电气控制技术课程设计说明书
电子计算器
学生姓名：
专 业： 动化
班 级：
学 号：
指导教师： 职称 副教授
完成时间： 2015年X月
摘
LC英文全称Programmable Logical Controller编程逻辑控制器顾名思义含义具柔性编程完成逻辑控制针数字量工业控制器代传统硬触点做控制系统象初计算机已演变电脑样现PLC早期单纯实现逻辑控制演变进行数模模数转换进行定位控制等功强工业控制器
电子计算器功方面进行4位数简单加减基运算显示数字部分法显示符号部分缺陷遗憾包括0运算法实现硬件方面连线部分较简单利十六键输入选通输出优势总说电子计算器设计简单PLC设计成果没真正计算器功强然体现PLC强功逻辑性
关键字：PLC电子计算器仿真
目 录
1 引言 1
11 设计目 1
12 设计求 1
2 电子计算器系统硬件设计 2
21 PLC选型 2
22 系统硬件配置组成原理 2
221 数输入： 2
222 数显示： 3
3 电子计算器控制系统梯形图程序设计 6
31 控制程序设计思路 6
32 IO分配 6
33 控制程序设计思路 7
34 控制程序流程图设计 7
35 程序说明 8
4 GX Developer系统仿真 11
41 仿真结果 11
42 结果分析 13
5 课程设计心 14
致谢 15
参考文献 16
附录 17
附录A 程序梯形图 17
附录B 程序清单 20
附录C 接线图 22
1 引言
PLC英文全称Programmable Logical Controller编程逻辑控制器顾名思义含义具柔性编程完成逻辑控制针数字量工业控制器代传统硬触点做控制系统象初计算机已演变电脑样现PLC早期单纯实现逻辑控制演变进行数模模数转换进行定位控制等功强工业控制器说现代社会种需动控制场合发挥巨作编程序控制器种数字运算操作电子系统专工业环境应设计采编程序存储器部存储执行逻辑运算序控制定时计数算术运算等操作指令通数字式模拟式输入输出控制种机械生产程
11 设计目
设计基PLC电子计算器
12 设计求
控制求：
（1）键输入数值显示7段数码限4位数
（2）加减键时第次输入值存放缓区中做加减数加减相运算指示灯会亮
（3）接着输入数键加减数存放缓区中刚输入数做运算相应运算指示灯熄灭
（4）运算结果显示7段数码
2 电子计算器系统硬件设计
21 PLC选型
电子计算器输入点需5分X000X001X002X003X004输出点需16中Y000–Y003扫描输出点Y004–Y007指示灯Y010–Y017数输出点选FX2N32MRPLC
22 系统硬件配置组成原理
数输入4*4矩阵键盘加减标示选LED指示灯数显示七段数码
221 数输入：
(1)十六键输入指令助记符指令代码操作数程序表1示
指令名称
助记符
指令代码
操作数
程序步
S
D1
D2
D3
十六键输入指令
HKY
FNC71
X(四连号元件)
Y
TCDVZ
YMS(8连号元件)
HKY9步
DHKY…17步
表1 十六键输入指令
(2)指令梯形图图1示
图1 十六键输入指令梯形图
(3)指令说明：
①该指令通键盘数字键功键输入容完成出入复合运算程指令中四操作数中[s]指定四输入元件[D1]指定四扫描输出点[D2]存放键盘输入数[D3]指定读出位元件键盘PLC连接图2示
②数输入功利O910数字键输入o～9999数BIN码存[D2]中 DO中9999数高位溢出DHKY指令时输入0～99999999数存D1DO中
图2 4*4矩阵键盘PLC连接
③功键功键A～FM0M5关系图214示A键M0置1保持D键M0置OM3置1保持余类推时键先效
图3 功键应位元件
④键扫描标志M8029置1功键A—F键时M6置1(保持)数值键09键时M7置l(保持)x4变OFF时D0保持变M0～M7全部OFF
⑤预先M8167置ONO～F十六进制数写入[D2]
⑥扫描全部16键需8扫描周期防止键输入滤波延时造成存储错误恒定扫描模式定时中断处理
