_畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-知識(shí)競(jìng)賽搶答器（四路）plc設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、<p>　　xxx屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p>　　課題名稱：知識(shí)競(jìng)賽搶答器（四路）</p><p><b>　　PLC設(shè)計(jì)</b></p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 系 XXXXX </p><p>　　班 級(jí) XXXXX

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 XXX </p><p>　　指導(dǎo)老師 XXX </p><p>　　完成日期 XXXXXXXX </p><p>　　2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><

3、p>　　一、課題名稱：知識(shí)競(jìng)賽搶答器PLC設(shè)計(jì)</p><p>　　二、指導(dǎo)教師：XXX</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求</b></p><p><b>　　1.課題概述</b></p><p>　　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

4、器。實(shí)現(xiàn)搶答器功能的方式有多種，可以采用早期的模擬電路、數(shù)字電路或模數(shù)混合電路。隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)、PLC的應(yīng)用不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)的控制檢測(cè)技術(shù)的不斷更新。用PLC進(jìn)行知識(shí)競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)，其控制方便，靈活，只要改變輸入PLC的控制程序，便可改變競(jìng)賽搶答器的搶答方案。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求</b></p><p><b&

5、gt;　　設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-48MR型PLC 作為核心控制器進(jìn)行四路搶答器的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、程序指令、梯形圖以及輸入輸出端的分配方案。同時(shí)根據(jù)知識(shí)競(jìng)賽搶答器的控制要求和特點(diǎn)，確定PLC 的輸入輸出分配，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。知識(shí)競(jìng)賽搶答器的控制要求如下：</p><p>　　（1）知識(shí)競(jìng)賽搶答器能使4個(gè)隊(duì)同時(shí)參加

6、搶答。</p><p>　?。?）設(shè)裁判隊(duì)為裁判臺(tái)，參賽隊(duì)為參賽臺(tái)。裁判臺(tái)設(shè)有蜂鳴器和裁判燈，并且設(shè)有裁判臺(tái)開(kāi)始按鈕和裁判臺(tái)復(fù)位按鈕；參賽臺(tái)設(shè)有參賽臺(tái)搶答按鈕以及參賽臺(tái)燈。</p><p>　　（3）知識(shí)競(jìng)賽搶答器能適合以下比賽規(guī)則：出題后，各隊(duì)搶答必須在裁判說(shuō)出“開(kāi)始”并按下裁判臺(tái)的開(kāi)始按鈕后15S內(nèi)搶答，并由數(shù)碼管顯示時(shí)間。如提前搶答，搶答器發(fā)出“違規(guī)”信號(hào)。15S時(shí)間到，如無(wú)隊(duì)搶答，

7、則搶答器給出時(shí)間已到信號(hào)，該題作廢。在有隊(duì)搶答的情況下，則搶答器發(fā)出“搶答”信號(hào)，數(shù)碼管開(kāi)始計(jì)時(shí)，并由數(shù)碼管顯示出搶到題的參考隊(duì)號(hào)，搶到題的隊(duì)必須在30S內(nèi)答完題，如30S內(nèi)未答完，則作超時(shí)處理。</p><p>　?。?）燈光與蜂鳴器信號(hào)的意義如下： </p><p>　　① 蜂鳴器叫（響1S）+某臺(tái)燈亮，由某參賽隊(duì)正常搶答。</p><p>　?、?蜂鳴器叫（響

8、1S）+某臺(tái)燈亮+裁判臺(tái)燈亮，某參賽隊(duì)違規(guī)。</p><p>　?、?蜂鳴器叫（響1S）+裁判臺(tái)燈亮，無(wú)人搶答或答題超時(shí)。</p><p>　?。?）在某個(gè)題結(jié)束后，裁判員按下臺(tái)上的復(fù)位按鈕，搶答器恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)，為下一輪搶答作好準(zhǔn)備。</p><p>　?。?）各輸出端口統(tǒng)一采用直流24V電源。</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)

9、計(jì)論文要求：</b></p><p>　?。?）提出選題的初步設(shè)想和研究目的；</p><p>　　（2）收集、整理與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)領(lǐng)域的信息資料；</p><p>　　（3）完成本畢業(yè)設(shè)計(jì)電路原理圖設(shè)計(jì)；</p><p>　　（4）完成本畢業(yè)設(shè)計(jì)程序流程圖和梯形圖控制程序設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）完

10、成軟件和硬件系統(tǒng)的調(diào)試，功能指標(biāo)達(dá)到技術(shù)要求；</p><p>　　（6）按要求撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p>　　3.設(shè)計(jì)課題的特點(diǎn)與目的</p><p>　　（1）通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能進(jìn)行分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力</p><p>　?。?）使學(xué)生受到PLC系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的綜合訓(xùn)練，達(dá)到能夠進(jìn)行PLC

11、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施的目的</p><p>　?。?）掌握知識(shí)競(jìng)賽搶答器的工作原理和設(shè)計(jì)思路</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)參考書(shū)</b></p><p>　　工業(yè)可編程控制器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 航天技術(shù)與民品</p><p>　　PLC的編程方法與工程應(yīng)用 重慶大學(xué)出版社 主編 廖常初 </p>&l

12、t;p>　　機(jī)床電氣自動(dòng)控制 重慶大學(xué)出版社 主編 陳遠(yuǎn)齡</p><p>　　可編程控制器原理及應(yīng)用 華南理工大學(xué)出版社 主編 鐘肇新</p><p>　　可編程控制器原理及應(yīng)用(三菱機(jī)型) 電子工業(yè)出版社 主編 高勤</p><p>　　三菱FX PLC使用手冊(cè) 三菱公司</p><p>　　流行PLC實(shí)用程序及設(shè)

13、計(jì) 西安電子科技大學(xué)出版社 主編 賀哲榮</p><p>　　可編程控制器使用教程 電子工業(yè)出版社 主編 王紅</p><p>　　現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù) 航空航天大學(xué)出版社 主編 王永華</p><p>　　可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì) 電子工業(yè)出版社 主編 謝克明 夏路易</p><p><b>　　五、

14、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求</b></p><p><b>　　1．封面</b></p><p><b>　　2．目錄</b></p><p>　　3．內(nèi)容摘要(200~400字左右，中英文)</p><p><b>　　4．引言</b></p><p>

15、;　　5．正文（設(shè)計(jì)方案比較與選擇，設(shè)計(jì)方案原理、計(jì)算、分析、論證，設(shè)計(jì)結(jié)果的說(shuō)明及特點(diǎn)）</p><p><b>　　6．結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　7．附錄(參考文獻(xiàn)、圖紙、材料清單等)</p><p>　　六、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程安排</p><p>　　第1-2周：資料準(zhǔn)備與借閱，了解課題思路，設(shè)計(jì)要求說(shuō)明及課題

16、內(nèi)容輔導(dǎo)。</p><p>　　第3-8周：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成說(shuō)明書(shū)初稿。</p><p>　　第9周：檢查，了解設(shè)計(jì)完成情況。</p><p>　　第10周：根據(jù)檢查情況進(jìn)行修改、優(yōu)化，完成說(shuō)明書(shū)。</p><p>　　畢業(yè)答辯與綜合成績(jī)?cè)u(píng)定時(shí)間待定。</p><p>　　七、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及論文要求</p>

