微型plc系统设计与研究

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1、2015年5月机械设计与制造工程Mav．2015第44卷第5期MachineDesignandManufacturingEngineeringV01．44No．5DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．05．015微型PLC系统设计与研究曹冬梅(钟山职业技术学院工业与信息化学院，江苏南京210049)摘要：以单片机为核心，通过PLC指令读入、程序编辑，在进行逻辑处理后采用继电器输出方式控制外设，实现微型PLC控制功能。其系统硬件包括IAP15F2K61S2单片机、LCD液晶显示、键盘、系统的存储器、输入输出接口电路和电源等部件，软件部分主要由存

2、储器Ic模块、键盘模块、LCD液晶显示模块、menu菜单模块、主程序和时钟模块等构成。系统针对微型PLC完成了逻辑运算、移位、定时等指令的编辑开发，实现了对数据的输入、输出及控制功能。关键词：微型可编程逻辑控制器系统；西门子；工业自动化中图分类号：I'P36文献标志码：B文章编号：2095—509X(2015)05—0065—03随着微型可编程逻辑控制器(Programmable阶段自身的循环扫描工作方式实现系统功能。LogicController，PLC)技术的迅速发展，应用领域本文微型PLC系统设计方案如图1所示。的逐步扩大⋯，其产品结构也在不断改进，使其具有功能多样

3、化、可靠性高、价格低等优点。微型

4、嚣毫i≈＼键盘＼PLC具有极高的性能价格比，在日常生产中，可以储以有限的投入得到超值的效益，因此研究微型PLC}器}■纛If接220V电源1{里皇l系统具有非常重要的经济和工程意义。本文设计开发了一种微型PLC系统，该微型PLC系统由程序编辑器和控制执行器两部分组成。图1微型PLC系统设计方案程序编辑器主要通过键盘操作完成对PLC语句表指令输入、修改等编辑功能，并在LCD上进行显微型PLC程序编辑器主要由硬件和软件两部示。编辑后，可将输入的程序保存至存储器，供微分构成。硬件部分包括单片机模块、存储器模块、型PLC控制执行器使用；控制执行器

5、执行单元读键盘模块、LCD液晶显示模块；软件部分主要是取存储指令后，根据I／O口的输入信号，进行逻辑在硬件电路基础上实现程序输入、编辑与显示功处理，处理后通过继电器控制外设，实现PLC控制能。微型PLC系统程序编辑器组成结构如图2所功能。示，控制执行器结构如图3所示。1系统总体设计

6、阍通过对国内外PLC结构组成及工作原理调研发现，PLC基本组成主要包括中央处理模块(CPU)、存储器模块、输输出(I／O)模块、电源一-、模块及外部设备(如编程器)等J。PLC的输入部分采集输入信号，输出部分就是系统的执行部分，臣亟圜由输入采样刷新、用户程序执行和输出刷新这3个图2程序编辑器组

7、成结构图收稿日期：2015—04—04基金项目：江苏省高等学校2014年大学生创新创业训练计划立项项目(201412922001Y)；2012年度江苏省高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师培养对象作者简介：曹冬梅(1978一)，女，江苏通州人，钟山职业技术学院副教授，主要从事工业自动化研究。·65·2015年第44卷机械设计与制造工程振荡器和定时器产生系统时基信号，提供系统10ms的时基信号，实现系统各功能模块协调工作。罂2．2控制执行器软件设计PLC工作过程一般分为数据输入采样、用户程[序执行和输出刷新3个阶段。完成上述3个阶段的工作称作一个扫描周期。在整个扫描周期运臣固行

8、期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行图3控制执行器结构组成上述3个阶段的工作。执行器软件主要分为主程单片机的主要作用是对键盘、LCD和存储器序模块、存储器12C程序模块、I／O程序模块、时钟的控制；LCD主要用于对程序编辑、保存等人机交程序模块4大部分。互信息进行显示；键盘的主要作用是对编辑器程序main主程序(mcu2一main．C)主要包含对LD、的录入、读写与保存操作；存储器主要用于存储程LDN、A、AN、0、ON、=、TON、SHRB、END等指令的序，便于程序在编辑器和控制执行器间传输。定义，对I、Q、M、T等元器件变量的定义，端口初始化，程序执行，输出

9、和扫描周期的控制等。main主2系统软件设计程序的流程图如图5所示。系统软件设计主要是围绕微型PLC系统设计中程序编辑器和控制执行器两大模块，采用KeilC51进行系统软件开发，程序设计模块化，具有可共享、便于功能扩展及易维护等特点【5J。2．1程序编辑器软件设计主程序(mcul—main．C)调用各个功能子程序模块，实现程序输入、显示与编辑以及常量定义、变量定义、端口初始化、开机界面显示、菜单事件处理、按键处理和显示屏刷新等功能，流程图如图4图5main主程序流程图所示。存储器I。C程序模块主要包含IC总线驱动开机初始化程序