第一章绪论 11.1 引言 11.2 可编程控制器的特点 11.3 PLC的应用领域 11.4 PLC的设计步骤 21.4.1 硬件设计 21.4.2 软件设计 2第二章作息时间控制系统的方案论证 22.1 方案论证 22.2 控制要求 3第三章 作息时间PLC控制系统设计 43.1 输入输出点分配 43.2 控制系统的硬件设计 53.3 控制系统的程序设计 53.3.1 秒脉冲程序的设计 53.3.2 分显示程序的设计 53.3.3 时显示程序的设计 73.3.4 星期显示程序的设计 83.3.5 数字显示原理 93.3.6 广播、灯、打铃程序设计 113.4 作息时间PLC控制器总梯形图 14第四章参考文献 144.1参考文献 14第五章附录 14附图（1）作息时间PLC控制器接线图 错误！未定义书签附图（2）作息时间PLC控制器总梯形图 14第一章绪论1.1 引言本文介绍一种用PLC控制的作息时间控制系统，详细地阐述了系统组成、系统 硬件接线和系统软件设计，并详细介绍了系统工作原理该系统具有外设电路配 置简单、扩展方便、操作容易、可靠性高、实用性强等特点，集电铃、路灯、宿 舍灯、教室灯、音乐广播自动控制于一体，并具有周末与假期控制功能，实现了 作息时间无人控制的自动化、科学化管理与操作。
作息时间控制；PLC;软件设计1.2 可编程控制器的特点20世纪60年代末，为了克服传统继电器的种种应用上的缺点，人们研制出了一 种先进的自动控制设备---PLC,由于PLC具有优良的技术性能，因此它一问世 就很快得到了推广应用现在 PLC作为用于工业生产过程控制的专用计算机， 与商家、家用的微机不同，由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和工作运 行的连续性，使其在设计上有许多特点1)可靠性高，抗干扰能力强；(2)接口模块功能强、品种多；(3)硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；(4)编程方法简单、直观；(5)系统的设计/安装、调试工作量少；(6)维修工作量小、维护方便；(7)体积小、耗能低、重量轻1.3 PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、 汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几 类：(1)开关量逻辑控制(2)运动控制(3)闭环过程控制1(4)数据处理(5)通信联网在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量)，1.4 PLC的设计步骤开发应用PLC的设计任务分为硬件和软件设计两部分。
1.4.1 硬件设计硬件设计主要包括：(1)确定安排PLC的输入、输出点；(2)设计外围电路，包括主电路；(3)选贝PLC并进行现场安装接线等内容1.4.2软件设计大多数用梯形图和指令程序，主要包括：(1)设计控制流程，根据工艺要求先画出工作循环，如有必要再画详细的状态流程图；(2)根据工作循环图，画出虚拟的电路图----继电器梯形图；(3)按梯形图编写指令程序表；(4)系统调试：根据设计要求，对程序进行调试和修改，必要时还可对硬件进 行修改，直到符合要求为止本系统用PLC设计作息时间的控制过程第二章 作息时间控制系统的方案论证2.1 方案论证目前常用的控制方法有①单片机控制② PLC控制两种方作息时间式 的控制原理基本似，都是分别以各自的主控器件来完成门信号的采集、 运行状态控制和设定，达到自动调节和时事控制运行的功能 本设计 采用PLC控制方式，选用三菱 Fx2N — 48MR PLC乍控制器，有24个 输入点，24个输出点，继电器输出，时间显示用 4个数码管，星2期显示用l个数码管，完成本设计要求的各项指标，实现控制 作息时间 的目的PLC作息时间控制器采用数码显示，能够准确显示分、时、 星期，在一定的时间内能够自动打铃，放、关广播，放、关音乐，开熄学生宿舍灯，且通过改变输入 PLC的程序能够灵活改变冬、夏季作息时间。