17、;<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯要求</b></p><p>　　答辯前三天，每個(gè)學(xué)生應(yīng)按時(shí)將畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)或畢業(yè)論文、專(zhuān)題報(bào)告等必要資料交指導(dǎo)教師審閱，由指導(dǎo)教師寫(xiě)出審閱意見(jiàn)。</p><p>　　學(xué)生答辯時(shí)對(duì)自述部分應(yīng)寫(xiě)出書(shū)面提綱，內(nèi)容包括課題的任務(wù)、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評(píng)價(jià)。</p&g

18、t;<p>　　答辯小組質(zhì)詢課題的關(guān)鍵問(wèn)題，質(zhì)詢與課題密切相關(guān)的基本理論、知識(shí)、設(shè)計(jì)與計(jì)算方法、實(shí)驗(yàn)方法、測(cè)試方法，鑒別學(xué)生獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力。</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求</b></p><p>　　文字要求:說(shuō)明書(shū)要求打印(除圖紙外)，不能手寫(xiě)。文字通順，語(yǔ)言流暢，排版合理，無(wú)錯(cuò)別字，不允許抄襲。</p><

19、p>　　圖紙要求:按工程制圖標(biāo)準(zhǔn)制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細(xì)均勻，圓弧連接光滑，尺寸標(biāo)注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)。</p><p>　　曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準(zhǔn)用徒手畫(huà)，必須按國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或工程要求繪制。</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)介紹運(yùn)用三

20、菱FX2N系列PLC對(duì)知識(shí)競(jìng)賽搶答器的控制,闡述了控制方案。實(shí)現(xiàn)搶答器功能的方式有多種，可以采用早期的模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)控制電路或傳統(tǒng)控制電路，近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)、PLC的應(yīng)用不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)的控制檢測(cè)技術(shù)的不斷更新。可編程控制器由于其優(yōu)良的控制性能，極高的可靠性，在各行各業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛普及。對(duì)于搶答器其廣泛用于電視臺(tái)、商業(yè)機(jī)構(gòu)、企事業(yè)工會(huì)組織、俱樂(lè)部及學(xué)校等單位組織舉辦各種知識(shí)、技術(shù)競(jìng)賽及文娛活動(dòng)

21、時(shí)作搶答之用，為競(jìng)賽增添了刺激性、娛樂(lè)性，在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活，并且給人的視覺(jué)效果非常好，是各單位開(kāi)展素質(zhì)教育、精神文明、娛樂(lè)活動(dòng)的必備產(chǎn)品。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-48MR型PLC 作為核心控制器進(jìn)行四路搶答器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、程序指令、梯形圖以及輸入輸出端子的分配方案。同時(shí)根據(jù)知識(shí)競(jìng)賽搶答器的控制要求和特點(diǎn),確定PLC 的輸入輸出分配,并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)

22、調(diào)試。</p><p>　　關(guān)鍵詞:PLC 知識(shí)競(jìng)賽搶答器 PLC程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This design using mitsubishi FX2N series PLC is introduced to knowledge competition vies to answ

23、er first device control, this paper expounds the control plan. Realize the function of vies to answer first there are many means, can use the early analog circuits, digital circuit, SCM control circuit or traditional con

24、trol circuit, in recent years, with the rapid development of science and technology, the application of single chip microcomputer and PLC constantly to the deepening, and push the trad</p><p>　　The design US

25、ES this mitsubishi company produces the FX2N-48 MR type PLC as core controller for the four road vies to answer first the inverter system design, and designed a system structure, procedures instructions, ladder diagram a

26、nd the scheme of the input and output terminals. At the same time according to the knowledge competition vies to answer first device control requirements and characteristics, and determine the PLC input and output distri

27、bution, and commissioning.</p><p>　　Keywords: PLC knowledge competition vies to answer first device PLC program design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論

28、1</b></p><p>　　1.1 課題研究背景1</p><p>　　1.2 課題研究?jī)?nèi)容1</p><p>　　第2章 整體方案的選擇3</p><p>　　2.1 整體功能介紹3</p><p>　　2.2 可編程控制器概論3</p><p>　　第3章

29、 硬件電路設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1 控制特點(diǎn)分析7</p><p>　　3.2 流程圖7</p><p>　　3.3 PLC與七段LED顯示器連接設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.4集成七段顯示譯碼器CC4511與集成計(jì)數(shù)器74LS192的介紹9</p><p>　　3.5 74LS14

30、六反相器12</p><p>　　3.6 I∕O分配13</p><p>　　第4章 軟件設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.1 PLC梯形圖15</p><p>　　4.2 程序設(shè)計(jì)要求分析和編程元件選取15</p><p>　　4.3 語(yǔ)句表19</p><p>　　4.

31、4 梯形圖程序分析22</p><p>　　第5章 模擬運(yùn)行和調(diào)試過(guò)程29</p><p>　　5.1 模擬調(diào)試29</p><p>　　5.2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試30</p><p><b>　　心得體會(huì)32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b>

32、</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究背景</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上已有很多類(lèi)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(lèi)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

33、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，PLC、單片機(jī)應(yīng)用的不斷深入，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PLC、單片機(jī)為核心的部件成為主流。</p><p>　　傳統(tǒng)的普通搶答

34、器主要存在一下缺點(diǎn)：</p><p>　　1. 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。</p><p>　　2. 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

35、有優(yōu)先權(quán)。普通搶答器存在不公平性。</p><p>　　3. 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”。</p><p>　　現(xiàn)在大多搶答器都是以PLC、單片機(jī)為控制核心的智能搶答器，它對(duì)采樣獲得的各種搶答信號(hào)進(jìn)行分析。但僅有搶答功能的搶答器已經(jīng)不能滿足當(dāng)今社會(huì)的需要。該設(shè)計(jì)不但有搶答功能，而且還有一個(gè)計(jì)分系統(tǒng)，能分別對(duì)四個(gè)選手進(jìn)行計(jì)分，并能夠?qū)Ψ謹(jǐn)?shù)進(jìn)行

36、加、減。帶計(jì)分功能的智能搶答器將會(huì)取代一般的智能搶答器，更好的服務(wù)于社會(huì)。</p><p>　　1.2 課題研究?jī)?nèi)容</p><p>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開(kāi)設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)部分包括電路原理圖、合理選擇元器件、繪制線路圖，然后對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。軟件設(shè)計(jì)部分，首先在總體設(shè)計(jì)中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計(jì)

37、，擬定詳細(xì)的工作計(jì)劃；然后進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，包括各模塊的流程圖，選擇合適的編程語(yǔ)言和工具，進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)等；最后是對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，達(dá)到所需功能要求。</p><p>　　在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)方法的選用是系統(tǒng)設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵。硬件電路是采用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該方法保證設(shè)計(jì)電路的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。硬件電路的設(shè)計(jì)最重要的選擇可編程的PLC，并確定與之配套的外圍芯片，使所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又高性能。硬件電路設(shè)計(jì)還包括輸入輸出

