PLC模拟量控制闪烁频率和数码管显示综合应用.doc

题目类型：A 河南机电高等专科学校 课程设计报告书 课程名称：《电气控制与PLC应用技术》 课题名称：模拟量控制闪烁频率和数码管显示综合应用 系部名称： 自动控制系 专业班级： 电气自动化技术093 姓 名： 学 号： 091415319 2011年 06月06日 第一章 序论 设计目的： 熟练掌握并利用实验台上提供的如下模块设计一个模拟量控制的实验系统，完成模拟量控制的各种数据形式之间的转换以及数码管显示器应用等目的。 变频器模块处的10V电源及4.7K电位器； CPU224模块上面的模拟量输入输出模块； 抢答器数码管显示模块； 天塔之光模块。 设计要求： 正确连接PLC的模拟量输入模块，获得0~10V之间的模拟电压输入； 正确连接PLC与抢答器数码管显示模块的连线； 调节电位器获得0~10V间连续变化的电压信号；当输入电压为0~1V之间时，数码显示“0”；当输入电压为1~2V之间时，数码显示“1”；依次类推，数码显示0~9之间数据；并且随着电位器的变化天塔之光闪烁的频率也随之变化，从而实现模拟量向数字量的转变及控制； 通过对开关量的控制，实现四位抢答器的设计。 设计方案 在S7-200的编程软件上，用数据转移及传送指令将模拟量转化成数据量，调节模拟量可以显示数码管0，1,2,3,4,5,6,7,8,9。同时通过模拟量的变化及子程序的调用，用定时器作为媒介实现对天塔之光闪烁频率的控制，每一个数码管显示的数字代表一种闪烁频率即模拟量从大到小变化天塔之光的闪烁频率也随之增加。然后由开关量，关断主程序，调用第二个子程序，有数码管显示器组成的四位抢答器开始工作，并且在开始抢答的过程中，抢答按钮SQ1、SQ2、SQ3、SQ4其中的任意一个抢先按下其它的都不工作，直到按下复位按钮开始新一轮的抢答，并且数码管会显示抢先按下按钮所在位置的数字并保持。 第二章 系统总体方案设计 该章节主要介绍实验所需各实验模块的组成及工作原理，主要包括变频器、数码管、天塔之光LED等。除此之外，还介绍了PLC在实验过程中其输入和输出端口的分配方式，以及在实验过程中的具体使用。 2.1节 硬件的配置及组成原理 2.1.1 变频器的工作原理及应用 变频器是将工频电源转换成任意频率、任意电压交流电源的一种电气设备，变频器的使用主要是调整电机的功率、实现电机的变速运行。变频器的组成主要包括控制电路和主电路两个部分，其中主电路还包括整流器和逆变器等部件。 变频器的工作原理是通过控制电路来控制主电路，主电路中的整流器将交流电转变为直流电，直流中间电路将直流进行平滑滤波。最后，逆变器将直流电在转换为所需频率和电压的交流电，部分变频器还会在电路内加入CPU等部件，来进行必要的转矩运算。 变频器的工频电源一般是50HZ或60HZ，无论是在家用领域或生产领域，工频电源的频率和电压都是恒定不变的。以工频电源工作的电机在调速时可能会造成功率的下降，而通过变频器的调整，电机在调速时就可以减少功率损失。 2.1.2数码管及LED 数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管按段数分类分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）。按发光二极管连接方式分为共阳极和共阴极数码管。 数码管应用十分的广泛。特别是在工业控制中有着广泛的应用，例如用来显示温度、数量、重量、日期和时间等，具有显示醒目、直观的有点。除此之外，家电领域也有广泛的应用，如显示屏、空调、热水器、冰箱等等。 LED发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光。LED的心脏是一个半导体晶片，半导体晶片是LED具备了放光的功能。 LED具有抗震耐冲击、光响应速度快、省电和寿命长及发光频率高、无干扰等特点。所以它广泛的应用于显示屏、交通信号光源、汽车用灯及电子产品等领域。 2.1.3使用各硬件时应注意的问题 变频器在使用时应注意： （1）环境温度。温度过高切温度变化较大时，会降低其绝缘性，甚至造成短路。 （2）工作温度。为保证正常，工作温度应控制在40摄氏度以下。 （3）腐蚀性气体。环境中的腐蚀性气体，会腐蚀是元器件，造成变频器损坏。 数码光和LED在使用时，需要使其具有恒定的工作电流，采用横流驱动电路可防止短时间的电流过载也可能对其造成永久性损坏。所以在使用过程中应特别注意。 2.2 系统的变量定义及分配 图(a) 图（b） 就本实验而言，下面着重介绍各模块的系统变量和I/O端口的分配。 由于变频器在使用的过程中，能够通过某些指令，直接将模拟