止匕外，该PLC作息时间控制器还设置了手动按钮，用于调整分、时、星期2.2 控制要求作息时间控制器的控制要求如下；(1)开机时初始状态显示为00时00分，显示星期为“星期一”按下启动按 钮，控制器开始计时工作2)能将时间显示调整到当前的日期及时间3)可按所设置的时间要求打铃4)可根据需要控制其他装置5)作息时间表(此处只列出冬季作息时间表)见表 16)设置相应的手动按钮，使控制器使用更加方便7)为了便于广大师生过好双休日，从星期五下午晚餐开始至星期日下午 18: 00停止打铃表1 PLC作息时间控制器冬季作息时间声项目 起讫起床6: 20— 6: 30 早操6: 40— 6: 50洗漱6: 50— 7: 00早餐7: 00— 7: 40预备铃7: 40— 7: 50第T课8: 00— 8: 50第二节课9: 00— 9: 50课间操9: 50—10: 10第三节课10: 10—11: 00第四节课11: 10—12: 00中餐（广播）30 :--12: 123午休20 14:: 30—12预备铃30 : 14: 20—14第五节课20 : 30—1514:第六节课20 : 30—1615:文体活动30 : 30—1716:晚餐00 : 30—1817:自由活动50 : —18: 1800预备铃00 : —1918: 50晚自习30 : —2019: 00熄灯00:21控制系统设计作息时间 PLC第三章输入输出点分配3.12。
作息时间PLC控制器输入输出点分配表见表 PLC控制器输入输出点分配表 表2作息时间输入信号输出信号 名称代号输入点 编号名称代号输出点编 号启动按钮SB1X0a段数码管aY0停止按钮SB2X1段b数码管bY1手动打铃SB3X2c数码管段cY2调整按“分” 钮SB4X3d段数码管dY3调整按“时” 钮SB5X4e段数码管eY4调整按“天” 钮SB6X5f段数码管fY5开广播SB7X6段数码管ggY6关广播SB8X7数码管公共端D1Y10开灯SB9X8数码管公共端D2Y114熄灯SB10X9数码管公共端D3Y12数码管公共端D4Y13数码管公共端D5Y14秒闪烁发光二极 管POINTY15广播继电器KA1Y20电铃继电器KA2Y21宿舍灯继电器KA3Y223.2 控制系统的硬件设计⑴所示作息时间PLC控制器接线图如附图3.3 控制系统的程序设计3.3.1秒脉冲程序的设计 所示秒脉冲程序梯形 图如图1 控制器秒脉冲程序梯形图作息时间 PLC1图线圈得电并自锁使辅助继电器M200时，SB0X0闭合，发出启动信号，当按下 组成分进位、C0M01s、T1组成时钟脉冲程序；Y20为秒闪烁输出；T0计时器 脉 冲。
分显示程序的设计3.3.2所示2分显示程序梯形图如图5控制器分显示程序梯形图作息时间 PLC图2闭合时，分个位显M1M1~M10分别接通分个位显示程序当由助继电器，依2"”； 当M3闭合时，分个位显示“ 0示””；当M2闭合时，分个位显示“ 1闭合时， 分别接通分十位显示程序当 M13次类推由辅助继电器 M13~M18闭合时， 分十位显；当M15闭合时，分十位显示“1”分十位提示“ 0”；当M14 ”，依次 类推 M13闭合，分的个位及十位均显示“ 0初始状态时，辅助继电器M1和常开触点闭合，辅助继电器 C0累计计满60个时钟脉冲时，计数器当计数 器C0线圈得电，其常开触点闭合，产生一个分个位脉冲及分个位移位脉冲分 个M0,辅助M21”状态左移一位至位移位脉冲的到来，使得移位指令将 M1当前的“当前M2”；若再来一个移位脉冲，移位指令将继电器 M2闭合，分个位显 示”1,依次类推2” M3,辅助继电器M3闭合，分的个位上显示”的状态左 移一位至线圈得M11中，M1的状态已移位至辅助继电器 M11当分个位脉冲满 10个时，又闭合，分M1电，其常开触点闭合，使辅助继电器 M2-M10复位， 辅助继电器为下一次分个位循环显示作好准复位，辅助继电器 M2-M10个位上又显示“0”，产生一个扫描周期的上升沿常开触点闭合， 使辅助继电器M12备。