38、接口設(shè)計(jì)，畫(huà)出詳細(xì)電路圖，標(biāo)出芯片的型號(hào)、器件參數(shù)值，根據(jù)電路圖在仿真機(jī)上進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不當(dāng)及時(shí)修改，最終達(dá)到設(shè)計(jì)目的。軟件設(shè)計(jì)的方法與開(kāi)發(fā)環(huán)境的選取有著直接的關(guān)系，本系統(tǒng)由于是采用三菱FX可控制編程。此編程工具更有可靠、可拓展、可維護(hù)性。并且PLC的操作采用觸摸式操作終端，人機(jī)界面，全屏顯示，上面設(shè)計(jì)了很詳盡的操作指南，即使第一次使用，也能根據(jù)提示順利操作，這就降低了對(duì)操作人員的要求，一般工人也能很快掌握。另外，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，

39、畫(huà)面自動(dòng)切換到故障提示畫(huà)面，提示故障原因和排除方法。甚至可以顯示故障在機(jī)器上的位置，維修人員可以根據(jù)提示很快排除故障。</p><p>　　第2章 整體方案的選擇</p><p>　　2.1 整體功能介紹</p><p>　　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)

40、含量大大提升；更加方便可靠。目前，形式多樣、功能完備的搶答器已廣泛應(yīng)用于電視臺(tái)、商業(yè)機(jī)構(gòu)、學(xué)校及企事業(yè)單位，它為各種競(jìng)賽增添了刺激性、娛樂(lè)性，在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。用PLC進(jìn)行知識(shí)競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)，其控制方便，靈活，只要改變輸入PLC的控制程序，便可改變競(jìng)賽搶答器的搶答方案。</p><p>　　2.2 可編程控制器概論</p><p>　　可編程控制器（PLC）是一種新型的通

41、用自動(dòng)化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制功能強(qiáng)，可靠性高，使用靈活方便，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用越來(lái)越廣泛?？删幊炭刂破?Programmable Logic Controller)即PLC?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。他以微處理為核心，用編寫(xiě)的程序不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以定時(shí)，計(jì)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。美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)經(jīng)過(guò)4年調(diào)查，與1

42、980年將其正式命名為可編程控制器（Programmable Controller），簡(jiǎn)寫(xiě)為PC。后來(lái)由于PC這個(gè)名稱常常被用來(lái)稱呼個(gè)人電腦（Personal Computer），為了區(qū)別，現(xiàn)在也把可編程控制器稱為PLC。</p><p><b>　　1.PLC的簡(jiǎn)介</b></p><p>　　國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）于1987年對(duì)PLC定義如下。</p>

43、;<p>　　PLC是專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是帶有存儲(chǔ)器，可以編制程序的控制器。它能夠存儲(chǔ)和執(zhí)行指令，進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)等操作，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形式一體，易于拓展其功能的原則設(shè)計(jì)。</p><p>　　事實(shí)上，PLC就是以嵌入式CPU為核心，配以輸入

44、，輸出等模塊，可以方便的用于工業(yè)控制領(lǐng)域的裝置。PLC與機(jī)器人，計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)與制造一起作為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱。</p><p><b>　　2. PLC的特點(diǎn)</b></p><p>　　(1)抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高 繼電接觸器控制系統(tǒng)雖具有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸頭，使設(shè)備連線復(fù)雜，由于器件的老化、脫焊、觸頭的抖動(dòng)及觸頭在開(kāi)閉時(shí)受電弧的損害大大降低

45、了系統(tǒng)的可靠性。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10--1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。 </p><p>　　而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器件來(lái)完成，大部分繼電器和復(fù)雜的連線被軟件程序所取代，故壽命長(zhǎng)，

46、可靠性大大提高。</p><p>　　微機(jī)雖然具有很強(qiáng)的功能，但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁波干擾，電源波動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)，溫度和濕度的變化，都可能使一般通用微機(jī)不能正常工作。而PLC在電子線路、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸收了生產(chǎn)控制經(jīng)驗(yàn)，主要模塊均采用了大規(guī)模集成電路，I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、抗震等都有精確的考慮；在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾能力，目前個(gè)生產(chǎn)

47、廠家生產(chǎn)的PLC，平均無(wú)故障時(shí)間都大大超過(guò)了IEC規(guī)定的10萬(wàn)小時(shí)，有的甚至達(dá)到了幾十萬(wàn)小時(shí)。</p><p>　　(2)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、應(yīng)用靈活 PLC產(chǎn)品均成系列化生產(chǎn)，品種齊全，外圍模塊品種也多，可有各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。在PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，只需在PLC的端子上接入相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)線即可，不需要諸如繼電器之類(lèi)的物理電子器件和大量而有繁雜的硬件接線線路。當(dāng)控制

48、要求改變，需要變更控制系統(tǒng)功能時(shí)，可以用編程器在線或離線修改程序，修改接線量很小。同一個(gè)PLC裝置有、用于不同的控制對(duì)象，只是輸入、輸出組件和應(yīng)用軟件不同而已。</p><p>　　(3)編程方便，易于使用 PLC是面向用戶的設(shè)備，PLC的設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，PLC程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類(lèi)似，直觀易懂，容易掌握，不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)知識(shí)

49、和語(yǔ)言，深受現(xiàn)場(chǎng)電氣技術(shù)人員的歡迎。</p><p>　　(4)功能完善，擴(kuò)展能力強(qiáng) PLC中含有數(shù)量巨大的用于開(kāi)關(guān)量處理的繼電器類(lèi)軟件，可輕松地實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的開(kāi)關(guān)量邏輯控制，這是一般的繼電器控制所不能實(shí)現(xiàn)的。PLC內(nèi)部具有許多控制功能，能方便地實(shí)現(xiàn)D/A、A/D轉(zhuǎn)換及PID運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制、數(shù)字控制等功能。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，他不僅可以控制一臺(tái)單機(jī)，一條生產(chǎn)線，還可以控制一個(gè)機(jī)群，許多生產(chǎn)線。他不但可以進(jìn)

50、行現(xiàn)場(chǎng)控制，還可以用于遠(yuǎn)程控制。</p><p>　　(5)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便 PLC中相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)中的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等“軟元件”數(shù)量巨大，硬件齊全，且為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，并已商品化，故可按性能、容量（輸入、輸出點(diǎn)、內(nèi)存大小）等選用組裝。又由于用軟件編程取代了硬接線實(shí)現(xiàn)控制功能，使安裝接線量大大減小，設(shè)計(jì)人員只要一臺(tái)PLC就可進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試。而繼電接

51、觸器系統(tǒng)需要在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，工作量很大且繁難。</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常狀態(tài)和I/O點(diǎn)的狀態(tài)均有顯示。工作人員通過(guò)他可查出故障原因，便于迅速處理，及時(shí)排除。</p><p>　　(6)結(jié)構(gòu)緊湊 體積小、重量輕，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。</p><p>　　由于以上特點(diǎn)，使得PLC獲得極為廣泛的應(yīng)用。</p><p

52、>　　`圖2-1 PLC的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.可編程序控制器的組成</p><p>　　可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu)都大體相同。主要由中央處理器（CPU）存儲(chǔ)器（RAM\ROM）、輸入輸出器件(I\O)接口、電源及編程設(shè)備幾大部分構(gòu)成。如圖2-1所示。</p><p>　　(1)中央處理器(CPU)：中央處理單元（CPU）一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成

