基于PLC的电子计算器设计

论文编号:ZD1495  论文字数:14262，附外文翻译，答辩PPT

一、题目
基于PLC的电子计算器
二、指导思想和目的要求
  PLC即可编程逻辑控制器 （可编程控制器件Programmable Logic Controller）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。  高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于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。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。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警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。
 
三、主要技术指标
1.实现简单的四则运算，要求完成梯形图并且运行正常，掌握所涉及到的命令指令，了解各模块功能。
2.实现组态的实时监控，要求完成模拟画面并且能够进行模拟运算。
四、进度和要求
 1.第1～3周：布置毕业设计及英译汉任务，学习组态软件组态王V6.53。查阅资料，完成总体设计方案论证，确定控制系统框图。
2.第4周：研究普通计算器的控制系统的组成和控制方法。
第5周：确定控制系统具体详细的方案。
3.第6～7周：对PLC进行点的分配，用梯形图编程，组态王做上位监控画面。
4.第8～9周：实际调试，并按要求编写论文初稿，交指导老师审阅修改。
5.第10～11周：修改论文第二稿。
6.第12～13周：定最终稿打印，复印，交评阅。
7.第14～15周：准备答辩，评阅，答辩
五、主要参考书及参考资料
[1] 王冬青,丁峰.  欧姆龙CP1系列PLC原理与应用. 1版[M]. 电子工业出版社，2011.
[2] 廖常初主编.PLC编程及应用.3版[M].北京：机械工业出版社,2008.
[3] 程周主编.欧姆龙系列PLC设计实践. 1版[M].北京：中国石油工业出版社，2007.
[4] 洪志育主编.例说PLC. 1版[M].人民邮电出版社，2006.
[5]张凤珊．电气控制及可编程序控制器．2版[M]．北京: 中国轻工业出版社，2003．
[6] 史国生．电气控制与可编程控制器技术. 3版[M]．北京: 化学工业出版社，2010.  
[7] 吴中俊,黄永红.可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2005. 
[8] 王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京:航空航天大学出版社,2003. 

基于PLC的电子计算器设计

摘 要

 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。计算器一般由运算器、控制器、存储器、键盘、显示器、电源和一些可选外围设备及电子配件通过人工或机器设备组成。从某种角度而言，广义的“计算机”是包括“电子计算器”的。
 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。随着电子计算器地不断发展，以及它的使用范围越来越广，未来对电子计算器的需求量会越多，而PLC作为当代最先进的控制器之一，基于它设计的计算器会比传统电子计算器有着无法比拟的优势，所以在未来基于PLC设计的电子计算器这个课题会得到更大的突破。
 为了巩固大学四年所学知识，在本次设计中要实现的功能包括两点，一是实现简单的加减乘除运算，二是利用组态软件模拟出计算器的画面。这就会用到两个软件CX-Programmer和组态王，分别用来编写程序和实现组态画面。通过查阅大量的资料，并且在老师的帮助下，完成了梯形图的设计。在梯形图中，运用到了MOV、FLT以及浮点型运算等相关指令。再利用组态王软件和PLC通讯连接，通过组态王对其进行仿真模拟，实现实时监控。

关键词：电子计算器，PLC，梯形图，组态   

ABSTRACT

In People''''s Daily life, shopping, bookkeeping, learning, etc., all related to the number, we can use the calculator, calculator is really important. Generally calculator made by arithmetic unit, controller, memory, keyboard, display, power supply and some optional peripherals and electronic parts by manual or machine equipment. In some ways, generalized the "computer" is including the electronic calculator. There are integrated circuit in the electronic calculator, but the function of the calculator is simple, cheap price, good for carrying and good stability.
Based on PLC design of the electronic calculator than traditional calculators are more reliable, more convenient, better performance, easier to adapt to the rapid development of society, greatly convenient people''''s life. With electronic calculator for development, and its use scope is more and more widely, the future will be more demand for electronic calculator, one of the most advanced controller and PLC as a contemporary, based on the design of the calculator has incomparable advantages than traditional electronic calculator, so this subject is based on programmable logic controller (PLC) in the future design of electronic calculators to get a bigger breakthrough.
In order to consolidate the knowledge in the four years at college, in the design in order to realize the functions including two points, one is to realize the arithmetic of simple addition, subtraction, multiplication, and division, but using the configuration simulation computer images. CX - this will be used for two software Programmer and kingview, respectively is used to write procedures and implement the configuration screen. Through consulting a large number of data, and with the help of the teacher, completed the design of ladder diagram. In ladder diagram, using the MOV, PLT and floating-point arithmetic and related instructions. Using the kingview software and PLC communication, through kingview carries on the simulation, real-time monitoring.
 
 
KEY WORDS : Electronic calculators, PLC,  Ladder,Configuration

基于PLC的电子计算器设计

目 录

摘 要 1
 ABSTRACT 2
第一章 前 言 6
 1.1 课题来源 6
 1.2 电子计算器的发展 7
 1.2.1 电子计算器的起源 7
 1.2.2 电子计算器的构成 7
 1.3 课题研究的意义和目的 8
 1.3.1 课题的意义 8
 1.3.2 课题研究的目的 9
 1.4 控制要求 9
 1.5设计任务 9
第二章 系统程序设计 10
 2. 1  PLC的产生和定义 10
 2.2 PLC目前的发展现状以及未来的发展趋势 10
 2.2.1PLC的发展现状 10
 2.2.2 PLC的发展趋势 11
 2.3 OMRON系列PLC 12
 2.4 方案对比 12
 2.4.1基于单片机设计的电子计算器 12
 2.4.2基于PLC设计的电子计算器 13
 2.5控制程序流程图及分析 13
 2.6 系统变量定义及分配表 14
 2.7 命令语言的介绍 15
 2.8 梯形图的编写 17
第三章 控制系统人机界面设计 21
 3.1人机界面软件介绍---组态王 21
 3.2使用组态王软件开发具有以下特点 22
 3.3 人机界面制作过程 23
 3.3.1组态王监控画面的创建 23
 3.3.2 设置动画连接 26
第四章 系统调试 30
 4.1对梯形图进行调试 30
 4.2组态的调试 31
 4.2.1 加法的检验 31
 4.2.1 除法的检验 32
 4.2.3 减法的检验 33
致 谢 35
参考文献 36
毕业设计小结 37