plc控制的作息时间控制系统
摘 要本文介绍一种用PLC控制的作息时间控制系统，实现了到达规定时间自动播报音乐广播、打铃以及开关灯光等功能，在软件实现方式上通过了梯形图程序语言对系统的各项功能进行了设计，并且采用从上而下的设计方法将整个系统划分为多个子模块，从而分别进行设计，最终将各个模块进行连接，实现整体功能。论文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，经过了多次的测试和设计成果优化，最终表现出了较高的实用性。
目录
一、 引言 1
二、 方案设计及元器件选择 2
（一） 作息时间控制系统的方案设计 2
（二） PLC的发展背景或特点 2
（三） FX2N48MR可编程控制器简介 3
（四） LED3461数码管显示器简介 4
（五） KG3200打铃控制器简介 4
三、 软件功能设计 6
（一） PLC输入输出管脚配置 6
（二） 秒脉冲程序的设计 6
（三） 分显示程序的设计 8
（四） 时显示程序的设计 9
（五） 星期显示程序的设计 11
（六） 数字显示原理 12
（七） 广播、灯、打铃程序设计 13
1. 广播控制的设计 14
2. 灯的控制的设计 15
3. 电铃控制的设计 15
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录 程序代码 20
一、引言
智能概念的提出给作息控制控制系统注入了新的生命活力，现如今国际上很多研究小组都在把大大小小的智能元素内部设计到现有的作息控制控制器系统中，并且传感器技术的快速发展也把使这种控制系统持续向多传感化发展，使作息控制控制器系统运行愈加灵活。如今国内外有越来越多的研究者和高校中的课外兴趣小组开始着眼于对新型作息控制控制器系统的研发，当前国际上的发展现状来看，国内现有产品所表现出的重点技术与国外顶尖产品在持平状态，国内外在一种竞争发展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
的状态。近几年来的以太网技术在电子技术相关的各行各业都获得了普遍发展，特别是嵌入式以太网在作息控制控制系统中的融入，如今国际上很多研究小组都取得了这种技术的掌握，这项功能使作息控制控制系统组网成为了可能，多个系统之间的数据交互变得尤为轻易。
本次毕业论文配置了一种可以点阵显示、发出打铃信号和实时时间计量功能的作息时间控制系统，在论文的结构上，第一章主要对本文的设计内容进行介绍；论文的第二章对该款作息时间控制系统电路结构中所要应用的器件进行了简要的介绍；第三章分别对作息时间控制系统的软件工作流程进行了配置，在设计内容上，下列为本作息时间控制系统将要完成的任务：
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、设置相应的手动按钮，使控制器使用更加方便；
6、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。
二、方案设计及元器件选择
（一）作息时间控制系统的方案设计
为了实现对作息时间控制系统设计方案的清晰阐述，通过Visio软件绘制了下图中的作息时间控制系统结构框图，如下图所示整个作息时间控制系统为了实现预期各项功能指标，遵循从上而下的模块设计法，将整个系统划分为下图中的各项功能模块，其中计时模块主要在FX2N48MR内部自带定时器的功能作用下实现秒数据的基准信号输出，通过内部计数器的功能最终实现计时、日期的输出功能。打铃模块将采用KG3200型打铃控制器模块来实现音乐铃声的输出，PLC控制器可以通过输出管脚输出高低组合电平信号来对其进行驱动，从而实现不同音乐铃声的产生；显示模块采用了LED3461型数码显示器集成模块，PLC控制器将通过其普通GPIO管脚对显示器模块的信号输入管脚进行驱动，实现时间日期的显示；开关模块采用了复位式开关按钮，与PLC控制器进行连接后可以实现系统时间日期的设置；电源管理模块将采用24V直流电压输出模块来实现对FX2N48MR可编程控制器的供电，使其高效工作。
图21 作息时间控制系统硬件框图
（二）PLC的发展背景或特点