53、，這些電路都集成在一個(gè)芯片上。 CPU的主要功能：從存儲(chǔ)器中讀取指令、執(zhí)行指令、順序取指令和處理中斷。</p><p>　　(2)存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器分為只讀存儲(chǔ)器ROM和隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM兩大類(lèi)，</p><p>　　(3)輸入接口電路：開(kāi)關(guān)量輸入接口可以分為：直流輸入單元、交流輸入單元、交\直流輸入單元其作用是：把現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)變成PLC內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)模擬量輸入接口可以分為：電壓信號(hào)、電

54、流信號(hào)。其作用是：把現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)變化的模擬量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合PLC內(nèi)部處理的由若干位二進(jìn)制數(shù)字表示的信號(hào)</p><p>　　(4)輸出接口電路：開(kāi)關(guān)量輸出接口可以分為：繼電器型、 晶體管型 、可控硅型。其作用是：把PLC內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。模擬量輸出接口的作用是：將PLC運(yùn)算處理后的數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量輸出，以滿足生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)控制信號(hào)的需求。</p><p&

55、gt;　　(5)電源：可編程控制器的電源包括為可編程控制器各工作單元供電的開(kāi)關(guān)電源及為掉電保護(hù)電路供電的后備電源，后者一般為電池。</p><p><b>　　(6)外部設(shè)備</b></p><p>　　編程器：可編程控制器的特點(diǎn)是程序可變更，可方便地加載程序，也可以方便地修改程序。編程設(shè)備就成了可編程控制器不可缺少的設(shè)備?？删幊炭刂破髟O(shè)備的編程設(shè)備一般有二類(lèi)。一類(lèi)是

56、專(zhuān)用的編程器，有手持的，也有臺(tái)式的，也有的可編程控制器機(jī)身上自帶編程器。其手持式編程器攜帶方便適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。另一類(lèi)是個(gè)人計(jì)算機(jī),在個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行相關(guān)編程軟件即可完成編程任務(wù)。借助軟件編程比較容易，一般編好以后再下載到可編程控制器中去。</p><p>　　其他外部設(shè)備:PLC還可以配設(shè)盒式磁帶機(jī)、打印機(jī)、EPROM寫(xiě)入器、高分辨率大屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)等其他一些外部設(shè)備。</p><p&

57、gt;　　第3章 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 控制特點(diǎn)分析</p><p>　　知識(shí)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)作出相應(yīng)的響應(yīng)。知識(shí)競(jìng)賽搶答器有六個(gè)輸入信號(hào)（即六個(gè)按鈕），十七個(gè)輸出信號(hào)即五個(gè)臺(tái)燈（5個(gè)）、一個(gè)蜂鳴器（1個(gè)）、三個(gè)數(shù)碼管（11個(gè)）。系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框

58、圖如下圖3-1所示：</p><p>　　3-1系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖</p><p><b>　　3.2 流程圖</b></p><p>　　當(dāng)裁判按下開(kāi)始按鈕時(shí)，四個(gè)參賽對(duì)處于搶答狀態(tài)，假如是一號(hào)參賽隊(duì)先搶到題目，PLC先判斷搶答是否成功，若成功，則進(jìn)行下一部看是否在規(guī)定的搶答時(shí)間內(nèi)答題，若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，則答題結(jié)束；若超時(shí)，則提示裁判；如果搶答

59、沒(méi)有成功，則判斷是否搶答犯規(guī)，若法規(guī)，某法規(guī)臺(tái)燈亮，裁判臺(tái)燈亮出指令。如圖3-2所示。</p><p>　　3.3 PLC與七段LED顯示器連接設(shè)計(jì)</p><p>　　1.LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及主要特性</p><p>　　（1）LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)</p><p>　　LED 數(shù)碼管是由發(fā)光二極管構(gòu)成的，亦稱半導(dǎo)體數(shù)碼管。將條狀發(fā)光二極管

60、按照共陰極（負(fù)極）或共陽(yáng)極（正極）的方法連接，組成“ 8”字，再把發(fā)光二極管另一電極作筆段電極，就構(gòu)成了LED 數(shù)碼管。若按規(guī)定使某些筆段上的發(fā)</p><p><b>　　3-2流程圖</b></p><p>　　光二極管發(fā)光，就能顯示從0～9 的一系列數(shù)字。</p><p>　　常見(jiàn)LED 數(shù)碼管的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-3所示：分別為共陽(yáng)極

61、結(jié)構(gòu)與共陰極結(jié)構(gòu)，a～g 是7 個(gè)筆段電極，DP 為小數(shù)點(diǎn)。</p><p>　　(2)LED數(shù)碼管的主要特性</p><p>　?、俟ぷ麟妷?.5～5V，一般為1.5～2.5V，工作電流5～10mA，高亮度管可在低電壓和小電流（1mA左右）條件下工作。</p><p>　　②單色性好，亮度高、高頻特性優(yōu)良，發(fā)光響應(yīng)時(shí)間非常短，通常小于0.1us，工作溫度范圍為-3

62、0～+80℃，使用壽命可達(dá)5M小時(shí)以上。</p><p>　?、跮ED數(shù)碼管每筆畫(huà)工作電流I在5～10mA之間，若電流過(guò)大會(huì)損壞數(shù)碼管，因此必須加限流電阻。</p><p>　　圖3-3 常見(jiàn)LED數(shù)碼管的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　2. PLC與七段數(shù)碼管直接連接阻值計(jì)算</p><p>　　根據(jù)LED數(shù)碼管每筆畫(huà)工作電流I在5～

63、10mA 之間，若電流過(guò)大會(huì)損壞數(shù)碼管，因此必須加限流電阻，其阻可按下式計(jì)算</p><p>　　R=（V0-V1）/I</p><p>　　其中V0為加在LED兩端上的電壓，V1為L(zhǎng)ED數(shù)碼管每筆劃壓降（約為2V）。</p><p>　　集成七段顯示譯碼器CC4511與集成計(jì)數(shù)器74LS192的介紹</p><p>　　在四路搶答器硬件接線

64、中，為了使數(shù)碼管顯示出我們想要的東西，加入這兩個(gè)芯片，可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)的功能。 </p><p>　　1.集成七段顯示譯碼器</p><p>　　CC4511為COMS集成七段顯示譯碼器，具有鎖存、譯碼、驅(qū)動(dòng)功能。其引腳名稱如圖3-4所示，為燈測(cè)試端，為燈熄滅端，LE為鎖存使能端。</p><p>　　七段顯示譯碼器CC4511的真值表3.1當(dāng)=0（底電平有效）時(shí)，

65、所有字段發(fā)光，實(shí)現(xiàn)燈測(cè)試功能；當(dāng)=0，=0（低電平有效）時(shí)，所有字段熄滅，實(shí)現(xiàn)消隱功能；當(dāng)和均為高電平時(shí)，CC4511實(shí)現(xiàn)BCD譯碼顯示功能，此時(shí)，鎖存使能端LE信號(hào)決定譯碼器顯示內(nèi)容；當(dāng)LE=0時(shí)，顯示該時(shí)刻輸入的BCD碼相對(duì)應(yīng)的字符，但只能顯示字符“0”—“9”；當(dāng)LE=1時(shí)，顯示LE上跳時(shí)鎖存入CC4511內(nèi)鎖存器的BCD碼字符。</p><p>　　利用CC4511的鎖存功能，多個(gè)七段譯碼器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)線

