PLC課程設(shè)計(jì)四人搶答器

1、學(xué)校代碼;10128學(xué) 號(hào)：201142934015課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目：PLC四人搶答器學(xué)生姓名： 學(xué) 院： 班 級(jí)：指導(dǎo)教師： 二一三年六月十五日目錄第一章 概述11.1 題目背景及應(yīng)用意義11.2 本文內(nèi)容及工作安排2第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)32.1 器件介紹32.2 硬件連接4第三章 軟件設(shè)計(jì)73.1 控制流程73.2 程序設(shè)計(jì)10總結(jié)14參考文獻(xiàn)15第一章 概述1.1 題目背景及應(yīng)用意義隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，實(shí)用搶答器的這一產(chǎn)品是各種競(jìng)賽活動(dòng)中不可缺少的設(shè)備，無(wú)論是學(xué)校、工廠(chǎng)、軍隊(duì)還是益智性電視節(jié)目，都會(huì)舉辦各種各樣的智力競(jìng)賽，都會(huì)用到搶答器?，F(xiàn)在的搶答器具有倒計(jì)

2、時(shí)、定時(shí)、自動(dòng)（或手動(dòng)）復(fù)位、報(bào)警（即聲響提示，有的以音樂(lè)的方式來(lái)體現(xiàn)）、屏幕顯示、按鍵發(fā)光等多種功能。但功能越多的電路相對(duì)來(lái)說(shuō)就越復(fù)雜，且成本偏高，故障高，顯示方式簡(jiǎn)單(有的甚至沒(méi)有顯示電路)，無(wú)法判斷提前搶按按鈕的行為，不便于電路升級(jí)換代。本設(shè)計(jì)要求就是利用PLC作為核心部件進(jìn)行邏輯控制及信號(hào)的產(chǎn)生，用PLC本身的優(yōu)勢(shì)使競(jìng)賽真正達(dá)到公正、公平、公開(kāi)。 可編程控制器（Programmable Logic Controller,簡(jiǎn)稱(chēng)PLC），是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)力方式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)的需要而產(chǎn)生、發(fā)展起來(lái)的一種新型的工業(yè)控制裝置。PLC在我國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)有二十幾年的

3、歷史，隨著目前生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高，以及各種監(jiān)控系統(tǒng)的需要，PLC以其外部電路簡(jiǎn)單、模塊化結(jié)構(gòu)、可靠性高，尤其可以通過(guò)方便的編制和修改軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)順序控制的功能等特點(diǎn)，在工業(yè)的應(yīng)用中越看越廣泛。它將傳統(tǒng)的繼電氣控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)融為一體。智能搶答器就是PLC的應(yīng)用之一?，F(xiàn)在的市場(chǎng)上，各種類(lèi)型的智力競(jìng)賽出現(xiàn)在各種各樣的場(chǎng)合，很多都要用到搶答器，因此，根據(jù)不同的需要，合理的設(shè)計(jì)搶答器并并靈活運(yùn)用很有意義。搶答器，顧名思義就是用于比賽時(shí)，跟對(duì)手比反應(yīng)時(shí)間，四位運(yùn)轉(zhuǎn)快速的新型電器通過(guò)這次設(shè)計(jì)，掌握PLC的原理，了解簡(jiǎn)單多功能搶答器組成原理，初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測(cè)試方法，提高動(dòng)手能力和擺出

4、故障的能力，同時(shí)同本課程設(shè)計(jì)裝配、調(diào)試，提高自己的動(dòng)手能力，鞏固已學(xué)的理論知識(shí)，建立PLC理論與實(shí)踐的結(jié)合，了解多功能搶答器各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而能正確設(shè)計(jì)各單元電路1.2 本文內(nèi)容及工作安排 搶答器由PLC以及外圍電路組成，由于采用PLC，使得外圍電路非常能共享簡(jiǎn)單，但是功能并不比一般的搶答器少。功能描述如下： 1、 開(kāi)始搶答信號(hào)燈光指示及犯規(guī)組號(hào)搶答器具有搶答自鎖。2、 工作模式：手控。 3、 按鈕完成所有功能設(shè)定及各種操作。 4、 準(zhǔn)確分辨偷答功能。 5、 具搶答提示。搶答器工作流程描述 四路搶答器即能使4位參賽隊(duì)員同時(shí)參加搶答。 設(shè)主持人為裁判臺(tái)，參賽隊(duì)員為參賽臺(tái)。主持人

