的设计
基于PLC自动打铃控制系统的设计在自动控制中，用PLC可以实现校园自动打铃系统的控制设计。
文章论述了自动打铃控制系统的主要软件部分的设计，重点介绍了基于S7-200 PLC控制的校园电铃自动控制装置设计。
标签：PLC；控制系统；设计引言可编程序控制器（Programmable Controller 英文缩写为PC后又稱PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体技术和通信网络技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。
它面向控制过程、面向用户、适应工业环境、操作方便、可靠性高，成为现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人和CAD/CAM）之一。
PLC控制技术代表着当前程序控制的先进水平，PLC装置已成为自动化系统的基本装置。
可编程序控制器（PLC）以其可靠性高、灵活性强、使用方便的优越性，迅速占领了工业控制领域，成为先进的、发展及应用势头最强的工业控制器。
基于PLC控制的自动打铃控制系统的设计，使用方便，程序容易修改，可靠性高，作息时间改变时，控制程序只需要稍做修改就可以实现新的控制要求。
1 控制要求分析及I/O点统计上课铃与下课铃要能分开（铃声响的频率不一样），起床，晚自习等时间的铃声为连续打铃，每次打铃的时间为15秒；要具备时间调整功能；星期六星期天不打铃，星期一至星期五按表1所示作息时间表打铃；具有时间显示功能，要有秒、分、时和星期的显示。
因电铃功率不大，可直接由PLC驱动，故选择24V直流工作的电铃，选择的具体型号为：HRE-S90D4（24V DC）。
时间调整功能可用按钮来实现，其中分钟个位，分钟十位，时钟个位，时钟十位各采用一个按钮，且均选用同一种型号，此处选择施耐德电气公司的XB2B33B1C型号按钮。
系统开关选择：选用圆形选择开关，具体型号为K22-41K两段短轴，为保护PLC不因误操作而被短路烧毁，增加一熔断器作为短路保护。
熔断器型号选择为3NE-3340-8，此种熔断器广泛用于30/400V及以下电压，额定工作电流为0.5-125A作为导线和设备的故障保护。
自动打铃控制器PLC
燕山大学课程设计说明书题目：自动打铃控制器学院（系）：电气工程学院年级专业：11级工业自动化仪表学号：学生姓名：指导教师：韩立强教师职称：副教授燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院基层教学单位：自动化仪表说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2014年7 月8日前言PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。
更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。
20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。
这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。
这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升，这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。
最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。
接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。
目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。
可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC 在我国将有更广阔的应用天地。
摘要目前，学校中的作息时间一般是由自动打铃控制器完成的。
尽管这种控制器的功能单一，用单片机或数字电路组成的控制器成本较低，市场上就可买的到自动打铃控制器一般是用单片机或数字电路组成的。
基于PLC自动打铃控制系统的设计
基于PLC自动打铃控制系统的设计作者：刘晓超来源：《科技创新与应用》2017年第05期摘要：在自动控制中，用PLC可以实现校园自动打铃系统的控制设计。
文章论述了自动打铃控制系统的主要软件部分的设计，重点介绍了基于S7-200 PLC控制的校园电铃自动控制装置设计。
关键词：PLC；控制系统；设计引言可编程序控制器（Programmable Controller 英文缩写为PC后又称PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体技术和通信网络技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。
它面向控制过程、面向用户、适应工业环境、操作方便、可靠性高，成为现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人和CAD/CAM）之一。
PLC控制技术代表着当前程序控制的先进水平，PLC装置已成为自动化系统的基本装置。
可编程序控制器（PLC）以其可靠性高、灵活性强、使用方便的优越性，迅速占领了工业控制领域，成为先进的、发展及应用势头最强的工业控制器。
基于PLC控制的自动打铃控制系统的设计，使用方便，程序容易修改，可靠性高，作息时间改变时，控制程序只需要稍做修改就可以实现新的控制要求。
1 控制要求分析及I/O点统计上课铃与下课铃要能分开（铃声响的频率不一样），起床，晚自习等时间的铃声为连续打铃，每次打铃的时间为15秒；要具备时间调整功能；星期六星期天不打铃，星期一至星期五按表1所示作息时间表打铃；具有时间显示功能，要有秒、分、时和星期的显示。
因电铃功率不大，可直接由PLC驱动，故选择24V直流工作的电铃，选择的具体型号为：HRE-S90D4（24V DC）。