66、共享，能直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管發(fā)光。</p><p>　　圖3-4CC4511引腳圖</p><p>　　表3.1 CC4511的真值表</p><p>　　2. 集成計(jì)數(shù)器74LS192</p><p>　　74LS是同步可擬計(jì)數(shù)器，具有雙時(shí)鐘輸入，病具有清除和置數(shù)等功能。其引腳圖如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-

67、5 74LS192引腳圖</p><p>　　表3.2 74LS192真值表</p><p>　　其中D0-D3:并行數(shù)據(jù)輸入端</p><p>　　Q0-Q3：數(shù)據(jù)輸出端；</p><p>　　CPU：加法計(jì)數(shù)脈沖輸入端；</p><p>　　CPD：減法計(jì)數(shù)脈沖輸入端；</p><p>

68、　　RD：異步置0端（高電平有效）；</p><p>　　LD：置數(shù)控制端（低電平有效）；</p><p>　　C：加法計(jì)數(shù)時(shí)，進(jìn)位輸出端（低電平有效）；</p><p>　　B：減法計(jì)數(shù)時(shí)，借位輸出端（低電平有效）</p><p>　　其中輸入輸出表如表3.2所示，時(shí)序圖如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6

69、 74LS192時(shí)序圖分析</p><p>　　用兩個(gè)74LS192可以實(shí)現(xiàn)100進(jìn)制計(jì)數(shù)器如圖3-7所示，計(jì)數(shù)開(kāi)始時(shí)，先在MR端輸入一個(gè)正脈沖，此時(shí)兩個(gè)計(jì)數(shù)器均被置為0狀態(tài)。此后在PL端輸入“1”，MR端輸入“0”，則計(jì)數(shù)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。</p><p>　　在個(gè)位的74LS192(1)的端逐個(gè)輸入計(jì)數(shù)脈沖CP，個(gè)位的74LS192開(kāi)始進(jìn)行加法計(jì)數(shù)。在第10個(gè)脈沖上升沿到來(lái)后，個(gè)位74

70、LS192的狀態(tài)從1001→0000，同時(shí)其進(jìn)位輸出TCD從0→1。</p><p>　　此上升沿使十位的74LS192（2）從0000開(kāi)始計(jì)數(shù)，直到第100個(gè)CP脈沖作用后，計(jì)數(shù)器1001 1001恢復(fù)為0000 0000，完成第一次計(jì)數(shù)循環(huán)。</p><p>　　圖3-7 100進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　3.5 74LS14六反相器</p>

71、<p>　　在外部接線中還要用到一些邏輯非門(mén)器件，在這里選取了三個(gè)74LS14六反相器，在外部接線中為了接線方便沒(méi)有作為整體畫(huà)出來(lái)，而是用非門(mén)邏輯符號(hào)代替，反相器就是將信號(hào)進(jìn)行處理使其輸出相反的信號(hào)，比如輸入是低電平，那么輸出就是高電平。其工作電源額定電壓為5V，輸入電流高電平時(shí)最大值為0.4mA，低電平時(shí)最大值為8mA。</p><p>　　74LS14六反相器有六對(duì)相互獨(dú)立的輸入端口和輸出端口，

72、其引腳圖如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8 74LS14引腳圖</p><p>　　A端為輸入端，Y端為輸出端，一片芯片一共6路。即1、3、5、9、11、13為輸入端2、4、6、8、10、12為輸出端，輸出與輸入結(jié)果反向。</p><p>　　3.6 I∕O分配</p><p>　　為了硬件電路接線方便和程序清晰易讀，用SB5

73、作為四個(gè)參賽隊(duì)分別用與之對(duì)應(yīng)號(hào)SB1、SB2、SB3、SB4設(shè)置按鈕。SB0為比賽復(fù)位按鈕，使下輪比賽開(kāi)始。同理用Y0、Y1、Y2、Y3輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈EL1、EL2、EL3、EL4，四隊(duì)對(duì)號(hào)數(shù)碼管顯示輸出為Y4、Y5、Y6，置數(shù)開(kāi)關(guān)Y7，置數(shù)Y10、Y11、Y12，清零Y13，顯示消隱Y14、Y15, 觸發(fā)脈沖Y16、裁判臺(tái)燈Y17、蜂鳴器Y20如表3.3所示。同時(shí)用到時(shí)間繼電器T0、T1、T2、T3、T5，輔助繼電器M0、M

74、1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M10、M11、M12、M13、M14。具體如圖3-9所示。</p><p>　　表3.3 知識(shí)競(jìng)賽搶答器輸入輸出口分配表</p><p>　　3-9外部硬件接線圖</p><p><b>　　第4章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 PLC梯形圖</p

75、><p>　　PLC梯形圖使用應(yīng)符合以下規(guī)則：</p><p>　　(1)每個(gè)梯形圖是由多個(gè)梯級(jí)組成，每個(gè)線圈可構(gòu)成一個(gè)梯級(jí)，每個(gè)梯級(jí)可由多條支路組成，每個(gè)梯級(jí)代表一個(gè)邏輯方程。</p><p>　?。?）梯形圖中的繼電器不是物理繼電器，每個(gè)繼電器和輸入觸點(diǎn)均為存儲(chǔ)器中的一位，相應(yīng)位為“１”態(tài)表示繼電器得電或常開(kāi)觸點(diǎn)閉合或常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。</p><p

76、>　?。?）梯形圖中流過(guò)的電流不是物理電流，而是“概念電流”，是用戶程序解算中滿足輸出執(zhí)行條件的形象表示,“概念電流”只能從左向右流動(dòng)。</p><p>　　（4）梯形圖中的繼電器觸點(diǎn)可在編制用戶程序時(shí)無(wú)限次地引用，既可常開(kāi)又可常閉。</p><p>　?。?）梯形圖中輸入觸點(diǎn)和輸出線圈不是物理觸點(diǎn)和線圈，用戶程序的解算是PLC的輸入和輸出狀態(tài)表的內(nèi)容，而不是根據(jù)解算時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)

77、。</p><p>　?。?）輸出線圈只對(duì)應(yīng)輸出狀態(tài)表的相應(yīng)位，不能用該編程元素直接驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行元件，該位的狀態(tài)必須通過(guò)I/O模塊上對(duì)應(yīng)的輸出晶體管開(kāi)關(guān)、繼電器或晶閘管等，才能驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行元件。</p><p>　　（7）在輸出線圈右側(cè)不能再連觸點(diǎn)，觸點(diǎn)必須在輸出線圈的左側(cè)。</p><p>　?。?）兩個(gè)或兩個(gè)以上線圈可以并聯(lián)，但不能串聯(lián)。</p>