本课题把要对一款控制系统进行构建，在这个系统的里面将选用PLC模块来完成对系统内部各个功能模块的驱动，这里所需要对PLC的发展历史进行简略描述。在上世纪二三十年代之间，随着电子技术以及早期工业控制技术的飞速发展，可编程控制器应运而生，这种控制器主要在一些工业控制领域进行使用，因为之前在工控场合为实现对一些电机、加热器或水阀等电子模块进行控制必需通过继电器组来完成，通过多个具备不同指标的继电器进行相连而形成一个具备繁杂控制功能的网络，通过继电器的开启断开以此对外围电路进行控制，这就是最早期的PLC控制器具有的特征，在严格意义上它也不能被称为可编程控制器，因为没有代码参与其中的操控。伴随着科学技术的持续前进，工业场合对控制器的效果和性能要求不断在增加，继电器组所形成的简易控制器越发不能够满足控制系统复杂的应用场合，此时集成技术的成熟使简要的可编程控制器出现在市面上，这类被集成在一片硅片中的控制器效果获得极大提升，由于连线一切都被印制在板子上，因此不会出现平稳性问题，相比于早期的继电器组控制器来说，该集成式的可编程控制器在彻底完成了编程代码的操控，编程者能够将编写好的代码程序通过特定的接口进行下载，控制器芯片能够根据程序指令执行操作，而这款器件的不足和待优化项亦是比较突出的，它将能够完成较为简单的控制，程序编写亦不是极其容易，所以在使用场合上受到了较大的管制。而伴随着科学技术的快速发展，到了上世纪六七十年代，本系统应用的这类外形的PLC开始登上历史舞台，设计人员把中央处理器、存储器、总线、输入输出管脚、定时器以及电源进行合成，使得这些模块电路成为一个整体，使用者能够将自己编写的程序烧录到控制器内部进行执行，与此同时程序语言的复杂程度不再受到限制。这类控制器模块的稳定性能是它的较为突出的一个特点，他凭借着可以在复杂恶劣的工控场合中稳定工作而出名。
（三）FX2N48MR可编程控制器简介
本作息时间控制系统的核心部分是由FX2N48MR来担任的，它内部嵌入了CPU 224来作为数据处理核心，对外引出14个输入管脚和10个输出管脚，通过主控器件的不同IO管脚实现了对每个电路和智能传感器的操控。该作息时间控制系统的高性能工作离不开高性能运算核心芯片的植入，对大多数智能系统来说，内部核心处理器的品质高低是决定它的产品成败的关键。FX2N48MR选用VCC电压进行电源供电，这个供电特征可以和绝大多数传感器或者芯片模块兼容。在编程代码的存储方面，FX2N48MR向使用者开放了一块13k字节大小的可编程空间，以它低廉的价格和高性价比的运算效果可以打败很多竞争者。
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目录
一、 引言 1
二、 方案设计及元器件选择 2
（一） 作息时间控制系统的方案设计 2
（二） PLC的发展背景或特点 2
（三） FX2N48MR可编程控制器简介 3
（四） LED3461数码管显示器简介 4
（五） KG3200打铃控制器简介 4
三、 软件功能设计 6
（一） PLC输入输出管脚配置 6
（二） 秒脉冲程序的设计 6
（三） 分显示程序的设计 8
（四） 时显示程序的设计 9
（五） 星期显示程序的设计 11
（六） 数字显示原理 12
（七） 广播、灯、打铃程序设计 13
1. 广播控制的设计 14
2. 灯的控制的设计 15
3. 电铃控制的设计 15
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录 程序代码 20
一、引言
智能概念的提出给作息控制控制系统注入了新的生命活力，现如今国际上很多研究小组都在把大大小小的智能元素内部设计到现有的作息控制控制器系统中，并且传感器技术的快速发展也把使这种控制系统持续向多传感化发展，使作息控制控制器系统运行愈加灵活。如今国内外有越来越多的研究者和高校中的课外兴趣小组开始着眼于对新型作息控制控制器系统的研发，当前国际上的发展现状来看，国内现有产品所表现出的重点技术与国外顶尖产品在持平状态，国内外在一种竞争发展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
的状态。近几年来的以太网技术在电子技术相关的各行各业都获得了普遍发展，特别是嵌入式以太网在作息控制控制系统中的融入，如今国际上很多研究小组都取得了这种技术的掌握，这项功能使作息控制控制系统组网成为了可能，多个系统之间的数据交互变得尤为轻易。