时间调整功能可用按钮来实现，其中分钟个位，分钟十位，时钟个位，时钟十位各采用一个按钮，且均选用同一种型号，此处选择施耐德电气公司的XB2B33B1C型号按钮。
系统开关选择：选用圆形选择开关，具体型号为K22-41K两段短轴，为保护PLC不因误操作而被短路烧毁，增加一熔断器作为短路保护。
课程设计报告---自动打铃系统
目录一、设计任务和性能指标 (2)1.1设计任务 (2)1.2性能指标 (2)二、设计方案 (2)三、系统硬件设置 (3)3.1、单片机最小系统 (3)3.2时钟电路DS1302 (4)3.3、显示电路的设计 (5)3.4、键盘接口的设计 (5)3.5打铃电路的设计 (6)四、系统软件设计 (7)4.1程序流程图 (7)4.2主程序设计 (10)4.3显示子程序的设计 (11)五、调试及性能分析 (12)5.1调试步骤 (12)5.2性能分析 (12)六、心得体会 (12)参考文献 (13)附录1 系统硬件电路图 (14)附录2 程序清单 (15)一、设计任务和性能指标1.1设计任务用单片机器件为主体，设计一台自动打铃系统。
（一）基本要求1、基本计时和显示功能(用12小时制显示)。
包括上下午标志，时、分的数字显示，秒信号指示。
2、能设置当前时间(含上、下午，时，分)。
3、能实现基本打铃功能，规定：上午6：00起床铃：打铃5秒、停2秒、再打铃5秒。
下午10：30熄灯铃：打铃5秒、停2秒、再打铃5秒。
铃声可用小喇叭播放，凡是用到铃声功能的均按此处理。
（二）发挥部分1、增加整点报时功能，整点时响铃5秒，要求有控制启动和关闭功能。
2、增加调整起床铃、熄灯铃时间的功能。
3、增设上午4节课的上下课打铃功能，规定如下：7．30 上课，8．20下课：8．30上课，9．20下课；9．40 上课，10．30下课；10．40上课，11．30下课；每次铃声5秒。
4、特色和创新自选。
1.2性能指标1.时钟：上下午（1位）、时(2位) 、分(2位)2.校对键：确认键/设置键、右移键/灭铃键、加键、减键3.响铃：蜂鸣器二.设计方案二、设计方案按照系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、显示模块、键扫描接口电路共四个模块组成，电路系统构成框图如图1.1所示通过内部定时产生中断，从而驱动电铃打铃。
电路系统构成框图如图1.1所示。
plc课程设计手机闹钟
plc课程设计手机闹钟一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和编程方法，通过实际操作，设计并实现一个手机闹钟的功能。
知识目标：使学生掌握PLC的基本组成、工作原理和编程方法；让学生了解手机闹钟的工作原理和设计方法。
技能目标：培养学生使用PLC设备和编程软件进行编程和调试的能力；培养学生分析和解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：培养学生对自动化技术的兴趣和好奇心，增强学生对科技创新的认识和尊重。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括PLC的基本原理、编程方法以及手机闹钟的设计原理。
1.PLC的基本原理：介绍PLC的组成部分、工作原理和编程环境。
2.PLC的编程方法：讲解PLC编程的基本指令、功能指令及其应用。
3.手机闹钟的设计原理：分析手机闹钟的功能需求、设计思路及其实现方法。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法相结合的方式。
1.讲授法：用于讲解PLC的基本原理、编程方法和手机闹钟的设计原理。
2.案例分析法：通过分析具体的案例，使学生更好地理解和掌握PLC编程和手机闹钟设计的方法。
3.实验法：让学生亲自动手进行PLC编程和手机闹钟的设计实验，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威的PLC教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关的手机闹钟设计手册和资料，为学生提供更多的学习资源。
3.多媒体资料：制作生动的PPT课件，为学生提供直观的学习体验。
4.实验设备：准备PLC实验设备和相关工具，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业、考试等多个方面，以保证评估的客观性和公正性。
1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解程度。
2.作业：布置与课程内容相关的编程练习和设计任务，评估学生的编程能力和应用能力。
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学 院：机械与电子学院 专 业：机械电子工程
班 级： 093152 姓 名： 吴华灿 学 号： 09315225 指导教师：万智辉
2012 年 06 月 15 日
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目录
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前言 在进行 PLC 控制系统设计时，需要全面系统地考虑系统的控制要求， 最大限度地满足系统的控制要求，从实际出发，设计一个可靠性高、技 术先进合理、易操作、易维护、低成本的 PLC 控制系统。 一、控制系统设计的基本原则
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靠性高，逻辑性强，体积小，可在线修改控制程序，具有远程通信联网功 能，易于与计算机接口，能对模拟量进行控制，具有高速计算与位控等 高性能模块等优异功能，正在日益取代由大量中间继电器，时间继电器， 计数继电器等组成的传统继电器-接触器控制系统，在机械、化工、石油、 冶金、电力、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业得到广泛应用。PLC 应 用的深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。