222 数显示：
（1）带锁存七段码显示指令助记符指令代码操作数程序表2示：
表2 带锁存七段显示指令功表
指令名称
助记符
指令代码
操作数
程序步
S()
D()
n
带锁存七段译码显示指令
SEGL
FNC74
KHKnXKnYKnMKnSTCDYZ
Y占12连号元件
KH
n07
SEGL 5步
（2）指令梯形图图4示
图4 SEGL指令梯形图
（3）指令说明
①SEGL意义十进制值(源S)写组4路扫描软元件（D）中驱动4七段码显示单元组成显示器中指令带两组显示器显示器享选通脉输出信号(D)+4～(D)+7图217中Y4～Y7 第组数Y0～Y3输出第二组数Y10～Y13输出图5应SEGL指令外接线图
②n 0 ～ 3时4位1组D0二进制数BCD换算范围0 ～ 9999Y0 ～ Y3输出n 4 ～ 74位2组D0Y0 ～ Y3输出D1Y10 ～ Y13输出选通脉信号Y4 ～ Y7序输出完成4位数输出完成标志M8029置1
图5 应SEGL指令外接线图
③参数n 0 ～ 7选择PLC正负逻辑七段码正负逻辑定：
n值选取选通逻辑数逻辑关系表3示：
表3 n值选取选通数逻辑关系
PLC逻辑
七段码显示逻辑
n值
选通逻辑
数逻辑
组显示
二组显示
正
正
正
0
4
负
负
负
正
正
负
1
5
负
负
正
负
正
负
2
6
正
负
正
负
正
正
3
7
正
负
负
系统IO接线图图6示
图6 系统IO接线图
图中X4计算器启动开关加减运算符号时相应指示灯亮指示灯灭结果显示四位七段数码
3 电子计算器控制系统梯形图程序设计
31 控制程序设计思路
设计简单基PLC电子计算器利PLC部算术运算功指令计算数进行加减等运算现功指令介绍：
（1）加法指令ADD (D)ADD(P)指令编号FNC20指定源元件中二进制数相加结果送指定目标元件中图7示X0ON时执行（D10）+（D12）→（D14）
图7 加法指令
（2）减法指令SUB (D)SUB(P)指令编号FNC21[S1]指定元件中容二进制形式减[S2]指定元件容结果存进[D]指定元件中图8示X0ON时执行（D10）—（D12）→（D14）
图8 减法指令
（3）法指令MUL (D) MUL (P)指令编号FNC22数均符号数图9示X0ON时二进制16位数[S1][S2]相结果送[D]中D32位（D0）×（D2）→（D5D4）（16位法）X1ON时（D1D0）×（D3D2）→（D7D6D5D4）（32位法）
图9 法指令
（4）法指令DIV (D) DIV (P)指令编号FNC23功[S1]指定数[S2]指定数结果送[D]指定目标元件中余数送[D]元件中图10示X0ON时（D0）÷（D2）→（D4）商（D5）余数（16位法）X1ON时（D1D0）÷（D3D2）→（D5D4）商（D7D6）余数（32位法）
图10 法指令
32 IO分配
输入编址
输出编址
X000
048C（*）
Y000
0123
X001
159D（）
Y001
4567
X002
26A（+）E（）
Y002
89A（+）B（）
X003
37B（）F（AC）
Y003
CDEF
Y004
LED1
Y005
LED2
Y006
LED3
Y007
LED4
确定电子计算器控制系统IO点分配表4示
表4 IO点分配
33 控制程序设计思路
输入继电器PLC接收外部输入开关量信号窗口通光耦合器外部信号状态读入存储输入映寄存器中输入端外接常开触点常闭触点接触点组成串联电路电子传感器梯形图中排列PLC次输入继电器常开触点常闭触点
输出继电器PLC外部负载发送信号窗口输出继电器PLC输出信号传送输出模块者驱动外部负载输出模块中硬件继电器仅常开触点梯形图中输出继电器常开触点常闭触点次
辅助继电器软件实现接收外部输入信号直接驱动外部负载种部状态标志相继电器控制系统中中间继电器辅助继电器中类保持继电器PLC电源断电时储存ONOFF状态储存数状态锂电池保护电源恢复供电时控制系统继续掉点前控制