同时，M11中，M14当前的“M131”状态移位至脉冲这个上升沿脉冲使得辅 助继电器的状态已移位个时，M13,依次类推当分十位脉冲满分的十位上显示“1” 6M13-M18使辅助继电器具常开触点闭合，M19M19至辅助继电器中，线 圈通电，6复位，辅助继电器M13闭合，分十位上又显示为“ 0”当需要对分进行手动调整时，只需要按下按钮 SB4,此时X3闭合，计数器 C10计数经过1次计数后，其常开触点闭合，使得状态继电器 S5得电，其一 常开触点闭合，产生一个分位脉冲，改变分的当前显示，而状态继电器 S5的另一常开触点闭合，使计数器C10复位，为下一 次计数作好准备3.3.3 时显示程序的设计 时显示程序梯形图如图3所示由辅助继电器M21-M3处别接通时个位显示程序当M21闭合时，时个位显示“0”; 当M22闭合时，时个未显示“ 1”；当M23闭合时，时个位显示“ 2”，依次类推由辅助继电器M33-M3吩别接通时十位显示程序当M33闭合时，时十位显示“0”;当M34闭合时，时十位显示“ 1”；当M35闭合时，时十位显示“ 2”图3作息时间PLC控制器时显示程序梯形图初始状态时，因辅助继电器 M21和M23闭合，故时的个位及十位均显示为“ 0”。
当分十位脉冲满6个时，M13的状态已移位至辅助继电器 M19 M19线圈得电，1 一 2常开触点闭合，使辅助继电器M20产生一个扫描周期的上升沿脉冲 这个上 7升沿脉冲一方面向计数器C1提供脉冲，另一方面使得辅助继电器M21当前的“1” 状态移位至辅助继电器 M22中，时的个位上显示“1”，如此不断循环移位当时 个位脉冲满10个时，M20的状态已移至辅助继电器 M31中，M31线圈得电，其常 开触点闭合，使辅助继电器M32产生一个扫描周期的上升沿脉冲 这个世上上沿 脉冲使得辅助继电器M33当前的“1”状态移位至辅助继电器M34中，时的十位 上显示为“1”当脉冲C1累计满24个脉冲时，计数器C1常开触点闭合，辅助继电器 M38 线圈得电，其常开触点闭合，使辅助继电器M22-M3吸辅助28电器M33-M3短位， 辅助继电器M21及M33闭合，时个位和时十位上又显示为 “0”，如此不断循环移当需要对时状态进行手动调整时，只需按下按钮 SB0此时X4闭合，计数器C11计数经过一次计数后，其常开触点闭合，使得状态继电器 S6得电，其一常开触点闭合，产生一个时个位移位脉冲，改变时的当前显示而状态继电器 S6的另一常开触点闭合，使计数器C11复位，为下一 次计数作好准备。
3.3.4 星期显示程序的设计星期显示程序设计梯形图如图4所示由辅助继电器M40-M4吩别接通星期显示程序当 M40闭合时，星期显示“ 1”; 当M41闭合时，星期显示“ 2”，依次类推图4作息时间PLC控制器星期显示程序梯形图8初始状态时，因辅助继电器 M40闭合，星期显示为“1”当时移位脉冲满24 个时，辅助继电器M38得电，其常开触点闭合，接通计数器 C2并开始计数，另 一常开触点产生一个星期脉冲及星期移位脉冲星期移位脉冲的来到，使移位 指令将M40当前的“ 1”状态右移一位至M41中，辅助继电器M41闭合，星期 显示“2”；若再来一个移位脉冲，移位指令M41当前的状态右移一位至M42中， 辅助继电器M42闭合，星期上显示“3”，如此不断移位当星期脉冲满7个时， 计数器C2的常开触点闭合，一方面使其复位，另一方面接通辅助继电器 M48,辅助继电器M48的常开触点闭合，同时M40的状态已移至M47;M47线圈通电， 其常开触点闭合，使辅助继电器M41-M46复位，辅助继电器M40又闭合，星期 上又显示为“1”当需要对星期状态进行手动调整时，只需按下 SB6,此时X5闭合，计数器C12经过一次技术后动作，其常开岔点闭合，使得状态继电器 S7得电，其一常开触点闭合，产生一个星期移位脉冲，改变星期的当前显示。