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学、合理地分配编程地址。 (1) 输入／输出继电器地址分配
编程元件
输入继电 器
输出继电 器
4Hale Waihona Puke 任何一个控制系统都能改善作业环境，提高劳动生产率，改进产品 质量。但是，如何在满足生产工艺要求的前提下，设计一个低成本、低维 护费用的 PLC 控制系统，这也应当是进行 PLC 控制系统设计时要考虑的 一个基本设计原则，使得设计出来的 PLC 控制系统，既可靠、高效，又经 济、实用。
4、适当留有扩展裕量
第一 设计任务书 1、设计题目 自动打铃控制器 2、设计要求 学校的作息时间表如表 1 所示。
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表 1 作息时间 ①上课铃与下课铃的铃音不同(铃音响的频率不同，上课铃为长音： 响 2s，停 1s：下课铃为短音：响 0．5s，停 0．5s)，其他的铃音为连续音。 ②每次打铃的时间为 15s。 ③星期六、星期日不打铃。
3、设计方案 (1)控制任务分析 在本次设计中，主要任务有： ①根据作息时间表自动打铃。要使电子钟在预先设定的时刻，如 7： 40，自动启动上课铃的控制程序，可对这一时刻的特征进行编程，当文 本显示 7：40 时，自动启动驱动铃音电路和 15s 的延时程序。
4、编程元件地址分配 在本次设计中，涉及到的各种编程元件很多，要对各种编程元件科
同其他电气控制系统一样，PLC 控制系统的设计原则就是为了实现 被控对象(生产设备或生产过程)的工艺要求，从而保证生产过程安全、可 靠、稳定、高效地进行。基本的设计原则如下。
1、满足被控对象的要求 PLC 控制系统设计的首要任务就是要充分满足被控对象对控制系 统提出的要求，这也是 PLC 控制系统设计中最重要的原则。为了实现系 统的控制目标，要求设计人员对被控对象和生产现场做深入细致的调查 研究，详细收集有关的设计资料，包括生产现场的作业环境，生产设备 的相关参数，控制设备的操作方式和操作顺序;，以及相关的管理经验等。 在制订控制方案时，要与现场的管理人员、技术人员及操作人员共同研 究，紧密配合，共同拟订控制方案，解决设计中的疑难问题和重点问题。 在制订控制系统的控制方案时，要从工程实际出发，要充分考虑系 统功能的组成及实现，主要从以下方面考虑。
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上述过程执行完后，又重新开始，反复地执行，每执行一遍所需 的时间称为扫描周期。PLC 的扫描周期通常为几十毫秒。
三、PLC 的应用 （1）自 1969 年针对工业自动控制的特点和需要而开发的第一台 PLC 面世以来，它 的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变，但又不同于顺序控 制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用为处理器的优点来满足各 种工业领域的实施控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技 能和习惯，摒弃了危机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格的 形成一套以继电器梯图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使 用户程序的编制清晰直观，方便易学，调试和查错都很容易。这样就破 除了电脑的神秘感，推动了计算机技术的普遍应用。 （2）PLC 在现代工业自动化控制是最值得重视的先进控制技术，现 已成为现代工业控制三大支柱（PLC,CAD/CAM,ROBOT）之一。它以其可
PLC 具有易于系统扩展的能力，以 PLC 作为主控制器的控制系统， 要考虑和利用这种易于系统扩展的能力。在进行 PLC 控制系统设计时， 要考虑到今后生产工艺的改进和控制功能的扩充问题。在进行控制系统 组态时，要留有适当的
二．PLC 的基本工作原理 与普通微机类似，PLC 也是由硬件和软件两大部分组成。在软件的 控制下，PLC 才能正常的工作。软件分为系统软件和应用软件两部分。 PLC 的基本工作过程如下： （1）输入现场信息。在系统软件的控制之下，顺利扫描各输入点，读 入各输入点的状态。 （2）执行程序。顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指 令内容进行逻辑运算。 （3）输出控制信号。根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器（锁存器） 向个输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。
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①机械部件的动作顺序、动作条件、必要的保护和连锁。 ②系统的工作方式(如手动、自动、半自动)。 ③生产设备内部机械、电气、仪表、气动、液压等各个系统之间的关 系。 ④PLC 与上位计算机、交／直流调速器、工业机器人等智能设备的 关系。 ⑤系统的供电方式、接地方式及隔离屏蔽问题。 ⑥网络通信方式。 ⑦数据显示的方式及内容。 ⑧安全保护措施及紧急情况处理。 2、确保系统安全可靠、操作简单 确保 PLC 控制系统的安全可靠、长期稳定地连续运行，这是任何一 个控制系统的生命线。为此，必须在控制方案的制定、控制设备的选择 及应用程序的编制方面都要建立在确保控制系统安全可靠的基础上。在 操作上，要保证系统操作的简单有效，尤其是在设计控制程序时，不仅 要保证在正常的工作条件下的正确运行，还必须充分考虑到在非正常的 工作条件下(如电源突然掉电再上电，操作人员的误操作，非法操作等)， 系统仍能正常工作。要求控制程序只能接受合法操作，拒绝非法操作。 3、尽量减少工程成本和维护费用