畢業(yè)設(shè)計(jì)十人投票機(jī)的設(shè)計(jì)與制作

1、 十人投票機(jī)的設(shè)計(jì)與制作 摘要：投票是決策的一種方法，群體經(jīng)過(guò)討論或辯論，最后通常在特定紙張上標(biāo)示出投票者的立場(chǎng)，然后投交大會(huì)作點(diǎn)算。除了投票，共識(shí)決策法和賭博也是決策的方法。自古以來(lái)，人類(lèi)就有投票以表決。一直以來(lái)大都是以人工的方式投票，檢票。近年來(lái)，現(xiàn)代自動(dòng)化的發(fā)展，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了許多便利，可編程控制器（plc）憑借其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、使用方便、編程方便、體積小等優(yōu)勢(shì)，在問(wèn)世后迅猛發(fā)展，成為自動(dòng)化技術(shù)的重要組成。于是，plc控制的自動(dòng)投票機(jī)，隨著plc的發(fā)展，人們的需求，應(yīng)運(yùn)而生。投票機(jī)的自動(dòng)化減少了大量人工檢票的時(shí)間，降低了成本，提高了效率。關(guān)鍵詞：成本；自動(dòng)化；效率目前我國(guó)

2、的投票表決都是采用人工檢票的方式，這種方法既落后又效率低。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)持續(xù)高速發(fā)展，現(xiàn)代自動(dòng)化的發(fā)展給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了許多便利，plc控制的自動(dòng)投票機(jī)隨著plc的發(fā)展，人們的需求，應(yīng)運(yùn)而生。投票機(jī)的自動(dòng)化減少了大量人工檢票的時(shí)間，降低了成本，提高了效率。一、可編程控制器簡(jiǎn)介可編程控制器（programmable controller）簡(jiǎn)稱(chēng)pc。個(gè)人計(jì)算機(jī)（personal computer）也簡(jiǎn)稱(chēng)pc。為了避免混淆，人們將最初用于邏輯控制的可編程控制器叫做plc（programmable logic controller）。plc是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作

3、的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。plc及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?？删幊炭刂破魇恰皵?shù)字運(yùn)算操作的電子裝置”，其中帶有“可以編制程序的存儲(chǔ)器”，可以進(jìn)行“邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算”工作，可以認(rèn)為可編程控制器具有計(jì)算機(jī)的基本特征。事實(shí)上可編程控制無(wú)論從內(nèi)部構(gòu)造、功能及功能原理上看都不折不扣的是計(jì)算機(jī)。可編程控制器是“為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用”而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。工業(yè)環(huán)境和一般辦公環(huán)境有很大的

4、區(qū)別，plc具有特殊的構(gòu)造，使它能在高粉塵、高噪音、強(qiáng)電磁干擾和溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作。為了能控制“機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程”，它又要能“易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體”這些都是個(gè)人計(jì)算機(jī)不可能做到的。因此可編程控制器不是普通的計(jì)算機(jī)，它是一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用的計(jì)算機(jī)?？删幊炭刂破髂芸刂啤案鞣N類(lèi)型”的工業(yè)設(shè)備及生產(chǎn)過(guò)程。它“易于擴(kuò)展其功能”，它的程序能根據(jù)控制對(duì)象的不同要求，讓使用者“可以編制程序”。也就是說(shuō)可編程控制器較其以前的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有更大的靈活性，它可以方便的應(yīng)用在各種場(chǎng)合，是一種通用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。plc憑借其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、使用方便、編程方便、體積小等優(yōu)勢(shì)，在問(wèn)世后迅猛發(fā)

5、展，成為自動(dòng)化技術(shù)的重要組成。plc更多地具有計(jì)算機(jī)功能，不僅用邏輯編程取代硬接線(xiàn)邏輯，還增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和處理等功能，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置，而且做到了小型化和超小型化。目前在世界先進(jìn)工業(yè)國(guó)家plc已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，它的應(yīng)用幾乎覆蓋了所有工業(yè)，作為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（plc技術(shù)、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造）之一的plc技術(shù)，將會(huì)躍居主導(dǎo)地位。二、十人投票機(jī)的控制功能（一）基本內(nèi)容 設(shè)計(jì)一個(gè)由cpm2a控制的投票機(jī)設(shè)備，在啟動(dòng)設(shè)備后，撥通計(jì)票開(kāi)關(guān)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，此時(shí)需在5s內(nèi)完成投票（贊成與不贊成），請(qǐng)按相應(yīng)的按鈕（如贊成：按綠色按鈕，若反對(duì)：按紅色按鈕）。每人按完會(huì)有