5、有裁判燈，并且設(shè)有裁判臺(tái)開(kāi)始按鈕SB5和復(fù)位按鈕SB6；參賽臺(tái)設(shè)有參賽隊(duì)員搶答按鈕以及參賽臺(tái)燈。1-4號(hào)參賽臺(tái)分別對(duì)應(yīng)按鈕SB3-SB6及參賽臺(tái)信號(hào)燈EL1-EL4。 競(jìng)賽搶答器能適合以下比賽規(guī)則：出題后，各隊(duì)員搶答必須在主持人說(shuō)出“開(kāi)始”并按下裁判臺(tái)的開(kāi)始按鈕SB5后30S內(nèi)搶答。（若有選手在主持人未按下開(kāi)始按鈕就開(kāi)始搶答則報(bào)警）25S時(shí)間到，如無(wú)隊(duì)搶答，則搶答器給出報(bào)警信號(hào)，信號(hào)燈閃爍，信號(hào)燈閃爍5秒后仍無(wú)人搶答，則該題作廢。信號(hào)燈意義如下： 主持人未開(kāi)始，某隊(duì)違規(guī)搶答，該隊(duì)綠燈亮，主持人紅燈亮。 主持人開(kāi)始，主持人綠燈亮，某隊(duì)正常搶答，該隊(duì)綠燈亮。答題完畢后主持人按下復(fù)位按鈕準(zhǔn)備下一輪搶

6、答。第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 器件介紹 PLC與通用計(jì)算機(jī)沒(méi)有什么區(qū)別，只是一臺(tái)增強(qiáng)了I/O功能的可與控制對(duì)象方便連接的計(jì)算機(jī)。其完成控制的實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行IO變換，并將這個(gè)變換物理實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。 1. 輸入寄存器 輸入寄存器可按位進(jìn)行尋址，每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)開(kāi)關(guān)量，其值反映了開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)，其值的改變由輸入開(kāi)關(guān)量驅(qū)動(dòng)，并保持一個(gè)掃描周期。CPU可以讀其值，但不可以寫(xiě)或進(jìn)行修改。 2. 輸出寄存器 輸出寄存器的每一位都表明了PLC在下一個(gè)時(shí)間段的輸出值,而程序循環(huán)執(zhí)行開(kāi)始時(shí)的輸出寄存器的值,表明的是上一時(shí)間段的真實(shí)輸出值。在程序執(zhí)行過(guò)程中,CPU可以讀其值,并作為條件參加控制,還可以修

7、改其值,而中間的變換僅僅影響寄存器的值。只有程序執(zhí)行到一個(gè)循環(huán)的尾部時(shí)的值才影響下一時(shí)間段的輸出，即只有最后的修改才對(duì)輸出接點(diǎn)的真實(shí)值產(chǎn)生影響。 3. 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶(hù)存儲(chǔ)器。系統(tǒng)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的是系統(tǒng)程序，它是由廠(chǎng)家開(kāi)發(fā)固化好了的，用戶(hù)不能更改，PLC要在系統(tǒng)程序的管理下運(yùn)行。用戶(hù)存儲(chǔ)器中存放的是用戶(hù)程序和運(yùn)行所需要的資源，I/O寄存器的值作為條件決定著存儲(chǔ)器中的程序如何被執(zhí)行，從而完成復(fù)雜的控制功能。 4. CPU單元 CPU單元控制著IO寄存器的讀、寫(xiě)時(shí)序，以及對(duì)存儲(chǔ)器單元中程序的解釋執(zhí)行工作，是PLC的大腦。 5. 其它接口單元 其它接口單元用于提供PLC與其它設(shè)備和模塊

8、進(jìn)行連接通信的物理?xiàng)l件。 2.2 硬件連接根據(jù)系統(tǒng)要求和所需要的硬件，系統(tǒng)數(shù)字量輸入點(diǎn)總計(jì)6個(gè)點(diǎn)，輸出點(diǎn)總計(jì)7個(gè)點(diǎn)。綜合考慮到系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，輸入、輸出點(diǎn)留出一定的富裕量。輸入、輸出端子電氣接線(xiàn)圖如圖所示。第三章 軟件設(shè)計(jì)3.1 控制流程本系統(tǒng)中設(shè)有4個(gè)搶答輸入按鈕、7個(gè)輸出指示燈，一個(gè)復(fù)位按鈕、一個(gè)開(kāi)始按鈕。在主持人的主持下,參賽人通過(guò)搶先按下按鈕回答問(wèn)題。首先應(yīng)使用復(fù)位按鈕復(fù)位后做好搶答準(zhǔn)備。當(dāng)主持人說(shuō)開(kāi)始，并同時(shí)按下開(kāi)始按鈕，搶答開(kāi)始,并有三十秒限定時(shí)間。1若搶答者在此前搶先輸入，則屬違規(guī)要予指示該臺(tái)臺(tái)號(hào)，同時(shí)紅燈亮,以便扣分懲罰。2.只有在主持人按下開(kāi)始搶答按鈕后（綠燈亮