78、<p>　?。?）梯形圖左端母線不能和輸出線圈直接相連，必須通過(guò)繼電器觸點(diǎn)相。</p><p>　　（10）程序結(jié)尾要有END指令。</p><p>　　4.2 程序設(shè)計(jì)要求分析和編程元件選取</p><p>　　1.當(dāng)裁判按下開(kāi)始開(kāi)關(guān)SB5時(shí)，時(shí)鐘數(shù)碼管顯示15S倒計(jì)時(shí)，15S內(nèi)各隊(duì)可以搶答，當(dāng)有一隊(duì)搶答成功時(shí)，蜂鳴器響，其他隊(duì)不能搶答，這時(shí)顯示所搶答

79、到隊(duì)的隊(duì)號(hào)，時(shí)鐘數(shù)碼管顯示30S倒計(jì)時(shí)。</p><p>　　2.裁判按下SB5,超過(guò)15S還沒(méi)有隊(duì)搶答，這時(shí)蜂鳴器響，裁判燈亮，這時(shí)隊(duì)員不能搶答。</p><p>　　3.當(dāng)有一個(gè)隊(duì)搶答成功后，答題超過(guò)30S時(shí)，這時(shí)蜂鳴器響，裁判燈亮。</p><p>　　4.當(dāng)有隊(duì)在裁判還沒(méi)有按SB5就開(kāi)始搶答，這時(shí)屬于違規(guī)操作，蜂鳴器響，隊(duì)燈亮，裁判燈亮。</p>

80、<p>　　因此，肯定會(huì)用到PLC輸入繼電器X、輸出繼電器Y。同時(shí)為了編程方便和實(shí)現(xiàn)功能，需用到輔助繼電器M。對(duì)于時(shí)間要求要用到非積算式定時(shí)器T，對(duì)于電路復(fù)位，如果用傳統(tǒng)的串常閉點(diǎn)的話，會(huì)很麻煩增加程序的復(fù)雜程度，所以決定用主控指令MC、MCR復(fù)位電路。此外還有為了方便蜂鳴器的控制用到了脈沖輸出指令PLS，如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1四路搶答器的梯形圖（1）</p>

81、<p>　　圖4-1四路搶答器的梯形圖（2）</p><p>　　圖4-1四路搶答器的梯形圖（3）</p><p>　　圖4-1四路搶答器的梯形圖（4）</p><p><b>　　4.3 語(yǔ)句表</b></p><p>　　4.4 梯形圖程序分析</p><p>　　1.復(fù)位（如圖

82、4-2所示）</p><p><b>　　圖4-2</b></p><p>　　正常搶答時(shí)M10的常閉觸點(diǎn)使得執(zhí)行N0號(hào)主控指令。搶答結(jié)束后，當(dāng)裁判按下SB0時(shí)，X0得電，M10得電使其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，這樣就不執(zhí)行MC與MCR之間的程序，元件復(fù)位。</p><p>　　2.搶答開(kāi)始（如圖4-3所示）</p><p><

83、;b>　　圖4-3</b></p><p>　　裁判按下開(kāi)始按鈕SB5時(shí)，X5得電，接通M1自鎖，同時(shí)T0得電開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)有隊(duì)員搶答后M2會(huì)得電，其常閉觸點(diǎn)就斷開(kāi)了T0。</p><p><b>　　3.隊(duì)員搶答</b></p><p>　　一號(hào)隊(duì)搶答時(shí)，隊(duì)員按下SB1使得X1得電，接通Y0自鎖，這時(shí)一號(hào)隊(duì)指示燈亮，同時(shí)如果是

84、正常的沒(méi)有違規(guī)情況下?lián)尨?，再通過(guò)M1觸點(diǎn)接通M11，M11是用來(lái)顯示隊(duì)號(hào)在下面程序中會(huì)講到，如果隊(duì)員是違規(guī)操作，即裁判沒(méi)有開(kāi)始就搶答，這時(shí)M1沒(méi)有閉合，M11不得電。</p><p>　　M2的常閉觸點(diǎn)使得各隊(duì)之間有互鎖關(guān)系，因?yàn)樵谙旅娴某绦蛑v到有一個(gè)隊(duì)搶答后M2都會(huì)得電，M2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，這時(shí)別的隊(duì)就不能搶答。</p><p>　　其他隊(duì)，和一隊(duì)是一樣的（如圖4-4所示）。</p

85、><p><b>　　圖4-4</b></p><p>　　一號(hào)隊(duì)搶答時(shí)，隊(duì)員按下SB1使得X1得電，接通Y0自鎖，這時(shí)一號(hào)隊(duì)指示燈亮，同時(shí)如果是正常的沒(méi)有違規(guī)情況下?lián)尨?，再通過(guò)M1觸點(diǎn)接通M11，M11是用來(lái)顯示隊(duì)號(hào)在下面程序中會(huì)講到，如果隊(duì)員是違規(guī)操作，即裁判沒(méi)有開(kāi)始就搶答，這時(shí)M1沒(méi)有閉合，M11不得電。</p><p>　　M2的常閉觸點(diǎn)使

86、得各隊(duì)之間有互鎖關(guān)系，因?yàn)樵谙旅娴某绦蛑v到有一個(gè)隊(duì)搶答后M2都會(huì)得電，M2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，這時(shí)別的隊(duì)就不能搶答。其他隊(duì)，和一隊(duì)是一樣的。</p><p>　　4.隊(duì)號(hào)顯示（如圖4-5所示）</p><p><b>　　圖4-5</b></p><p>　　由上面的內(nèi)容知道一號(hào)隊(duì)搶答M11得電，二號(hào)隊(duì)搶答M12得電，三號(hào)隊(duì)搶答M13得電，四號(hào)隊(duì)搶

87、答M14得電。M11得電接通Y4，M12得電接通Y5，M13得電接通Y4和Y5，M14得電接通Y6。</p><p>　　5.答題計(jì)時(shí)（如圖4-6所示）</p><p><b>　　圖4-6</b></p><p>　　有一個(gè)搶答時(shí)，就接通了M2并且自鎖，同時(shí)接通了T1開(kāi)始計(jì)時(shí)。在這里看起來(lái)違規(guī)搶答時(shí)也會(huì)接通T1計(jì)時(shí)，但在后面的程序中可知并不會(huì)

88、顯示出來(lái)。如果有人答題超時(shí)了，T0還在得電但在下面的程序中講到時(shí)鐘已經(jīng)清零了。</p><p>　　6.時(shí)鐘置數(shù)（如圖4-7所示）</p><p><b>　　圖4-7</b></p><p>　　在這里我們首先要知道置數(shù)是當(dāng)搶答或答題開(kāi)始后，給時(shí)鐘設(shè)定一個(gè)數(shù)，然后每隔1秒開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。</p><p>　　當(dāng)M1得電，通

89、過(guò)M3和M4的常閉觸點(diǎn)接通Y7和T2，0.5S后T2接通M3，M3得電后，Y7被斷開(kāi)。在這時(shí)M2得電，通過(guò)M4常閉觸點(diǎn)又接通Y7和T2，0.5S后，T2使得M4得電，M4得電后又?jǐn)嚅_(kāi)Y7。在這里設(shè)置T2是為了保證置數(shù)有效。</p><p><b>　　7. 置數(shù)</b></p><p>　　搶答開(kāi)始M1和Y7得電，通過(guò)M2常閉觸點(diǎn)，接通M5，M5得電后，接通了Y10和

