资源简介

(共18张PPT)
项目三
应用PLC实现各种简易的灯光控制
任务二
PART TWO
七段数码管显示的PLC控制
（1）掌握三菱FX系列PLC编程设计方法。
（2）会根据七段数码管显示的PLC控制要求进行程序设计。
（3）能安装、调试运行七段数码管显示的PLC控制线路。
任务目标
（1）了解三菱FX系列PLC编程技术经验设计方法，了解七段数码管显示的PLC控制原理。
（2）按七段数码管显示的PLC控制要求画出I/O分配表。
（3）PLC硬件连接。
（4）按要求编制PLC程序。
（5）经指导教师初检后，通电检验并调试。
任务清单分析
数码管价格便宜，使用方便，通过对其不同的管脚输入相对的电流使其发亮，从而显示出数字，能够显示时间、日期、温度等可用数字表示的参数。其在电器特别是家电领域应用广泛，如显示屏、空调、热水器、冰箱等。数码管在工业控制中也有着广泛的应用，如用来显示温度、数量、重量、日期、时间；还可以用来显示比赛的比分等，具有显示醒目、直观的优点。
在生产或生活中，常用七段数码管作为数字显示器件，那么七段数码显示的PLC控制如何实现呢？
任务提出
一、三菱FX系列PLC编程技术逻辑法
逻辑法就是应用逻辑代数以逻辑组合的方法和形式设计程序。逻辑法的理论基础是逻辑函数，逻辑函数就是逻辑运算与、或、非的逻辑组合。因此，从本质上来说，PLC梯形图程序就是与、或、非的逻辑组合，也可以用逻辑函数表达式来表示。
1.基本方法
用逻辑法设计梯形图，必须在逻辑函数表达式与梯形图之间建立一种一一对应关系，即梯形图中常开触点用原变量（元件）表示，常闭触点用反变量（元件上加一小横线）表示。触点（变量）和线圈（函数）只有两个取值（“1”与“0”），1表示触点接通或线圈有电，0表示触点断开或线圈无电。触点串联用逻辑“与”表示，触点并联用逻辑“或”表示，其他复杂的触点组合可用组合逻辑表示，它们的对应关系见表3-3。
知识链接
2.逻辑法编程设计步骤
（1）通过分析控制要求，明确控制任务和控制内容。
（2）确定PLC的软元件（输入信号、输出信号、辅助继电器M和定时器T），画出PLC的外部接线图。
（3）将控制任务、要求转换为逻辑函数（线圈）和逻辑变量（触点），分析触点与线圈的逻辑关系，列出真值表。
（4）写出逻辑函数表达式。
（5）根据逻辑函数表达式画出梯形图。
（6）优化梯形图。
二、七段数码管
数码管是半导体发光器件，可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用于显示小数点的发光二极管单元DP（decimal point）。数码管的基本单元是发光二极管。
1.七段数码管的外形和引脚排列
LED七段数码管的外形和引脚排列如图3-27所示。数码管呈“日”字形排列，共由七段（a、b、c、d、e、f、g）能够发光的管子组成。当显示“1”时，b、c段的管子亮；当显示“2”时，a、b、g、e、d段的管子亮；以此类推，七段数码管可显示0~9任何一个数字。
图3-27LED七段数码管的外形和引脚排列
2.LED数码管的连接方式
LED数码管（LED segment displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字形的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔画、公共电极。LED数码管的连接方式有共阳极和共阴极（见图3-28）两种。了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。
图3-28LED数码管共阴极的连接方式示意图
任务实施
七段数码显示的PLC控制内容如下。
（1）控制要求。设计一个用PLC基本逻辑指令来控制七段数码管（共阴极，且已串接了限流电阻）循环显示数字0~9的控制系统。其控制要求如下。
①程序开始后显示0，延时T秒，显示1，延时T秒，显示2，……，延时T秒，显示9，延时T秒，再显示0，如此循环不止。
②按停止按钮时，程序无条件停止运行。
任务实施
（2）绘制I/O分配表。在教师指导下，逐一根据以上七段数码管循环显示的PLC控制要求正确分配PLC的输入输出端口，并填入表3-4中，数码管图如图3-29所示。
图3-29数码管图
任务实施
（3）根据I/O分配表绘制PLC接线图，对PLC进行硬线外部连接。PLC接线图如图3-30所示，PLC连接工艺要求如下。
①元器件布置合理，安装坚固，便于走线。
②连接导线除按钮、PLC端口通过接线端子采用BVR软线并扎成线束外，其余接线桩头均采用BV塑铜线，且要求走线横平竖直，线路改变方向互成直角，接点紧固，无交叉、反圈、压皮、露铜过长等现象。
图3-30七段数码管的PLC接线图
任务实施
（4）教师巡回指导学生正确使用GX编程软件上机编程，并指导学生编程梯形图，如图3-31所示。
（5）巡回指导学生对PLC程序进行传送、监控、调试并运行程序。
图3-31七段数码管的PLC梯形图
能力测试
七段数码管显示的PLC控制任务测评标准见表3-5。
按如下控制要求设计PLC控制程序。
（1）按下按钮SB1，显示1；按下SB2，显示2；按下按钮SB3，显示3；按下按钮SB4，显示4，当其中一个数字显示时，再按其他按钮不能显示其他数字，按下复位按钮SB5才可以显示其他数字。
（2）按下按钮SB1，灯L1亮，数码显示1，2 s后灯L1灭，灯L2亮，数码显示2，2 s后灯L2灭，灯L3亮，数码显示3，……，2 s后灯L8灭，灯L9亮，数码显示9，2 s后灯L9灭，灯L8亮，数码显示8，2 s后灯L8灭，灯L7亮，数码显示7，……，2 s后灯L2灭，灯L1亮，数码显示1，如此循环。按下按钮SB2停止。
巩固与练习
按如下控制要求设计PLC控制程序。
（1）按下按钮SB1，显示1；按下SB2，显示2；按下按钮SB3，显示3；按下按钮SB4，显示4，当其中一个数字显示时，再按其他按钮不能显示其他数字，按下复位按钮SB5才可以显示其他数字。
（2）按下按钮SB1，灯L1亮，数码显示1，2 s后灯L1灭，灯L2亮，数码显示2，2 s后灯L2灭，灯L3亮，数码显示3，……，2 s后灯L8灭，灯L9亮，数码显示9，2 s后灯L9灭，灯L8亮，数码显示8，2 s后灯L8灭，灯L7亮，数码显示7，……，2 s后灯L2灭，灯L1亮，数码显示1，如此循环。按下按钮SB2停止。
巩固与练习
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2020

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