而状态继电器S7的另 一常开触点闭合，使计数器 C12复位，为下一 次计数作好准备3.3.5 数字显示原理开机时，时间显示为星期1, 00时00分数字显示原理如图5所示 YOY5Y1Y5F2Y3图5数字显示原理PLC的输出点Y0~Y6分别街道七段数码管的a~g要显示数字只需要Y0~Y6有 输出信号，即Y0~Y7字元件中Y0~Y6有输出为1时才有数字显示出来例如， 显示1只需Y1和Y2有信号输出，它的十进制常数为K6=1 x 2+1 x 4,即K6转换 为二进制数正好满足要求再把常数值 K6有MOV指令传送到相应的数码管中 就可以显示数字了表3为显示数字0~9的常数值各辅助继电器与其对应的时 问见表49表3显示数字0-9的常数值显示 数字输出点状态常数值Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y000111111K6310000110K621011011K9131001111K7941100110K10251101101K10961111101K12570000111K781111111K127 91101111K11表4各辅助继电器所对应的时间0123456789分个位M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10分十位M13M14M15M16M17M18时个位M21M22M23M24M25M26M27M28M29M30时十位M33M34M35星期M40M41M42M43M44M25M46闭合，特殊M106数码管的动态扫描梯形图如图初始状态时， 辅助继电器具常开触点闭合并接通C3每闭合一次，辅助继电器M8011计数器就计数一次，辅助继 电的常开触点又使计数器 M110辅助继电器M110辅助继电器，C3复位。
M100 常开触点产生一个移位脉冲， 的另一器M110移位脉冲指令将辅助继电器的当前状态为M101”移到辅助继电器1的当前状态” M101中，使辅助继电器得电 闭合，其常开触点闭” 1 “M105,依次类推当移到最高位时，辅助继电器 合， 使辅助继电器M101-M104复位，如此周而复始地进行移位10控制器数码管动态扫描梯形图 作息时间PLC图6,而特殊辅助继Y10-Y14由于辅助继电器M100-M104分别接通输出继电器次，因而我们用肉眼很难分辨出数码管是轮流闭合 10ms闭合一电器M8011每的，我们看到的是同时显示的数码管 广播、灯、打铃程序设计3.3.6从而当 到达规定时间时，该时间所对应的辅助继电器将得电，其常开触点闭合， 对广播、灯、电铃惊醒控制3.3.6.1 广播控制的设计以下各组辅助继电器： 所示当到放广播的时间时，广播控制梯形图如图 7、、M18 , （M30M15 M13 M23、 M1） （M27、M1M34 M1M16M27M34、、）（得电闭合，使得输出继电 M52的常开 触点闭合，辅助继电器 M1M33）中有一组此时开始放广播当需要手动放广播 时，只需按下按钮Y23线圈得电并自锁，器 得电并自锁，也能达到放广播的目 的。