90、Y11，這時(shí)置數(shù)15。</p><p>　　有隊(duì)員搶答時(shí)，M2和Y7得電，接通M6，M6得電后接通了Y11和Y12，這時(shí)置數(shù)30。（如圖4-8所示）</p><p><b>　　圖4-8</b></p><p><b>　　8.時(shí)鐘清零</b></p><p><b>　　圖4-9<

91、/b></p><p>　　當(dāng)搶答和答題超時(shí)后，T0和T1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通了Y13自鎖，這時(shí)時(shí)鐘被清零。（如圖4-9所示）</p><p><b>　　9.時(shí)鐘和隊(duì)號(hào)消隱</b></p><p>　　M1得電后，Y14得電，在這時(shí)顯示倒計(jì)時(shí)間，如果M2再得電，就接通了Y15，這時(shí)顯示隊(duì)號(hào)。當(dāng)Y14和Y15沒(méi)有得電時(shí)，數(shù)碼管是不顯示任何

92、東西的。（如圖4-10所示）</p><p><b>　　圖4-10</b></p><p><b>　　10.脈沖產(chǎn)生</b></p><p><b>　　圖4-11</b></p><p>　　搶答開(kāi)始，M1得電，通過(guò)M2、Y13、T3的常閉觸點(diǎn)接通T3，1S后T3通過(guò)T4

93、的常閉觸點(diǎn)接通了Y16和T4，0.5S后T4又?jǐn)嚅_(kāi)了Y16和自己。</p><p>　　從這里可以看出M1得電后1S，Y16才得電，Y16得電0.5S后又?jǐn)嚅_(kāi)。由于T3是一直得電的，所以每隔1S，T3接通一次Y16，這樣就通過(guò)Y16的閉合斷開(kāi)，產(chǎn)生了一個(gè)矩形波脈沖。</p><p>　　如果有隊(duì)員搶答，M2得電，會(huì)通過(guò)M2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)T3，同時(shí)又接通M7，M7得電后，在下一個(gè)掃描周期又接

94、通T3，重新產(chǎn)生脈沖。這樣可以保證脈沖的同步可靠。（如圖4-11所示）</p><p><b>　　11.裁判臺(tái)燈</b></p><p><b>　　圖4-12</b></p><p>　　當(dāng)有隊(duì)員在裁判沒(méi)有開(kāi)始就搶答，也就是M1還沒(méi)有得電，M2就已經(jīng)得電，這時(shí)就會(huì)接通Y17。當(dāng)答題或搶答超時(shí)時(shí)，由前面所講的可知Y13會(huì)

95、得電，Y13得電會(huì)接通Y17。在這里對(duì)于超時(shí)的只需要用Y13而不用T0和T1，因?yàn)橛幸环N超時(shí)后不可能再有超時(shí)的情況，所以只需要用Y13就可以了。（如圖4-12所示）</p><p><b>　　12.蜂鳴器</b></p><p><b>　　圖4-13</b></p><p>　　當(dāng)有人搶答或違規(guī)搶答時(shí)，M2得電，通過(guò)脈

96、沖輸出指令PLS接通一次M8，M8得電通過(guò)T5的常閉觸點(diǎn)接通Y20和T5，T5在1S后斷開(kāi)Y20，Y20得電時(shí)蜂鳴器響。</p><p>　　當(dāng)搶答或答題超時(shí)時(shí)，Y13得電，再通過(guò)脈沖輸出指令PLS接通一次M8，同理蜂鳴器響1S后停止。</p><p>　　程序最后是主控復(fù)位指令MCR（如圖4-13所示）。</p><p>　　通過(guò)上面的分析可知，梯形圖程序可以實(shí)現(xiàn)

97、所要求的功能。</p><p>　　第5章 模擬運(yùn)行和調(diào)試過(guò)程</p><p><b>　　5.1 模擬調(diào)試</b></p><p><b>　　1.調(diào)試準(zhǔn)備</b></p><p>　　首先用電腦將設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)梯形圖輸入到PLC中，用按鈕開(kāi)關(guān)控制輸入信號(hào)，從SB0到SB5分別控制X0到X5，將P

98、LC連接電源，按外部接線圖接好PLC輸入部分的電路，輸出部分，根據(jù)對(duì)應(yīng)PLC指示燈就可以判斷出所處的狀態(tài)，所以PLC的輸出部分的電路就不用接了。</p><p><b>　　2.程序調(diào)試</b></p><p>　?。?）當(dāng)按下按鈕開(kāi)關(guān)SB5時(shí)，Y7、Y10、Y11、Y14、Y16得電指示燈亮，其它輸出失電。其中Y7、Y10、Y11指示燈亮一下又滅，即得電一次又失電，

99、得電時(shí)間大約是0.5s；Y14指示燈常亮，即Y14一直得電；Y16指示燈呈現(xiàn)閃爍狀態(tài)，即在按鈕按下后1s得電，然后0.5s后失電，0.5s后又得電，以此類(lèi)推。</p><p>　?。?）在SB5按下后時(shí)間超過(guò)15s，沒(méi)有其它操作的情況下，Y13、Y14、Y17、Y20得電，其它輸出失電。其中Y13、Y14、Y17指示燈常亮，一直得電；Y20指示燈亮1s后熄滅，即Y20得電1s。</p><p&

100、gt;　　（3）在SB5按下后的15s內(nèi)，按下SB1到SB4的任意一個(gè)，或者是幾個(gè)。在這種情況下，如果SB1到SB4這四個(gè)按鈕中，最先按下了SB1，那么Y0、Y4、Y7、Y11、Y12、Y14、Y15、Y16、Y20得電，其它輸出失電，其中Y0、Y4、Y14、Y15指示燈常亮，一直得電；Y7、Y11、Y12指示燈亮0.5s，即得電0.5s；Y16指示燈呈現(xiàn)閃爍狀態(tài)，即在按鈕按下后1s得電，然后0.5s后失電，0.5s后又得電，以此類(lèi)推；

101、Y20指示燈亮1s，即得電1s。</p><p>　　如果最先按下SB2，那么Y1、Y5、Y7、Y11、Y12、Y14、Y15、Y16、Y20得電，其它輸出失電，其中Y1、Y5、Y14、Y15指示燈常亮，一直得電。其它得電的輸出氣指示燈狀態(tài)和按下SB1時(shí)是一樣的。</p><p>　　如果最先按下SB3，那么Y2、Y4、Y5、Y7、Y11、Y12、Y14、Y15、Y16、Y20得電，其它輸

102、出失電，其中Y2、Y4、Y5、Y14、Y15指示燈常亮，一直得電。其它得電的輸出氣指示燈狀態(tài)和按下SB1時(shí)是一樣的。</p><p>　　如果最先按下SB4，那么Y3、Y6、Y7、Y11、Y12、Y14、Y15、Y16、Y20得電，其它輸出失電，其中Y3、Y6、Y14、Y15指示燈常亮，一直得電。其它得電的輸出氣指示燈狀態(tài)和按下SB1時(shí)是一樣的。</p><p>　?。?）如果先按下SB5

