PLC简易电子计算器设计.docVIP

目录 1、引言 2 1.1背景 2 1.2设计内容及目的 2 2、系统总体方案设计 2 2.1 系统硬件配置及组成原理 2 2.1.1系统硬件配置 2 2.1.2 PLC系统的结构组成 3 2.1.3电子计算器组成原理 3 2.2 系统变量定义及分配表 3 2.3 系统接线图设计 4 3、控制系统程序设计 6 3.1 控制程序流程图设计 6 3.2 控制系统的设计思路及设计程序 6 3.3 创新设计内容 10 4、控制系统的上位机设计 11 4.1 人机界面选择 11 4.2 人机界面设计 11 4.2.1通讯连接 11 4.2.2变量设置 12 4.2.3画面组态 12 5、系统调试及结果分析 14 5.1 PLC程序调试及解决的问题 14 5.2 PLC与上位机联调 14 5.3 结果分析 15 结束语 15 参考文献 15 附录：程序梯形图 16  1、引言 1.1背景 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PLC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S7-200系列PLC，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PLC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，同时也能指示相应的运算类型。 该计算器将采用梯形图编写来实现4位数范围内的加减乘除基本的四则运算。PLC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。 1.2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。 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。 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。 2.1 系统硬件配置及组成原理 2.1.1系统硬件配置 PLC实验装置台 西门子S7-200系列PLC 程序调试用电脑 液晶显示屏 2.1.2 PLC系统的结构组成 PLC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，PLC带有硬件故障自我检测功能，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PLC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。PLC的这些优点注定了它将得到广泛的发展。基于PLC设计的电子计算器，能够充分发挥PLC的这些优点，也使得计算器拥有很高的性能。 2.1.3电子计算器组成原理 通过17个按键分别控制表示数字0~9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，将结果显示在第三块显示模块上。 2.2 系统变量定义及分配表 根据不同控制要求，可以定义不同的变量名来代替外界发来的开关信号，并且合理的分配对应的变量，从而针对性的进行开关信号的转变，使程序的可读性增强，使程序在扩展方面更加方便。在我的设计方案中，I/O分配如图所示。 2.3 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。主要用于安装接线、线路的检查维修和故障处理。 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。 3、控制系统程序设计 3.1 控制程序流程图设计 3.2 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M0.1。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