本次毕业论文配置了一种可以点阵显示、发出打铃信号和实时时间计量功能的作息时间控制系统，在论文的结构上，第一章主要对本文的设计内容进行介绍；论文的第二章对该款作息时间控制系统电路结构中所要应用的器件进行了简要的介绍；第三章分别对作息时间控制系统的软件工作流程进行了配置，在设计内容上，下列为本作息时间控制系统将要完成的任务：
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、设置相应的手动按钮，使控制器使用更加方便；
6、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。
二、方案设计及元器件选择
（一）作息时间控制系统的方案设计
为了实现对作息时间控制系统设计方案的清晰阐述，通过Visio软件绘制了下图中的作息时间控制系统结构框图，如下图所示整个作息时间控制系统为了实现预期各项功能指标，遵循从上而下的模块设计法，将整个系统划分为下图中的各项功能模块，其中计时模块主要在FX2N48MR内部自带定时器的功能作用下实现秒数据的基准信号输出，通过内部计数器的功能最终实现计时、日期的输出功能。打铃模块将采用KG3200型打铃控制器模块来实现音乐铃声的输出，PLC控制器可以通过输出管脚输出高低组合电平信号来对其进行驱动，从而实现不同音乐铃声的产生；显示模块采用了LED3461型数码显示器集成模块，PLC控制器将通过其普通GPIO管脚对显示器模块的信号输入管脚进行驱动，实现时间日期的显示；开关模块采用了复位式开关按钮，与PLC控制器进行连接后可以实现系统时间日期的设置；电源管理模块将采用24V直流电压输出模块来实现对FX2N48MR可编程控制器的供电，使其高效工作。
图21 作息时间控制系统硬件框图
（二）PLC的发展背景或特点
本课题把要对一款控制系统进行构建，在这个系统的里面将选用PLC模块来完成对系统内部各个功能模块的驱动，这里所需要对PLC的发展历史进行简略描述。在上世纪二三十年代之间，随着电子技术以及早期工业控制技术的飞速发展，可编程控制器应运而生，这种控制器主要在一些工业控制领域进行使用，因为之前在工控场合为实现对一些电机、加热器或水阀等电子模块进行控制必需通过继电器组来完成，通过多个具备不同指标的继电器进行相连而形成一个具备繁杂控制功能的网络，通过继电器的开启断开以此对外围电路进行控制，这就是最早期的PLC控制器具有的特征，在严格意义上它也不能被称为可编程控制器，因为没有代码参与其中的操控。伴随着科学技术的持续前进，工业场合对控制器的效果和性能要求不断在增加，继电器组所形成的简易控制器越发不能够满足控制系统复杂的应用场合，此时集成技术的成熟使简要的可编程控制器出现在市面上，这类被集成在一片硅片中的控制器效果获得极大提升，由于连线一切都被印制在板子上，因此不会出现平稳性问题，相比于早期的继电器组控制器来说，该集成式的可编程控制器在彻底完成了编程代码的操控，编程者能够将编写好的代码程序通过特定的接口进行下载，控制器芯片能够根据程序指令执行操作，而这款器件的不足和待优化项亦是比较突出的，它将能够完成较为简单的控制，程序编写亦不是极其容易，所以在使用场合上受到了较大的管制。而伴随着科学技术的快速发展，到了上世纪六七十年代，本系统应用的这类外形的PLC开始登上历史舞台，设计人员把中央处理器、存储器、总线、输入输出管脚、定时器以及电源进行合成，使得这些模块电路成为一个整体，使用者能够将自己编写的程序烧录到控制器内部进行执行，与此同时程序语言的复杂程度不再受到限制。这类控制器模块的稳定性能是它的较为突出的一个特点，他凭借着可以在复杂恶劣的工控场合中稳定工作而出名。
（三）FX2N48MR可编程控制器简介
本作息时间控制系统的核心部分是由FX2N48MR来担任的，它内部嵌入了CPU 224来作为数据处理核心，对外引出14个输入管脚和10个输出管脚，通过主控器件的不同IO管脚实现了对每个电路和智能传感器的操控。该作息时间控制系统的高性能工作离不开高性能运算核心芯片的植入，对大多数智能系统来说，内部核心处理器的品质高低是决定它的产品成败的关键。FX2N48MR选用VCC电压进行电源供电，这个供电特征可以和绝大多数传感器或者芯片模块兼容。在编程代码的存储方面，FX2N48MR向使用者开放了一块13k字节大小的可编程空间，以它低廉的价格和高性价比的运算效果可以打败很多竞争者。
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