34 控制程序流程图设计
键输入数值显示7段数码限4位数加减键时第次输入值存放缓区中做加减数加减相运算指示灯会亮接着输入数键加减数存放缓区中刚输入数做运算相应运算指示灯熄灭运算结果显示7段数码图11示：
图11 控制程序流程图
35 程序说明
（1）启动程序
X004启动钮启动程序通HKY指令数字键部分功键部分控制出入图12示：
图12 启动程序
（2） 显示初始化
辅助继电器M6接通M9置1SEGL指令中断M6断开SEGL指令初始化动作开始图13示：
图13 输入初始化
（3） 指示灯程序
通述输入确定接通辅助继电器确定种运算然通输出点Y004Y007接LED灯显示出输入算法辅助继电器M0接通时加法指示灯Y004亮M1接通时减法指示灯Y005亮M2接通时法指示灯Y006亮M3接通时法指示灯Y007亮图14示：
图14 指示灯程序
（4） 算法程序
通述接通输出指示灯控制需执行算法指令中Y004接通时执行加法指令ADDD0+D2值送D10Y005接通时执行减法指令SUBD0+D2值送D12Y006接通时执行法指令MULD0+D2值送D14Y007接通时执行法指令DIVD0+D2值送D16图15示：
图15 算法程序
（5） 复位程序
HKY指令输入M5接通时D0D2D10D12D14D16M4进行复位清零处理图16示：
图16 复位程序
4 GX Developer系统仿真
41 仿真结果
（1） 加法：Y004接通M0M4接通输入D025D215输出D1040图19示
图19 加法
（2） 减法：Y005接通M1M4接通输入D025D215输出D1210图20示
图20 减法
（3）法：Y006接通M2M4接通输入D025D215输出D14375图21示
图21 法
（4）法：Y007接通M3M4接通输入D025D25输出D165图22示
图22 法
（5）复位：M5接通复位清零图23示
图23 复位
42 结果分析
键输入数值限4位数做加减数加减相运算指示灯会亮继续输入数字样限4位数等号时果结果负值显示数字部分会显示符号部分电脑仿真法否数码显示实验遗憾
5 课程设计心
通老师讲解阅读指导书网搜集资料完成电子计算器课程设计通课程设计深感实践力欠缺应加强培养PLC设计力PLC课程设计编程控制器原理应课程非常益课外实践补充通门课程学获PLC设计基础知识掌握工程设计方法Office办公软件方法掌握利计算机运行仿真日应该加强方面学做编程练进步熟悉关PLC控制理知识PLC结构组成工作原理掌握根生产工艺程动控制求PLC进行控制PLC系统控制程序设计方法步骤培养工程意识工程实践力
PLC课程设计培养关PLC控制系统设计方法编程技巧电气常元器件选型初步具控制系统电路控制程序分析设计力走工作岗位应PLC控制奠定良基础
致 谢
通次课程设计加强动手思考解决问题力设计程中常会遇样样情况心里想样接法行通实际接电路未必耗费面时间 觉做课程设计时课知识巩固加强课知识太时课间学理解运元件功考试容限次课程设计程中解前解PLC功电路中更认识时感谢学老师帮助老师悉心帮助完成课程设计
参考文献
[1] 张凤珊．电气控制编程序控制器[M]．北京中国轻工业出版社2003．
[2] 马志溪．电气工程设计[M]．北京机械工业出版社2002．
[3] 刘增良刘国亭．电气工程CAD[M]．北京中国水利水电出版社2002．
[4] 齐占庆王振臣．电气控制技术[M]．北京机械工业出版社2002．
[5] 史国生．电气控制编程控制器技术[M]．北京化学工业出版社2004
[6] 王庭友编程控制器原理应[M]北京：国防工业出版社2005
附 录
附录A 程序梯形图
附录B 程序清单
附录C 接线图
附图存
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电气控制技术课程设计说明书
