LED数码显示控制系统Word文件下载.docx

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本课程设计是以LED数码管和PLC控制为基础，通过了解PLC的基本编程方法及数码管的原理，用顺序控制法实现：

按下启动按钮后，由八组LED发光二极管模拟的八段数码管开始显示，先是一段段显示，显示次序是A、B、C、D、E、F、G、H。

随后显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F，再返回初始显示，并循环不止。

用西门子S7-1500来实现控制要求。

关键词：

LED数码显示控制

S7-1500

4.参考文献……………………………………………………………………………9

5.附录……………………………………..………………………………………………………………………………………………..10

附录一…………………………………………………………………………………………………………………….10

附录二……………………………………………………………………………………………………………………..13

附录三……………………………………………………………………………………………………………………..15

1.概述

PLC课程设计是该课程的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，又不同于课堂教学。

它需要学生统筹运用所学基本理论、基本方法对现实生活中的实际系统进行设计和调试。

本课程设计是以LED数码管和PLC控制为基础，通过了解西门子S7-1500PLC的基本编程方法及LED数码管的原理，用顺序控制法实现：

按下启动按钮后，由八组LED发光二极管模拟的八段数码管开始显示：

先是一段段显示，显示次序是A、B、C、D、E、F、G、H。

同时利用西门子触摸屏完成灯的状态监测和启停控制。

本课程设计分为三人一组，我完成了PLC的触摸屏设计。

2.设计内容

2.1西门子S7-1500PLC介绍

S7-1500是西门子公司推出的最新系列的PLC，相对于传统的PLC，它的外观设计更加人性化，选用时更加容易被人们所接受。

CPU上配有LED显示屏，方便显示CPU状态和故障信息等。

从硬件方面说，S7-1500PLC的处理速度更快，联网能力更强，安全可靠维护简单。

它的组态和编程效率更高，信息采集和查看更方便，此外S7-1500PLC无需使用其他模块即可实现运动控制功能等等很多优势之处。

2.2I/O分配

序号

PLC地址（PLC端子）

电气符号

（面板端子）

功能说明

1

I0.0

SD

启动按钮

2

Q0.0

A

数码管a端

3

Q0.1

B

数码管b端

4

Q0.2

C

数码管c端

5

Q0.3

D

数码管d端

6

Q0.4

E

数码管e端

7

Q0.5

F

数码管f端

8

Q0.6

G

数码管g端

9

Q0.7

H

数码管dp端

面板上COM接24V电源负端

面板上V+接24V电源正端

实验柜上黑色口接24V电源负端，红色口24V电源正端。

2.3LED数码管的结构和工作原理

LED数码管（LEDSegmentDisplays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。

led数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。

根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。

LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

A、静态显示驱动：

静态驱动也称直流驱动。

静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O进行驱动。

静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O多。

B、动态显示驱动：

数码管动态显示是应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"

a,b,c,d,e,f,g,dp"

的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O线控制，当输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于对位元选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。

透过分时轮流控制各个LED数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。

2.4模块介绍

2.4.1比较模块CMP

可以使用“小于”指令判断第一个比较值（<

操作数1>

）是否小于第二个比较值（<

操作数2>

）。

要比较的两个值必须为相同的数据类型。

如果满足比较条件，则该指令返回逻辑运算结果（RLO）“1”。

如果不满足比较条件，则该指令返回RLO“0”。

该指令的RLO通过以下方式与整个程序段中的RLO进行逻辑运算：

∙串联比较指令时，将进行“与”运算。

∙并联比较指令时，将进行“或”运算。

在指令上方的操作数占位符中指定第一个比较值（<

在指令下方的操作数占位符中指定第二个比较值（<

比较时间值时，如果<

中的时间点小于（早于）<

中的时间点，则该指令的RLO为“1”