6、對(duì)應(yīng)藍(lán)燈亮，表示其成功投票。計(jì)票開(kāi)關(guān)撥通5s后立即顯示投票結(jié)果，若1）紅燈亮：表示不通過(guò)（即反對(duì)人數(shù)較多)；2）黃燈亮：表示同票（即贊成與反對(duì)人數(shù)相等)；3）綠燈亮：表示通過(guò)（即贊成人數(shù)較多）。當(dāng)投票結(jié)果顯示后，就不再接受任何信息，即使再次投票顯示燈仍不會(huì)改變其結(jié)果。按下歸零按鈕，所有的顯示燈熄滅，此時(shí)可再次進(jìn)行投票。（二）工作過(guò)程十人投票機(jī)的工作過(guò)程如下：l 啟動(dòng)設(shè)備l 撥通計(jì)票開(kāi)關(guān)，開(kāi)始計(jì)時(shí)5sl 投票（如贊成：按綠色按鈕，若反對(duì)：按紅色按鈕)，對(duì)應(yīng)藍(lán)燈亮l 5s到，輸出結(jié)果（紅燈亮，不通過(guò)；黃燈亮，通票；綠燈亮，通過(guò)）l 關(guān)閉計(jì)票開(kāi)關(guān)l 按下清零按鈕l 準(zhǔn)備進(jìn)行下一次投票（三）設(shè)計(jì)流程十

7、人投票機(jī)的設(shè)計(jì)主要分為軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)兩大部分。軟件部分包括程序的編寫(xiě)和調(diào)試，硬件部分包括元器件、材料的選購(gòu)與裝接。具體設(shè)計(jì)流程如圖1所示。圖1 藥品成型設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖三、硬件設(shè)計(jì)（一）所需器件及材料塑料板、電路板、端子板、導(dǎo)線(xiàn)、限流電阻（1.5k）、限流電阻（2.7k）、發(fā)光二極管、按鈕、開(kāi)關(guān)。（二）控制系統(tǒng)布局圖和實(shí)物圖1布局圖十人投票機(jī)布局圖如圖2所示。圖2 十人投票機(jī)布局圖2實(shí)物圖十人投票機(jī)實(shí)物圖如圖3所示。圖3 十人投票機(jī)實(shí)物圖四、軟件設(shè)計(jì)（一）i/o分配表十人投票機(jī)plc控制器i/o分配表見(jiàn)表1、表2。表1 輸入分配表名稱(chēng)輸入點(diǎn)編號(hào)計(jì)票開(kāi)關(guān)（sq）00000清零按鈕（sb

8、1）000001號(hào)綠色按鈕（贊成）（sb2）000011號(hào)紅色按鈕（反對(duì)）（sb3）001012號(hào)綠色按鈕（sb4）000022號(hào)紅色按鈕（sb5）001023號(hào)綠色按鈕（sb6）000033號(hào)紅色按鈕（sb7）001034號(hào)綠色按鈕（sb8）000044號(hào)紅色按鈕（sb9）001045號(hào)綠色按鈕（sb10）000055號(hào)紅色按鈕（sb11）001056號(hào)綠色按鈕（sb12）000066號(hào)紅色按鈕（sb13）001067號(hào)綠色按鈕（sb14）000077號(hào)紅色按鈕（sb15）001078號(hào)綠色按鈕（sb16）000088號(hào)紅色按鈕（sb17）001089號(hào)綠色按鈕（sb18）000099號(hào)紅色

9、按鈕（sb19）0010910號(hào)綠色按鈕（sb20）0001010號(hào)紅色按鈕（sb21）00110表2 輸出分配表名稱(chēng)輸出點(diǎn)編號(hào)綠燈（通過(guò)）01000黃燈（通票）01001紅燈（不通過(guò)）010021號(hào)投票指示燈010032號(hào)投票指示燈010043號(hào)投票指示燈010054號(hào)投票指示燈010065號(hào)投票指示燈010076號(hào)投票指示燈011007號(hào)投票指示燈011018號(hào)投票指示燈011029號(hào)投票指示燈0110310號(hào)投票指示燈01104（二）plc外部接線(xiàn)圖十人投票機(jī)plc外部接線(xiàn)圖如圖4所示。圖4 十人投票機(jī)plc外部接線(xiàn)圖（三）程序設(shè)計(jì)與分析1開(kāi)始投票、延時(shí)程序 開(kāi)始投票、延時(shí)程序梯形圖如圖