电子计算器
学生姓名：
专 业： 动化
班 级：
学 号：
指导教师： 职称 副教授
完成时间： 2015年X月
摘
LC英文全称Programmable Logical Controller编程逻辑控制器顾名思义含义具柔性编程完成逻辑控制针数字量工业控制器代传统硬触点做控制系统象初计算机已演变电脑样现PLC早期单纯实现逻辑控制演变进行数模模数转换进行定位控制等功强工业控制器
电子计算器功方面进行4位数简单加减基运算显示数字部分法显示符号部分缺陷遗憾包括0运算法实现硬件方面连线部分较简单利十六键输入选通输出优势总说电子计算器设计简单PLC设计成果没真正计算器功强然体现PLC强功逻辑性
关键字：PLC电子计算器仿真
目 录
1 引言 1
11 设计目 1
12 设计求 1
2 电子计算器系统硬件设计 2
21 PLC选型 2
22 系统硬件配置组成原理 2
221 数输入： 2
222 数显示： 3
3 电子计算器控制系统梯形图程序设计 6
31 控制程序设计思路 6
32 IO分配 6
33 控制程序设计思路 7
34 控制程序流程图设计 7
35 程序说明 8
4 GX Developer系统仿真 11
41 仿真结果 11
42 结果分析 13
5 课程设计心 14
致谢 15
参考文献 16
附录 17
附录A 程序梯形图 17
附录B 程序清单 20
附录C 接线图 22
1 引言
PLC英文全称Programmable Logical Controller编程逻辑控制器顾名思义含义具柔性编程完成逻辑控制针数字量工业控制器代传统硬触点做控制系统象初计算机已演变电脑样现PLC早期单纯实现逻辑控制演变进行数模模数转换进行定位控制等功强工业控制器说现代社会种需动控制场合发挥巨作编程序控制器种数字运算操作电子系统专工业环境应设计采编程序存储器部存储执行逻辑运算序控制定时计数算术运算等操作指令通数字式模拟式输入输出控制种机械生产程
11 设计目
设计基PLC电子计算器
12 设计求
控制求：
（1）键输入数值显示7段数码限4位数
（2）加减键时第次输入值存放缓区中做加减数加减相运算指示灯会亮
（3）接着输入数键加减数存放缓区中刚输入数做运算相应运算指示灯熄灭
（4）运算结果显示7段数码
2 电子计算器系统硬件设计
21 PLC选型
电子计算器输入点需5分X000X001X002X003X004输出点需16中Y000–Y003扫描输出点Y004–Y007指示灯Y010–Y017数输出点选FX2N32MRPLC
22 系统硬件配置组成原理
数输入4*4矩阵键盘加减标示选LED指示灯数显示七段数码
221 数输入：
(1)十六键输入指令助记符指令代码操作数程序表1示
指令名称
助记符
指令代码
操作数
程序步
S
D1
D2
D3
十六键输入指令
HKY
FNC71
X(四连号元件)
Y
TCDVZ
YMS(8连号元件)
HKY9步
DHKY…17步
表1 十六键输入指令
(2)指令梯形图图1示
图1 十六键输入指令梯形图
(3)指令说明：
①该指令通键盘数字键功键输入容完成出入复合运算程指令中四操作数中[s]指定四输入元件[D1]指定四扫描输出点[D2]存放键盘输入数[D3]指定读出位元件键盘PLC连接图2示
②数输入功利O910数字键输入o～9999数BIN码存[D2]中 DO中9999数高位溢出DHKY指令时输入0～99999999数存D1DO中
图2 4*4矩阵键盘PLC连接
③功键功键A～FM0M5关系图214示A键M0置1保持D键M0置OM3置1保持余类推时键先效
图3 功键应位元件
④键扫描标志M8029置1功键A—F键时M6置1(保持)数值键09键时M7置l(保持)x4变OFF时D0保持变M0～M7全部OFF
⑤预先M8167置ONO～F十六进制数写入[D2]
⑥扫描全部16键需8扫描周期防止键输入滤波延时造成存储错误恒定扫描模式定时中断处理