9、），搶答者才能搶答，首先按下?lián)尨鹌鞯?，利用指示燈作為指示?.如果在二十五秒時(shí)間內(nèi)各參賽人均不搶答,此時(shí)黃燈閃爍作為警示，到三十秒紅燈亮，提示答題時(shí)間到。4.主持人按下復(fù)位按鈕后，新一輪搶答開(kāi)始。開(kāi)始按鈕并計(jì)時(shí)搶答按鈕復(fù)位是提前搶答紅燈亮報(bào)警搶答成功顯示組數(shù)并斷開(kāi)計(jì)時(shí)回答完畢無(wú)人搶答25秒后黃燈開(kāi)始閃爍5秒，紅燈亮3.2 程序設(shè)計(jì) 根據(jù)要求編寫(xiě)梯形圖如下；總結(jié)在這次設(shè)計(jì)中遇到了很多實(shí)際性的問(wèn)題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中才發(fā)現(xiàn)，書(shū)本上理論性的東西與在實(shí)際運(yùn)用中的還是有一定的出入的。所以有些問(wèn)題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯(cuò)誤思維。電路設(shè)計(jì)是一個(gè)很靈活的東西，它反映了你解決問(wèn)題的邏輯思維和創(chuàng)新能力

10、。它才是一個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂所在。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中大部分時(shí)間是用在單元電路的理解和設(shè)計(jì)上面。很多單元電路是可以借鑒書(shū)本上的，但怎樣銜接各個(gè)單元電路才是關(guān)鍵的問(wèn)題所在。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我能運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)解決我在設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題，使我思考問(wèn)題的能力得到了很大的提高。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中我查閱了很多的資料，并認(rèn)真的閱讀這些與我的設(shè)計(jì)相關(guān)的資料，從而我的專(zhuān)業(yè)涵養(yǎng)得到了提高，知識(shí)的儲(chǔ)備量也有所增加。在做設(shè)計(jì)時(shí)，我復(fù)習(xí)了很多專(zhuān)業(yè)課的知識(shí)，這使得我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)得以鞏固。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)自己考慮問(wèn)題很不全面，自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握的很不牢固所掌握的電路應(yīng)用軟件還不夠多，

11、我希望自己的這些不足之處能在今后的工作和學(xué)習(xí)中得到改善。在這個(gè)課程設(shè)計(jì)中非常感謝的我的指導(dǎo)教師，給了我們很大的幫助。參考文獻(xiàn)1 孫增圻等智能控制理論與技術(shù)M北京：清華大學(xué)出版社, 19972 王佳斌，康賜榮MATLAB中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具包的應(yīng)用J 泉州師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)) 2001，19 (2)： 80833 胡壽松自動(dòng)控制原理M第三版北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 19944 郭剛自適應(yīng)神經(jīng)模糊控制策略在倒立擺系統(tǒng)中的研究D 太原：太原理工大學(xué)， 20041陳遠(yuǎn)齡.機(jī)床電氣自動(dòng)控制. 重慶：重慶大學(xué)出版社.20042廖常初.PLC 的編程方法與工程應(yīng)用.重慶：重慶大學(xué)出版社.20013賀哲榮.流行PLC 實(shí)用程序及設(shè)計(jì).西安：西安電子科技大學(xué)出版社.20064邱公偉.可編程控制器網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社.19925鄭成.現(xiàn)代可編程序控制器原理及應(yīng)用.北京：科學(xué)出版社.19996江秀漢.可編程序控制原理及應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社.19987王紅.可編程控制器使用教程.北京：電子工業(yè)出版社.20028王振民.PLC原理及應(yīng)用.大慶石油學(xué)院.14-619謝克明.可編程控制器原理與程