Siebensegmentanzeige: Ziffern mit 7-Segmentanzeiger darstellen
- Anzeige von Zahlen und Buchstaben mit einer 7-Segmentanzeige
Eine 7-Segmentanzeige besteht aus sieben Segmenten (a bis g). Je nach Beleuchtung der einzelnen Segmente können Zahlen und Buchstaben dargestellt werden. Leuchtet beispielsweise a, b, c, d, g, wird eine 3 an der Anzeige dargestellt.
Für eine Beispielaufgabe sollen mit einer Siebensegmentanzeige die Ziffern 0 bis 9 sowie die Buchstaben A bis F darstellbar sein. Hierfür soll eine geeignete Steuerung entwickelt werden. Für die Darstellung sind 4 Schalter, S4 bis S1, vorhanden. Damit kann man die notwendigen 16 Kombinationen im 8-4-2-1 Code darstellen. Wenn z.B. die Schalter S4 und S3 aus sind, Schalter S2 und S1 sind eingeschaltet, ergibt die Zahl 3.
Für diese Aufgabe ergibt sich folgende Aufgabenstellung:
- Erstellen einer Zuordnungstabelle der Eingänge und Ausgänge.
- Erstellen einer Schaltwerttabelle.
- Ermitteln der Schaltfunktionen für jedes Segment in disjunktiver Normalform mit Hilfe der Schaltwerttabelle.
- Vereinfachen einer Schaltfunktion mit den Regeln der Schaltalgebra oder mit Hilfe von KV-Diagrammen.
- Erstellen eines Projekts in Step7.
- Erstellen einer Symboltabelle.
- Erstellen des Programms.
- Testen und Simulieren mit PLCSIM.
7-Segmentanzeige mit Vergleicher realisieren
Dieselbe Aufgabe könnte man auch mit Vergleichern lösen. Der Weg wäre sogar viel schneller als über die Schaltfunktionen. Um den Lernstoff für Grundverknüpfungen zu festigen, sollte man die 7-Segmentanzeige jedoch wie in der obigen Aufgabenstellung mit Hilfe von Schaltwerttabellen und Grundverknüpfungen realisieren. Danach sollte man die Aufgabe mit Hilfe von Vergleichern lösen. So hat man beide Methoden kennen gelernt. Für die Realisierung der Steuerungslösung mit Vergleichern ergibt sich folgende Aufgabenstellung:
- Erstellen einer Zuordnungstabelle der Eingänge und Ausgänge.
- Erstellen eines Projekts in Step7.
- Erstellen einer Symboltabelle.
- Erstellen des Programms mit Hilfe von Vergleichern.
- Testen und Simulieren mit PLCSIM.
7-Segmentanzeige mit nur einem Taster
In den ersten beiden Aufgaben gehen wir davon aus, dass wir die vier Schalter S1 bis S4 haben. Man kann diese Aufgabe nun umwandeln und versuchen, sie mit nur einem Taster zu realisieren. Man stelle sich vor, die 4 Schalter sind entfernt und stattdessen hat man jetzt nur noch einen Taster. Grundstellung der Anzeige ist 0. Bei jedem Betätigen des Tasters soll die Anzeige um 1 hochzählen. Sobald die Anzeige bei F angelangt ist, soll die Anzeige beim nächsten Betätigen wieder auf 0 springen.
Lösungsansätze für die Steuerung mit nur einem Taster:
Für diese Aufgabenstellung gibt es wieder mehrere Möglichkeiten. Eine einfache Variante ist, jede Betätigung des Tasters über einen Zähler zählen zu lassen und den Zählerstand mit Vergleichern zu vergleichen. Je nach Zählerstand sollen die Ausgänge ein Signal 1 liefern.
Die nächste Möglichkeit ist die Realisierung über Binäeruntersetzer. Die dritte Möglichkeit ist, eine Ablaufsteuerung mit Speichergliedern oder direkt in S7-Graph zu erstellen.
Für die Realisierung einer Ablaufsteuerung mit S7-Graph ergibt sich folgende Aufgabenstellung:
- Bestimmen der Zuordnungstabelle der Eingänge und Ausgänge.
- Erstellen einer Symboltabelle in Step7 auf der Grundlage der Zuordnungstabelle.
- Erstellen des Funktionsbaustein in Step7 und erstellen der Ablaufsteuerung.
- Aufruf des Funktionsbausteinim OB1.
- Testen des Programmes in S7-PLCSIM.