222 数显示：
（1）带锁存七段码显示指令助记符指令代码操作数程序表2示：
表2 带锁存七段显示指令功表
指令名称
助记符
指令代码
操作数
程序步
S()
D()
n
带锁存七段译码显示指令
SEGL
FNC74
KHKnXKnYKnMKnSTCDYZ
Y占12连号元件
KH
n07
SEGL 5步
（2）指令梯形图图4示
图4 SEGL指令梯形图
（3）指令说明
①SEGL意义十进制值(源S)写组4路扫描软元件（D）中驱动4七段码显示单元组成显示器中指令带两组显示器显示器享选通脉输出信号(D)+4～(D)+7图217中Y4～Y7 第组数Y0～Y3输出第二组数Y10～Y13输出图5应SEGL指令外接线图
②n 0 ～ 3时4位1组D0二进制数BCD换算范围0 ～ 9999Y0 ～ Y3输出n 4 ～ 74位2组D0Y0 ～ Y3输出D1Y10 ～ Y13输出选通脉信号Y4 ～ Y7序输出完成4位数输出完成标志M8029置1
图5 应SEGL指令外接线图
③参数n 0 ～ 7选择PLC正负逻辑七段码正负逻辑定：
n值选取选通逻辑数逻辑关系表3示：
表3 n值选取选通数逻辑关系
PLC逻辑
七段码显示逻辑
n值
选通逻辑
数逻辑
组显示
二组显示
正
正
正
0
4
负
负
负
正
正
负
1
5
负
负
正
负
正
负
2
6
正
负
正
负
正
正
3
7
正
负
负
系统IO接线图图6示
图6 系统IO接线图
图中X4计算器启动开关加减运算符号时相应指示灯亮指示灯灭结果显示四位七段数码
3 电子计算器控制系统梯形图程序设计
31 控制程序设计思路
设计简单基PLC电子计算器利PLC部算术运算功指令计算数进行加减等运算现功指令介绍：
（1）加法指令ADD (D)ADD(P)指令编号FNC20指定源元件中二进制数相加结果送指定目标元件中图7示X0ON时执行（D10）+（D12）→（D14）
图7 加法指令
（2）减法指令SUB (D)SUB(P)指令编号FNC21[S1]指定元件中容二进制形式减[S2]指定元件容结果存进[D]指定元件中图8示X0ON时执行（D10）—（D12）→（D14）
图8 减法指令
（3）法指令MUL (D) MUL (P)指令编号FNC22数均符号数图9示X0ON时二进制16位数[S1][S2]相结果送[D]中D32位（D0）×（D2）→（D5D4）（16位法）X1ON时（D1D0）×（D3D2）→（D7D6D5D4）（32位法）
图9 法指令
（4）法指令DIV (D) DIV (P)指令编号FNC23功[S1]指定数[S2]指定数结果送[D]指定目标元件中余数送[D]元件中图10示X0ON时（D0）÷（D2）→（D4）商（D5）余数（16位法）X1ON时（D1D0）÷（D3D2）→（D5D4）商（D7D6）余数（32位法）
图10 法指令
32 IO分配
输入编址
输出编址
X000
048C（*）
Y000
0123
X001
159D（）
Y001
4567
X002
26A（+）E（）
Y002
89A（+）B（）
X003
37B（）F（AC）
Y003
CDEF
Y004
LED1
Y005
LED2
Y006
LED3
Y007
LED4
确定电子计算器控制系统IO点分配表4示
表4 IO点分配
33 控制程序设计思路
输入继电器PLC接收外部输入开关量信号窗口通光耦合器外部信号状态读入存储输入映寄存器中输入端外接常开触点常闭触点接触点组成串联电路电子传感器梯形图中排列PLC次输入继电器常开触点常闭触点
输出继电器PLC外部负载发送信号窗口输出继电器PLC输出信号传送输出模块者驱动外部负载输出模块中硬件继电器仅常开触点梯形图中输出继电器常开触点常闭触点次
辅助继电器软件实现接收外部输入信号直接驱动外部负载种部状态标志相继电器控制系统中中间继电器辅助继电器中类保持继电器PLC电源断电时储存ONOFF状态储存数状态锂电池保护电源恢复供电时控制系统继续掉点前控制
