三路智力搶答器的PLC控制

1、一、設(shè)計(jì)題目三路智力搶答器的PLC控制二、控制要求1、按下啟動(dòng)按鈕（開(kāi)始搶答后），若10秒后無(wú)人搶答，則搶答器自動(dòng)撤銷搶答信號(hào)（有聲音提示），說(shuō)明該題無(wú)人搶答，自動(dòng)作廢。2、按下啟動(dòng)按鈕（開(kāi)始搶答）后，第一個(gè)按下按鈕的信號(hào)有效其余信號(hào)（后按下的）無(wú)效，有信號(hào)用燈光和聲音指示。3、若有人搶答即按下任意一個(gè)搶答按鈕，從按下按鈕開(kāi)始計(jì)時(shí)，在答題時(shí)間（1min）完畢時(shí)，有燈光和聲音信號(hào)提示答題時(shí)間到。三、設(shè)計(jì)工作量要求1、根據(jù)控制對(duì)象，明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求。2、根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇PLC型號(hào)及所需的其他模塊，選擇所需的電氣元件，進(jìn)行硬件配置。3、編制PLC的輸入/輸出分配表輸入輸出點(diǎn)分配；4、畫(huà)出PLC的輸

2、入輸出設(shè)備的接線圖；5、進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，完成梯形圖或者指令表的程序設(shè)計(jì)；6、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和操作使用說(shuō)明書(shū)（3000字以上）四、設(shè)計(jì)目的1、能熟練運(yùn)用可編程控制器原理、電工電子技術(shù)、和必要的傳感器基礎(chǔ)知識(shí)與理論，以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)。掌握設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)的基本方法、設(shè)計(jì)步驟以及設(shè)計(jì)內(nèi)容。2、學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料；3、進(jìn)一步培養(yǎng)識(shí)圖、繪圖、和編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能。五、資料查閱與收集任務(wù)1 、查閱和收集所給題目在實(shí)際中的應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展前景。2 、查閱和收集各種可編程控制器的技術(shù)特點(diǎn)和使用方法，查閱所需的各種特殊模塊的技術(shù)資料。3 、查閱和收集所設(shè)計(jì)題目要求的其他電氣元件的技術(shù)資料。4

3、、查閱和收集你選用的PLC的編程方法，編程技巧的有關(guān)資料。5 、查閱其他你認(rèn)為應(yīng)收集的相關(guān)資料。前言目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上已有很多類型的知識(shí)競(jìng)賽搶答器，其大致采用模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)或者PLC芯片、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等四類產(chǎn)品。對(duì)于采用模擬電路或者數(shù)字電路的產(chǎn)品，其技術(shù)相當(dāng)成熟。但是隨著功能的增多，電路也越復(fù)雜，并且成本偏高，故障率高，顯示方式簡(jiǎn)單或者沒(méi)有，無(wú)法準(zhǔn)確判斷搶按按鈕的行為，也不便于參數(shù)調(diào)節(jié)及其功能的升級(jí)換代。對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其程序簡(jiǎn)單，反應(yīng)靈敏，便于參數(shù)調(diào)節(jié)及其功能的升級(jí)換代，但鑒于其必須配合計(jì)算機(jī)實(shí)用，可操作性差，沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。而對(duì)于科技飛速發(fā)展的今天，PLG單片機(jī)應(yīng)用

4、的不斷深入，帶動(dòng)了傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)的不斷更新，并鑒于其本身具有的優(yōu)點(diǎn)，以PLG單片機(jī)為核心的部件成為主流。傳統(tǒng)的普通搶答器主要存在一下缺點(diǎn)：在一次搶答過(guò)程中，當(dāng)出現(xiàn)超前違規(guī)搶答時(shí)，只能處理違規(guī)搶答信號(hào)，而對(duì)沒(méi)有違規(guī)的有效信號(hào)不能進(jìn)行處理，因而使該次搶答過(guò)程變?yōu)闊o(wú)效。當(dāng)有多個(gè)違規(guī)搶答時(shí)，優(yōu)先編碼電路只能選擇其中一個(gè)，或利用搶答電路電子元件的“競(jìng)爭(zhēng)”選擇其中一個(gè)。對(duì)于后者由于搶答電路制作完畢后電子元件被固定，各路搶答信號(hào)的“競(jìng)爭(zhēng)”能力也被固定，因而本質(zhì)上也有優(yōu)先權(quán)。普通搶答器存在不公平性。當(dāng)有多個(gè)違規(guī)搶答時(shí)，普通搶答器只能“抓住”其中一個(gè)違規(guī)者。因而出現(xiàn)了“漏洞”?？删幊炭刂破魇且杂?jì)算機(jī)為核心的通