103、，再按下SB1到SB4的任意一個(gè)，比如按下了SB1，時(shí)間超過(guò)了30s，那么Y0、Y4、Y13、Y14、Y15、Y17、Y20得電。其中Y0、Y4、Y13、Y14、Y15、Y17指示燈常亮；Y20亮1s。如按下的不是SB1而是其它按鈕，Y13、Y14、Y15、Y17、Y20也是得電的，并且狀態(tài)一樣，不同的是按下SB2，還有Y1、Y5得電；按下SB3還有Y2、Y4、Y5得電；按下SB4還有Y3、Y6得電。</p><p&

104、gt;　?。?）如果在SB5沒(méi)有按下的情況下，按下了SB1到SB4中的一個(gè)，如果按下了SB1，那么Y0、Y17、Y20指示燈亮，其中Y0、Y17常亮，Y20亮1s；如果按下了SB2，那么Y1、Y17、Y20指示燈亮，其中Y1、Y17常亮，Y20亮1s；如果按下了SB3，那么Y2、Y17、Y20指示燈亮，其中Y2、Y17常亮，Y20亮1s；如果按下了SB4，那么Y3、Y17、Y20指示燈亮，其中Y3、Y17常亮，Y20亮1s。</p

105、><p>　?。?）按下SB0時(shí)，不管PLC處于什么狀態(tài)，所有輸出指示燈都滅，即所有的輸出繼電器都失電。</p><p><b>　　3.模擬調(diào)試結(jié)果</b></p><p>　　根據(jù)梯形圖和課題要求進(jìn)行程序調(diào)試后，其結(jié)果完全能滿足課題要求，在調(diào)試過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)程序錯(cuò)誤的現(xiàn)象。說(shuō)明系統(tǒng)梯形圖正確，和外部硬件電路相結(jié)合，整體設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)功能，正常工作

106、。模擬調(diào)試完成以后，程序正確就可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試了。</p><p><b>　　5.2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試</b></p><p><b>　　1.調(diào)試準(zhǔn)備</b></p><p>　　用電腦將設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)梯形圖輸入到PLC中，用按鈕開(kāi)關(guān)控制輸入信號(hào)，從SB0到SB5分別控制X0到X5，將PLC連接電源，輸出部分各芯片接直流5V電

107、壓，按外部硬件電路圖接好外部電路。</p><p><b>　　2.現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試</b></p><p>　?。?）按下按鈕SB5，時(shí)鐘數(shù)碼管開(kāi)始顯示15s倒計(jì)時(shí)，各燈不亮，蜂鳴器不響，隊(duì)號(hào)不顯示。</p><p>　?。?）按下SB5后，15s之后沒(méi)有操作，時(shí)鐘數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)間到，時(shí)鐘歸零，蜂鳴器響1s，裁判燈亮。</p><p

108、>　?。?）在按下SB5后，15s內(nèi)按下SB1到SB4的任意一個(gè)，或者是幾個(gè)。如果最先按下SB1，那么一隊(duì)燈亮，蜂鳴器響1s，隊(duì)號(hào)數(shù)碼管顯示“1”。同時(shí)時(shí)鐘數(shù)碼管開(kāi)始顯示30s倒計(jì)時(shí)。</p><p>　　如果最先按下SB2，那么二隊(duì)燈亮，蜂鳴器響1s，隊(duì)號(hào)數(shù)碼管顯示“2”。同時(shí)時(shí)鐘數(shù)碼管開(kāi)始顯示30s倒計(jì)時(shí)。</p><p>　　如果最先按下SB3，那么三隊(duì)燈亮，蜂鳴器響1s，隊(duì)號(hào)

109、數(shù)碼管顯示“3”。同時(shí)時(shí)鐘數(shù)碼管開(kāi)始顯示30s倒計(jì)時(shí)。</p><p>　　如果最先按下SB4，那么四隊(duì)燈亮，蜂鳴器響1s，隊(duì)號(hào)數(shù)碼管顯示“4”。同時(shí)時(shí)鐘數(shù)碼管開(kāi)始顯示30s倒計(jì)時(shí)。</p><p>　　（4）如果先按下SB5，再按下SB1到SB4的任意一個(gè)，比如按下了SB1，時(shí)間超過(guò)了30s。這時(shí)隊(duì)燈和隊(duì)號(hào)顯示不變，還是一號(hào)隊(duì)燈亮，隊(duì)號(hào)數(shù)碼管顯示“1”，時(shí)鐘數(shù)碼管清零，裁判燈亮，蜂鳴器響

110、1s。</p><p>　　如果按下SB2，隊(duì)燈和隊(duì)號(hào)顯示不變，還是二號(hào)隊(duì)燈亮，隊(duì)號(hào)數(shù)碼管顯示“2”，時(shí)鐘數(shù)碼管清零，裁判燈亮，蜂鳴器響1s。</p><p>　　如果按下SB3，隊(duì)燈和隊(duì)號(hào)顯示不變，還是三號(hào)隊(duì)燈亮，隊(duì)號(hào)數(shù)碼管顯示“3”，時(shí)鐘數(shù)碼管清零，裁判燈亮，蜂鳴器響1s。</p><p>　　如果按下SB4，隊(duì)燈和隊(duì)號(hào)顯示不變，還是四號(hào)隊(duì)燈亮，隊(duì)號(hào)數(shù)碼管顯示“

111、4”，時(shí)鐘數(shù)碼管清零，裁判燈亮，蜂鳴器響1s。</p><p>　　（5）如果在沒(méi)有按SB5的情況下，就按下了SB1到SB4中的一個(gè)，如果按下了SB1，一號(hào)隊(duì)燈亮，裁判燈亮，蜂鳴器響1s。如果按下了SB2，二號(hào)隊(duì)燈亮，裁判燈亮，蜂鳴器響1s。如果按下了SB3，三號(hào)隊(duì)燈亮，裁判燈亮，蜂鳴器響1s。如果按下了SB4，四號(hào)隊(duì)燈亮，裁判燈亮，蜂鳴器響1s。</p><p>　?。?）按下SB0時(shí)，

112、不管電路處于什么狀態(tài)，所有的登都熄滅，數(shù)碼管也不顯示，蜂鳴器不響，電路復(fù)位。</p><p><b>　　3.現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試結(jié)果</b></p><p>　　根據(jù)本設(shè)計(jì)的梯形圖和外部接線圖進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，在調(diào)試過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤。說(shuō)明系統(tǒng)能正常工作，整個(gè)課題設(shè)計(jì)完整正確。</p><p><b>　　心得體會(huì)</b></p&

113、gt;<p>　　自從我踏入天中大地，踏進(jìn)XXX大學(xué)的那天起，我人生最美麗的青春年華注定了要在此綻放。在提筆寫(xiě)“謝辭”的時(shí)候，我才始覺(jué)自己將要快離開(kāi)，人生新的戰(zhàn)線也要即將拉開(kāi)。此刻，突然有種置身于徐志摩詩(shī)中《再別康橋》的情景。盡管不舍，卻更珍惜，因?yàn)槲业纳杏心敲炊嗫蓯?ài)的人值得感激。他們使我的大學(xué)生活充滿了色彩，無(wú)論收獲、遺憾，對(duì)我來(lái)說(shuō)都是一筆寶貴的財(cái)富。</p><p>　　對(duì)我而言，知識(shí)上的收