34 控制程序流程图设计
键输入数值显示7段数码限4位数加减键时第次输入值存放缓区中做加减数加减相运算指示灯会亮接着输入数键加减数存放缓区中刚输入数做运算相应运算指示灯熄灭运算结果显示7段数码图11示：
图11 控制程序流程图
35 程序说明
（1）启动程序
X004启动钮启动程序通HKY指令数字键部分功键部分控制出入图12示：
图12 启动程序
（2） 显示初始化
辅助继电器M6接通M9置1SEGL指令中断M6断开SEGL指令初始化动作开始图13示：
图13 输入初始化
（3） 指示灯程序
通述输入确定接通辅助继电器确定种运算然通输出点Y004Y007接LED灯显示出输入算法辅助继电器M0接通时加法指示灯Y004亮M1接通时减法指示灯Y005亮M2接通时法指示灯Y006亮M3接通时法指示灯Y007亮图14示：
图14 指示灯程序
（4） 算法程序
通述接通输出指示灯控制需执行算法指令中Y004接通时执行加法指令ADDD0+D2值送D10Y005接通时执行减法指令SUBD0+D2值送D12Y006接通时执行法指令MULD0+D2值送D14Y007接通时执行法指令DIVD0+D2值送D16图15示：
图15 算法程序
（5） 复位程序
HKY指令输入M5接通时D0D2D10D12D14D16M4进行复位清零处理图16示：
图16 复位程序
4 GX Developer系统仿真
41 仿真结果
（1） 加法：Y004接通M0M4接通输入D025D215输出D1040图19示
图19 加法
（2） 减法：Y005接通M1M4接通输入D025D215输出D1210图20示
图20 减法
（3）法：Y006接通M2M4接通输入D025D215输出D14375图21示
图21 法
（4）法：Y007接通M3M4接通输入D025D25输出D165图22示
图22 法
（5）复位：M5接通复位清零图23示
图23 复位
42 结果分析
键输入数值限4位数做加减数加减相运算指示灯会亮继续输入数字样限4位数等号时果结果负值显示数字部分会显示符号部分电脑仿真法否数码显示实验遗憾
5 课程设计心
通老师讲解阅读指导书网搜集资料完成电子计算器课程设计通课程设计深感实践力欠缺应加强培养PLC设计力PLC课程设计编程控制器原理应课程非常益课外实践补充通门课程学获PLC设计基础知识掌握工程设计方法Office办公软件方法掌握利计算机运行仿真日应该加强方面学做编程练进步熟悉关PLC控制理知识PLC结构组成工作原理掌握根生产工艺程动控制求PLC进行控制PLC系统控制程序设计方法步骤培养工程意识工程实践力
PLC课程设计培养关PLC控制系统设计方法编程技巧电气常元器件选型初步具控制系统电路控制程序分析设计力走工作岗位应PLC控制奠定良基础
致 谢
通次课程设计加强动手思考解决问题力设计程中常会遇样样情况心里想样接法行通实际接电路未必耗费面时间 觉做课程设计时课知识巩固加强课知识太时课间学理解运元件功考试容限次课程设计程中解前解PLC功电路中更认识时感谢学老师帮助老师悉心帮助完成课程设计
参考文献
[1] 张凤珊．电气控制编程序控制器[M]．北京中国轻工业出版社2003．
[2] 马志溪．电气工程设计[M]．北京机械工业出版社2002．
[3] 刘增良刘国亭．电气工程CAD[M]．北京中国水利水电出版社2002．
[4] 齐占庆王振臣．电气控制技术[M]．北京机械工业出版社2002．
[5] 史国生．电气控制编程控制器技术[M]．北京化学工业出版社2004
[6] 王庭友编程控制器原理应[M]北京：国防工业出版社2005
附 录
附录A 程序梯形图
附录B 程序清单
附录C 接线图
附图存
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