5、用自動(dòng)控制裝置，它的功能強(qiáng)、可靠性極強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、體積小?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，它以微處理器為核心，用編寫(xiě)的程序進(jìn)行邏輯控制、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來(lái)控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。PLC的學(xué)習(xí)比一般編程學(xué)習(xí)困難在于，要完成一個(gè)控制系統(tǒng)不僅需要掌握一定的編程技術(shù)，更為重要的是要知道如何針對(duì)實(shí)際應(yīng)用的需要選擇合適的PLC型號(hào)，然后進(jìn)行資源配置，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。最后，在該設(shè)計(jì)過(guò)程中給予極大鼓勵(lì)和幫助的老師、同學(xué)，在此表示衷心的感謝。由于在設(shè)計(jì)過(guò)程中存在許多不足，希望老師同學(xué)指正。三路智力搶答器的PLC控制學(xué)生姓名：孔帥指導(dǎo)教師：翟曉華摘要隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和

6、文化實(shí)業(yè)的發(fā)展，在很多公開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)場(chǎng)合要求有公正的競(jìng)爭(zhēng)裁決，諸如證券、股票交易及各種智力競(jìng)賽等，因此出現(xiàn)了搶答器。最初的搶答器是由優(yōu)先權(quán)編碼器構(gòu)成的邏輯電路，其運(yùn)算速度慢，線路復(fù)雜，可靠性不高，功能也比較簡(jiǎn)單，特別是當(dāng)搶答路數(shù)很多時(shí)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)就更加困難。因此，一種能夠體現(xiàn)競(jìng)賽的公開(kāi)、公平、公正性的知識(shí)競(jìng)賽搶答器成為一種需求。本設(shè)計(jì)將以PLC為核心設(shè)計(jì)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、梯形圖以及輸入輸出端子的分配方案，比較優(yōu)秀的實(shí)現(xiàn)了三路搶答的功能，主持人操作簡(jiǎn)單，只需按一下即可達(dá)到初始狀態(tài)繼續(xù)答題。從而使得競(jìng)賽不斷完善其公平、公正性。關(guān)鍵詞：PLC競(jìng)賽搶答器；控制程序1 .課題分析與利用PLC控制的特點(diǎn)1.1 課題與

7、程序控制分析1.2 采用PLC控制的特點(diǎn)62 .PLC控制系統(tǒng)的硬件配置62.1 .PLC機(jī)型62.2 控制特點(diǎn)分析錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.3 外部接線圖錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3 .PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.1 程序流程圖錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2 I?O分配表錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.3 梯形圖與程序運(yùn)行步驟說(shuō)明錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4 .程序運(yùn)行過(guò)程分析說(shuō)明錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5 .總結(jié)13參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1 .課題分析與利用PLC控制的特點(diǎn)1.1 課題與程序控制分析(1)課題分析知識(shí)競(jìng)賽搶答器，顧名思義就是用于比賽時(shí)，跟對(duì)手比反應(yīng)時(shí)間，思維運(yùn)轉(zhuǎn)快慢的新型電器。隨著社會(huì)科技

8、技術(shù)的不斷發(fā)展，它的應(yīng)用場(chǎng)合也隨之增加；技術(shù)含量大大提升；更加方便可靠。與傳統(tǒng)搶答器不同，在PLC的控制下可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)搶答器的很多不足。課題要求：1. 按下啟動(dòng)按鈕（開(kāi)始搶答后），若10秒后無(wú)人搶答，則搶答器自動(dòng)撤銷搶答信號(hào)（有聲音提示），說(shuō)明該題無(wú)人搶答，自動(dòng)作廢。2. 按下啟動(dòng)按鈕（開(kāi)始搶答）后，第一個(gè)按下按鈕的信號(hào)有效其余信號(hào)（后按下的）無(wú)效，有信號(hào)用燈光和聲音指示。3. 若有人搶答即按下任意一個(gè)搶答按鈕，從按下按鈕開(kāi)始計(jì)時(shí)，在答題時(shí)間（1min）完畢時(shí)，有燈光和聲音信號(hào)提示答題時(shí)間到。（2）程序設(shè)計(jì)分析根據(jù)課題要求，基本可以想到本程序是建立在基本邏輯上，通過(guò)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)程序的自鎖與互鎖

9、，從而達(dá)到搶答以及復(fù)位的功能。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)選手按下開(kāi)關(guān)后，繼電器通電，自使其他選手自動(dòng)斷電。而其他的選手再按時(shí)則沒(méi)反應(yīng)了。1.2 采用PLC控制的特點(diǎn)PLC作為數(shù)字式的電子裝置，以微處理器為基礎(chǔ)，具有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功能。利用PLC進(jìn)行搶答器的設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)了小型PLC簡(jiǎn)易化、體積小、功能強(qiáng)的特點(diǎn)，可以說(shuō)是理想的選擇。2 .PLC控制系統(tǒng)的硬件配置2.1 .PLC機(jī)型該課程設(shè)計(jì)采用西門(mén)子公司S7-200型PLC。2.2 控制特點(diǎn)分析智能競(jìng)賽搶答器通過(guò)PLC進(jìn)行按控制要求編程，其主要的輸入就是通過(guò)裁判員和參賽選手的按鈕，然后將信號(hào)傳遞給信息分析中心（PLC），PLC將根據(jù)信號(hào)

