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【摘要】本文介绍了控制校园电铃运行的基本形式。在现代这个对教育十分重视的社会里，通过在学校设置并有效地控制校园电铃以此对全天的上课和休息时间进行有效的控制和调整是十分重要的。随着社会经济的快速发展，早期的人工口哨控制学生作息时间已经不能适应现代快节奏的教育变化。如何改善校园作息时间系统使其适应现代教育新发展的要求，已经成为竟相研究的课题。
本设计中采用德国西门子公司S7系列PLC对校园电铃进行控制。通过设计启动和停止按钮控制程序的计时和运行。同时，在本设计中引入二十四小时定时程序，使次日程序正常运行而无需人工重新启动，以此提高控制系统的工作效率并使控制系统更趋于人性化。本设计显示采用西门子S7系列PLC 对校园电铃进行控制，程序运行可靠且编制简便易行。同时其内部定时器资源丰富，可对校园电铃进行精确控制。
【关键词】PLC（可编程控制器）；电铃；控制系统
目    录
第一章  绪论 3
第一节  校园电铃的产生和发展 4
第二节  PLC控制校园电铃的发展现状及前景 5
第二章  PLC的基础知识 6
第一节  PLC的产生与发展 6
第二节  PLC的组成与各部分的作用 10
第三节  PLC的工作原理 11
第四节  PLC的编程语言介绍 13
第三章  S7-200系列PLC的规格及系统构成 15
第一节  概述 15
第二节  S7-200寻址与基本指令 16
第三节  定时器和计数器 19
第四节  高速脉冲输出 20
第五节  PLCSIM简介 20
第四章  基于S7-200 PLC的校园电铃控制程序设计 21
第一节  总体设计方案分析 21
第二节  PLC控制校园电铃的I/O地址分配 22
第五章  校园电铃控制程序调试 23
第一节  PLC控制校园电铃工作的详细过程 23
第二节  PLC控制校园电铃的程序流程图 23
第三节  PLC控制校园电铃关键程序设计 25
第四节  PLC的选型及硬件连接 29
总结 31
参考文献 32
附录 33
附录一  梯形图总图及STL程序 33
第二节  PLC的组成与各部分的作用
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。其它部件有：
（一）  I/O模块
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
常用的I/O分类如下：
开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用I/O外，还有特殊I/O模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
（二）  电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。
（三）  底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。
（四）  PLC系统的其它设备
1．编程设备
编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我们系统的上位机。
2．人机界面
最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。
（五）  PLC的通信联网
PLC的通信联网依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出“网络就是控制器”的观点说法。PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点接口（MPI）的数据通讯、PROFIBUS 或工业以太网进行联网。
第三节  PLC的工作原理
最初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器和接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的：
1．继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，则该继电器所对应的触点（包括其常开触点或其常闭触点）在继电器控制线路的所有位置上都会立即同时动作。
2．PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，则该线圈的所对应的触点(包括其常开触点或其常闭触点)不会立即动作，而是等CPU扫描到该触点时才会动作。
为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100ms，因此，PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式---扫描技术。这样在对于I/O响应要求不高的场合，PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。
一、  扫描技术
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。