2.4.2定时器模块TON（接通延时）

可以使用“接通延时”指令将Q输出的设置延时PT指定的一段时间。

当输入IN的逻辑运算结果（RLO）从“0”变为“1”（信号上升沿）时，启动该指令。

指令启动时，预设的时间PT即开始计时。

当持续时间PT计时结束后，输出Q的信号状态为“1”。

只要启动输入仍为“1”，输出Q就保持置位。

启动输入的信号状态从“1”变为“0”时，将复位输出Q。

在启动输入检测到新的信号上升沿时，该定时器功能将再次启动。

可以在ET输出查询当前的时间值。

时间值从T#0s开始，达到PT时间值时结束。

只要输入IN的信号状态变为“0”，输出ET就复位。

每次调用“接通延时”指令，必须将其分配给存储指令数据的IEC定时器。

如果程序中未调用定时器（这是因为会忽略定时器），则输出ET会在定时器计时结束后立即返回一个常数值。

对于S7-1500CPU，IEC定时器是一个IEC_TIMER、IEC_LTIMER、TON_TIME或TON_LTIME数据类型的结构，可如下声明：

∙声明为一个系统数据类型为IEC_TIMER或IEC_LTIMER的数据块（例如，“MyIEC_TIMER”）

∙声明为块中“Static”部分的TON_TIME、TON_LTIME、IEC_TIMER或IEC_LTIMER类型的局部变量（例如，#MyIEC_TIMER）

在程序中插入该指令时，将打开“调用选项”（Calloptions）对话框，可以指定IEC定时器将存储在自身数据块中（单个背景）或者作为局部变量存储在块接口中（多重背景）。

如果创建了一个单独的数据块，则该数据块将保存到项目树“程序块>

系统块”（Programblocks>

Systemblocks）路径中的“程序资源”（Programresources）文件夹内。

有关本主题的更多信息，请参见“另请参见”。

只有在调用指令且每次都会访问输出Q或ET时，才更新指令数据。

执行“接通延时”指令之前，需要事先预设一个逻辑运算。

该运算可以放置在程序段的中间或者末尾。

2.4.3传送模块MOVE

可以使用“移动值”指令将IN输入操作数中的内容传送给OUT1输出的操作数中。

始终沿地址升序方向进行传送。

如果满足下列条件之一，则使能输出ENO的信号状态为“0”：

∙使能输入EN的信号状态为“0”。

∙IN参数的数据类型与OUT1参数的指定数据类型不对应。

2.4.4复位模块（R）

可以使用“复位输出”指令将指定操作数的信号状态复位为“0”。

仅当线圈输入的逻辑运算结果（RLO）为“1”时，才执行该指令。

如果信号流通过线圈（RLO=“1”），则指定的操作数复位为“0”。

如果线圈输入的RLO为“0”（没有信号流过线圈），则指定操作数的信号状态将保持不变。

2.5触摸屏设计

上面的小圆分别代表数码管的八段段选，通过设置动画能够在触摸屏上显示。

以上是PLC程序中的触摸屏部分，当在触摸屏上按下start时，也能启动；

按下HMI_STOP则停止，形成了一个人机交互界面。

关于Stop和Start是通过下面的事件来对应触发的

2.6实验现象

PLC的现象

触摸屏的现象

整体现象

3.设计小结

本次课程设计使我加深了对PLC知识的理解，同时通过这次一周的课程设计，我们的合作意识得到加强，合作能力得到提高，并再一次明白只有加强组内合作才能提高工作效率和速度。

但是在设计时经常遇到各种问题，从一开始一窍不通到后面能够画出触摸屏中间问了老师同学很多。

一直到最后我们的触摸屏还是只能够启动无法停止，后来在STOP按钮上加了一个复位位才完成了完整的启动停止控制。

这还是我思考不全面所导致的。

通过这次课程设计时候我懂得了实践的重要性，只有将所学的内容运用到实践中才能够真正理解贯彻了。

在查找和整理资料的过程中我获得了更广泛的PLC相关知识，对PLC产生了浓厚的兴趣。

对此还是要感谢杨老师的帮助，并在设计时给出了宝贵的意见。

4.参考文献

【1】刘美俊.西门子PLC编程及其应用.北京：

机械工程出版社，2011.

【2】廖常初.S7-200PLC编程及应用.北京：

机械工程出版社，2010.

【3】杨后川，张瑞，高建设，等.西门子S7-200PLC应用100例.北京：

机械工程出版社，2009.

【4】李辉.S7-200PLC编程原理与工程实训.北京：

北京航空航天大学出版社，2007.

【5】TIAPortalV13系统手册

附录

附录一：

附录二：

接线图：

程序框图：

附录三：

设备清单：

名称

型号与规格

数量

备注

实训装置

HKPLC-3

实训挂箱

LED数码显示

HKPLC-07-01

导线

三号

若干

PROFINET（以太网）连接线

四线八芯双绞

实训指导书

计算机