10、作出相應(yīng)的響應(yīng)。本系統(tǒng)有五個(gè)輸入信號(hào)（五個(gè)按鈕）。有四個(gè)輸出信號(hào)（四個(gè)指示燈和音響）。由上可知PLC共有：五個(gè)輸入，四個(gè)輸出點(diǎn)。系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖如下所示：2.3外部接線圖分析：“SB4”代表著主持人的按鈕對(duì)應(yīng)輸出為一個(gè)指示燈和一個(gè)并聯(lián)著的音響?！癝B1”“SB3”代表著三個(gè)選手的按鈕，他們分別對(duì)應(yīng)輸出為一個(gè)指示燈和一個(gè)并聯(lián)著的音響?！癝A”為電源開(kāi)關(guān)。各輸出窗口統(tǒng)一采用直流24V電源。3 .PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)3.1 程序流程圖設(shè)計(jì)程序的大體思路如圖所示:當(dāng)主持人按下開(kāi)始按鈕時(shí)，三個(gè)參賽選手處于搶答狀態(tài)，若在一定時(shí)間內(nèi)無(wú)人答題，那么系統(tǒng)將自動(dòng)復(fù)原，重出一道新題。假如一號(hào)選手搶上題進(jìn)行回

11、答,在規(guī)定答題時(shí)間后，系統(tǒng)復(fù)原，重新出題。3.2 I?0分配表輸停止按鈕SAI0.0入搶答指示按鈕1SB1I0.1信搶答指示按鈕2SB2I0.2號(hào)搶答指示按鈕3SB3I0.3啟動(dòng)按鈕SB4I0.4輸1號(hào)搶答指示燈及聲音HL1Q0.1出2號(hào)搶答指示燈及聲音HL2Q0.2信3號(hào)搶答指示燈及聲音HL3Q0.3號(hào)啟動(dòng)指示燈及聲音HL4Q0.43.3 梯形圖與程序運(yùn)行步驟說(shuō)明M0.4I0.1M0.2M0.3M0.4M0.1M0.1I0.2M0.2M0.1M0.3M0.4M0.2I0.3M0.1M0.2M0.4M0.3M0.3SM0.0M0.1R3T38T37M0.1M0.2M0.3Q0.4RM0.1Q0

12、.1M0.2Q0.2II(IM0.3Q0.3II()M0.4Q0.414)主持人宣布開(kāi)始，即啟動(dòng)I0.0,并且按下?lián)尨痖_(kāi)始”按鈕I0.4后，I0.4自鎖，T37開(kāi)始計(jì)時(shí)，若沒(méi)人搶答，10秒后點(diǎn)亮啟動(dòng)指示燈Q0.4,系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。若有人搶答，則斷開(kāi)T37。假如一號(hào)選手搶答，即啟動(dòng)10.1,10.1自鎖，指示燈QO.1亮，則二號(hào)三號(hào)選手均斷開(kāi)。T38開(kāi)始計(jì)時(shí)，1分鐘后斷開(kāi)，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。如果選手在一分鐘之前回答完問(wèn)題，主持人需再按下按鈕I0.4,重新出題。4 .程序運(yùn)行過(guò)程分析說(shuō)明調(diào)試步驟1）、外部接線圖接線，核對(duì)地址，逐點(diǎn)進(jìn)行，確保正確無(wú)誤。2）、檢查模擬量輸入輸出。檢查輸入輸出模塊是否正確，工

13、作是否正常。必要時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)儀器檢查輸入輸出的精度。3）、檢查與測(cè)試指示燈。對(duì)控制面板上對(duì)應(yīng)的指示燈進(jìn)行檢查，如有指示燈不亮，一方面查看指示燈是否已壞，另一方面檢查邏輯關(guān)系是否正確。指示燈是反映系統(tǒng)工作的一面鏡子，先調(diào)好它，將對(duì)進(jìn)一步調(diào)試提供方便。4）、三路智能搶答器梯形圖程序?qū)懭隤LC,然后從初始步開(kāi)始調(diào)試。用元件監(jiān)視功能監(jiān)視四個(gè)指示燈的狀態(tài)變化。注意順序功能圖中有可能出現(xiàn)的路徑，在調(diào)試時(shí)應(yīng)從初始步開(kāi)始，分別經(jīng)過(guò)可能出現(xiàn)的路徑，一步一步地檢查轉(zhuǎn)換過(guò)程是否正確，最后是否能返回初始步。5）、手動(dòng)按鈕來(lái)實(shí)施模擬現(xiàn)場(chǎng)，觀察運(yùn)行結(jié)果是否與要求相符合。經(jīng)過(guò)這半個(gè)學(xué)期的努力，在老師和同學(xué)的幫助下做完了這次PLC的課程設(shè)計(jì)工作.由于自己知識(shí)的缺乏及能力的有限，仍沒(méi)有能夠做出出滿意的設(shè)計(jì)。但是通過(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，使自己的動(dòng)手能力和思考問(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，從而我的專業(yè)涵養(yǎng)得到了提高，知識(shí)的儲(chǔ)備量也有所增加。整個(gè)設(shè)計(jì)通過(guò)了軟件和硬件上的調(diào)試、仿真。我想這對(duì)于自己以后的學(xué)習(xí)和工作都會(huì)有很大的幫助的。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