10、5所示。圖5 開(kāi)始投票、延時(shí)程序梯形圖當(dāng)按下計(jì)票開(kāi)關(guān)時(shí)，00000常開(kāi)得電閉合，發(fā)出計(jì)票信號(hào)，使時(shí)間繼電器tim000得電工作。時(shí)間繼電器tim000構(gòu)成5s投票延時(shí)程序。2計(jì)票開(kāi)關(guān)控制的il/ilc分支程序計(jì)票開(kāi)關(guān)控制的il/ilc分支程序梯形圖如圖5、圖8所示。當(dāng)按下計(jì)票開(kāi)關(guān)時(shí)，00000常開(kāi)得電閉合，發(fā)出計(jì)票信號(hào)，啟動(dòng)il/ilc分支程序。il/ilc分支程序控制投票按鈕的輸入與投票指示燈的輸出。3十人投票程序十人投票程序梯形圖如圖6、圖7所示。圖6 十人投票程序梯形圖圖7 十人投票程序梯形圖計(jì)票開(kāi)關(guān)啟動(dòng)后5s內(nèi)，時(shí)間繼電器tim000未得電閉合，由于00000啟動(dòng)il分支，故可以投票。

11、如：1號(hào)投贊成，則按下1號(hào)的綠色按鈕（贊成），00001常開(kāi)得電。由于20003，tim000初始常閉得電，繼而輔助繼電器20001閉合，使輔助繼電器20001的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合自鎖。由于20001與20101互鎖，所以此時(shí)1號(hào)的紅色按鈕（00101）無(wú)效。5s后，時(shí)間繼電器tim000得電，時(shí)間繼電器tim000的常閉得電斷開(kāi)，20001無(wú)法得電。4十人投票機(jī)投票指示燈程序十人投票機(jī)投票指示燈程序梯形圖如圖8所示。 圖8 十人投票投票指示燈程序梯形圖計(jì)票開(kāi)關(guān)啟動(dòng)后5s內(nèi)，時(shí)間繼電器tim000未得電閉合，由于00000啟動(dòng)il分支，故可以投票，如：1號(hào)投贊成，則按下1號(hào)的綠色按鈕（00001），

12、繼而輔助繼電器20001閉合，使輔助繼電器20001的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合自鎖。由于輔助繼電器20001與20101互鎖，所以此時(shí)1號(hào)的紅色按鈕（00101）無(wú)效。此時(shí)輔助繼電器20001常開(kāi)閉合，繼而輸出繼電器01003通電，1號(hào)投票指示燈亮。5投票開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)程序投票開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)程序梯形圖如圖9所示。圖9 投票開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)程序梯形圖計(jì)票開(kāi)關(guān)啟動(dòng)后5s內(nèi)，時(shí)間繼電器tim000未得電閉合，由于00000啟動(dòng)il分支，故可以投票，如：1號(hào)投贊成，則按下1號(hào)的綠色按鈕（00001），繼而輔助繼電器20001閉合，繼而通過(guò)上升沿指令使輔助繼電器20201獲得一個(gè)脈沖。6投票信

13、號(hào)累加器程序投票信號(hào)累加程序梯形圖如圖10所示。圖10 投票信號(hào)累加程序梯形圖計(jì)票開(kāi)關(guān)啟動(dòng)后5s內(nèi)，時(shí)間繼電器tim000未得電，由于00000啟動(dòng)il分支，故可以投票，如：1號(hào)投贊成，則按下1號(hào)的綠色按鈕（00001），繼而輔助繼電器20001閉合，繼而通過(guò)上升沿指令使輔助繼電器20201獲得一個(gè)脈沖。進(jìn)而通過(guò)inc指令輸出hroo加一。7投票結(jié)束定時(shí)器開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)程序投票結(jié)束定時(shí)器開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)程序梯形圖如圖11所示。圖11 投票結(jié)束定時(shí)器開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)程序梯形圖計(jì)票開(kāi)關(guān)啟動(dòng)5s后，時(shí)間繼電器tim000得電，使時(shí)間繼電器tim000常開(kāi)觸頭閉合，繼而輔助繼電器2