Y23X6SB7则闭合，输出继电器11PLC作息时间控制器广播制梯形图图 7、（M28 M1）, 当到关广播的时间时，以下各组辅助继电器：（M21> M14 M34中有一组的常开触点 Ml M16 , M1） （M34 M23 M16 M34 M1） （M2Z M18线圈中的常开触点 Y23M5政圈得电闭合，申 接在辅助继电器闭合，辅助继电器 断电，停止播放广播断开，输出继电器Y23 灯的控制的设计3.3.6.2401PLC控制器灯控制梯形图作息时间图8,M1）、M16、M21当到学校开灯的时间时，以下两组辅助继电器： （M35、线 圈得电闭合，M54、M1）的常开触点中有一组闭合，辅助继电器 M27 （、M15 得电并自锁，Y31Y21上的常开触点闭合，使输出继电器具用接在输出继电器闭 合，使输出X10SB9,则打开电灯开关当需要手动开灯时，只要按下按钮 Y21得电并自锁，打开电灯开关继电器、（M27）、M22M16、M1,、（当到熄灯的时 问时，以下两组辅助继电器：M35线圈得电闭合并产生 M55组闭合，辅助继电 器）的常开触点中有一、M17M112一个扫描周期的脉冲信号，使其申接在输出继电器Y21线圈上的常开触点断开， 输出继电器Y21断开，电灯熄灭。
当需要手动关灯时，只需按下按钮 SB10,则 X11闭合，辅助继电器M203得电，用接在输出继电器 Y21上的常开触点断开， 使输出继电器Y21断电3.3.6.3 电铃控制的设计电铃控制梯形图如图9所示当到程序设计的打铃时间时，该时间段辅助继电器 的常开触电闭合，使得辅助继电器 M50线圈得电，并产生一个扫描周期的上升 沿微分脉冲信号，辅助继电器 M50的常开触电闭合，接通输出继电器 Y22线圈 电源，Y22闭合并自锁，电铃开始打铃同时，定时器 T3开始计时，计满15s 后，用接在输出继电器Y22线圈上的定时器T3的常闭触点断开，使输出继电器 Y22和定时器T3失电，定时器T3复位，打铃停止如果需要手动打铃，只需 按下SB3,此时X2闭合，接通输出继电器Y22线圈电源，Y22闭合并自锁，开 始打铃3,斗——艮 罂 SS二一। C Y ・"二——| ■—— 广七 K1&I 二图9作息时间PLC控制器电铃控制梯形图3.3.6.4 双休日控制的设计双休日控制梯形图如图10所示每星期5下午晚餐时，辅助继电器M44、M34、 M28、M16、M2的常开触点闭合，辅助继电器 M56闭合并自锁，其用接在输出 继电器Y21、Y22、Y23上的常闭触点断开，输出继电器 Y21、Y22、Y23将得 不到脉冲信号。
星期日下午18: 00,辅助继电器M46、M34、M28、M18、M10 的常开触点将闭合，辅助继电器 M45产生一个扫描周期的输出信号，其申接在 辅助继电器M56中的常闭触点断开，辅助继电器 M56失电，用接在输出继电器 Y21、Y22、Y23上的辅助继电器M56的常闭触点复位，使输出继电器丫21、丫22、 Y23能够得到脉冲信号而恢复正常工作 40?41]H44 KM M2fi HLR Lf£T 1 I I 1 ■ 1 卜M55I -M4S MW HIR HillH II I I II{PLS 同图10作息时间PLC控制器双休日控制梯形图133.4作息时间PLC控制器总梯形图作息时间PLC控制器总梯形图如 附图所示第四章参考文献4.1参考文献1、《电气控制与可编程序控制器》 电子工业出版社薛士龙主编2、《PLC原理与应用》（三菱FX系列）清华大学出版社 俞国亮主编3、《PLC实用程序及设计》 西安电子科技大学出版社 贺哲荣、石帅军主编第五章附录作息时间PLC控制器总梯形NilS II-J]]]]p^T CH14—LPL3 N]* pESr 抬 NII r HL3pTTl Ml 3 MU KR KI ptST k" hit pL5 MH p$T Cl CCL K24< H的[3TT1 状】 Mil K10 KI ] pHT HW N3) ] PLS H 加 ]•[ MJ8[STT1 明？ M34 k9 Kl J副时 If 14 N特 J L«v 助 Hiton j QrtV KM KffOOC ]{K'j kt KS?OOO J{hov KM K 2^000 ]伊加 K7» KiTOOO ]15单]| ■17。