14、0501獲得一個(gè)脈沖。8贊成反對(duì)比較程序贊成反對(duì)比較程序梯形圖如圖12所示。圖12 贊成反對(duì)比較程序梯形圖計(jì)票開(kāi)關(guān)啟動(dòng)5s后，時(shí)間繼電器tim000得電，使時(shí)間繼電器tim000常開(kāi)觸頭閉合，繼而輔助繼電器20501獲得一個(gè)脈沖。繼而比較指令cmp執(zhí)行比較hr00與hr01一次。9結(jié)果輸出顯示程序結(jié)果輸出顯示程序梯形圖如圖13所示。圖13 結(jié)果輸出顯示程序梯形圖計(jì)票開(kāi)關(guān)啟動(dòng)5s后，時(shí)間繼電器tim000得電，使時(shí)間繼電器tim000常開(kāi)觸頭閉合，繼而輔助繼電器20501獲得一個(gè)脈沖。繼而比較指令cmp執(zhí)行比較hr00與hr01一次。繼而如果當(dāng)贊成人數(shù)大于反對(duì)人數(shù)時(shí)，標(biāo)志位25505為no，輔助

15、繼電器20401得電，輔助繼電器20401常開(kāi)得電閉合，同時(shí)由于互鎖，輔助繼電器20402、20403不能得電。贊成人數(shù)等于，小于反對(duì)人數(shù)時(shí)，以此類(lèi)推。五、綜合調(diào)試操作過(guò)程如下：l 啟動(dòng)plc。l 撥通計(jì)票按鈕，啟動(dòng)定時(shí)器tim000，5s內(nèi)允許投票。贊成按綠色按鈕，反對(duì)按紅色按鈕，投票后，投票指示燈亮。l 5s到，結(jié)束投票，此時(shí)無(wú)法投票，輸出顯示投票結(jié)果，綠色led為通過(guò)，黃色led為通票，紅色led為不通過(guò)。l 按下清零按鈕，輸出顯示燈滅。l 關(guān)斷計(jì)票開(kāi)關(guān)。l 此時(shí)可以重新開(kāi)始。反復(fù)測(cè)試后，方可通過(guò)。調(diào)試流程圖如圖14所示。圖14 調(diào)試流程圖六、總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是藥品成型設(shè)備控制系統(tǒng)

16、的設(shè)計(jì)，主要是利用plc時(shí)間繼電器和計(jì)數(shù)器的使用，自動(dòng)控制設(shè)備系統(tǒng)各個(gè)階段的工作。通過(guò)plc與共陰極數(shù)碼管的通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)藥品數(shù)量的外部顯示。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便、靈活，具有較好的實(shí)際價(jià)值和使用性。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際，與具體項(xiàng)目、課題相結(jié)合開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問(wèn)題怎樣用理論去解決。在本次設(shè)計(jì)中，我們還需要大量的以前沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)，于是圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)資料成了我們很好的助手。在查閱資料的過(guò)程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識(shí)，不知不覺(jué)中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識(shí)是有限的，在以后的工

17、作中我們肯定會(huì)遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會(huì)使我受益匪淺。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，總是遇到這樣或那樣的問(wèn)題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來(lái)了。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了信心。參考文獻(xiàn)1宮淑貞，徐世許.可編程控制器原理及應(yīng)用m.人民郵電出版社，2007.79-80.2 俞國(guó)亮.plc原理及應(yīng)用m.清華大學(xué)出版社，2005.99-103.3 高勤.電器及plc控制技術(shù)m.高等教育出版社，2000.79-81.4 劉茂祥.對(duì)膠帶機(jī)輸送線(xiàn)控制程序的改進(jìn)j.人民長(zhǎng)江，1998.32-34.5 廖常初.plc基礎(chǔ)及應(yīng)用m.機(jī)械工業(yè)出版社，2001.48-50.6 嚴(yán)盈富.plc入門(mén)m.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.57-60.7程周.電氣控制與plc原理及應(yīng)用m.電子工業(yè)出版社，2006.106-109.8 張萬(wàn)忠.可編程控制器入門(mén)及