plc六路搶答器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書</b></p><p><b>　　系別：機(jī)電工程系</b></p><p>　　專業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟(jì)和文化實(shí)業(yè)的發(fā)展，在很多公開競(jìng)爭(zhēng)場(chǎng)合要求有公正的競(jìng)爭(zhēng)

2、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)起來就更加困難。因此，一種能夠體現(xiàn)競(jìng)賽的公開、公平、公正性的知識(shí)競(jìng)賽搶答器成為一種需求。</p><p>　　本設(shè)計(jì)將以PLC為核心設(shè)計(jì)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，在保留了原始搶答器的基本功能的同時(shí)又增

3、加一系列的實(shí)用功能并簡(jiǎn)化其電路結(jié)構(gòu)，其將以其控制方便，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，從而使得競(jìng)賽不斷完善其公平、公正性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；競(jìng)賽搶答器；七段譯碼器</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p&

4、gt;<p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1課題研究背景1</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容2</p><p>　　2 整體方案選擇3</p><p>　　2.1整體功能介紹3</p><p>　　2.2競(jìng)賽搶答器控制要求3</

5、p><p>　　3 硬件電路設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.1控制特點(diǎn)分析4</p><p>　　3.2 外部接線圖5</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)6</b></p><p>　　4.1 I/O地址分配6</p><p>　　4.2 結(jié)構(gòu)流程圖7<

6、/p><p>　　4.3 梯形圖設(shè)計(jì)與分析8</p><p>　　4.4系統(tǒng)源程序11</p><p>　　5 程序調(diào)試及分析12</p><p>　　5.1程序運(yùn)行過程分析說明12</p><p>　　5.2調(diào)試結(jié)果12</p><p><b>　　總 結(jié)13</b&g

7、t;</p><p><b>　　致 謝14</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　目前國內(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

8、系統(tǒng)等四類產(chǎn)品。</p><p>　　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)單或者沒有，無法準(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。</p><p>　　對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來說，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，沒有得到廣泛的應(yīng)用

9、。</p><p>　　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。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

10、社會(huì)。</p><p>　　1.1 課程設(shè)計(jì)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)，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

11、適的編程語言和工具，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>　　2競(jìng)賽搶答器控制要求</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)七段數(shù)碼管（簡(jiǎn)稱LED）顯示6隊(duì)的智力競(jìng)賽搶答器。搶答器的外形結(jié)構(gòu)如圖1-1所示；總臺(tái)設(shè)有總臺(tái)開關(guān)及定時(shí)復(fù)位按鈕及指示燈，分臺(tái)按鈕及分臺(tái)指示燈，蜂鳴器（簡(jiǎn)稱喇叭）。</p><p>　　圖1-1搶答器的外形結(jié)構(gòu)圖&

12、lt;/p><p>　　(1)、系統(tǒng)上電后，持人在總臺(tái)單擊開始按鈕后允許各隊(duì)搶答即搶答有效。啟動(dòng)指示燈</p><p><b>　　亮蜂鳴器響2秒。</b></p><p>　?。?）、在搶答過程中1-6對(duì)任何一隊(duì)先按下各自的搶答按鈕（SB1—SB6）后該隊(duì)的指示燈亮（L1-L6），同時(shí)LED數(shù)碼管顯示當(dāng)前對(duì)號(hào)，及蜂鳴器想起2秒并連鎖其他選手，繼續(xù)

13、搶答無效。</p><p>　?。?）在有隊(duì)搶答的情況下，搶答器發(fā)出搶答信號(hào)定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，搶答各隊(duì)必須在120秒內(nèi)完成搶答及答題;如果在120秒內(nèi)未完成則作超時(shí)處理。</p><p>　?。?）120秒后主持人對(duì)搶答狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)后單擊開始按鈕清楚顯示數(shù)碼系統(tǒng)又繼續(xù)允許各隊(duì)開始搶答；直至又一個(gè)搶答先按下各自的搶答按鈕。</p><p>　　（５）、燈光亮與音響信號(hào)的

14、意義：</p><p>　?。保繇戫懀裁耄珕?dòng)指示燈亮　　開始搶答</p><p>　　２．音響響２秒＋某隊(duì)指示燈亮　　由某參賽隊(duì)正常答題　</p><p>　　注：各輸出端口統(tǒng)一采用直流２４Ｖ電源</p><p>　　搶答器的控制特點(diǎn)分析：</p><p>　　智能競(jìng)賽搶答器通過PLC進(jìn)行控制，按要求進(jìn)行編程；其主

15、要輸入就是通過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)的回應(yīng)。</p><p>　　競(jìng)賽搶答器有8個(gè)輸入信號(hào)（即8個(gè)輸入按鈕SB1-SB6 SD SR ）15個(gè)輸出信號(hào)（即Y0-Y6七段顯示碼，Y10-Y15六隊(duì)顯示，Y16蜂鳴器，Y17啟動(dòng)指示燈）。</p><p>　　由上述可知，PLC共有8個(gè)輸入點(diǎn)，15個(gè)輸出點(diǎn)。</p>&

16、lt;p>　　系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖如下圖1-2所示</p><p><b>　　3.2 外部接線圖</b></p><p>　　圖3-2 PLC六路智能搶答器外部接線圖</p><p>　　分析：SD代表“搶答開始”按鈕對(duì)應(yīng)輸入寄存器X0，SB1-SB6代表6組參賽選手的常開按鈕，分別對(duì)應(yīng)X1-X6,輸出寄存器Y0-Y6分別對(duì)應(yīng)顯示器a-g,

17、Y10-Y15分別對(duì)應(yīng)1-6隊(duì)顯示；Y17為啟動(dòng)指示燈，Y16為蜂鳴器，各輸出窗口統(tǒng)一采用直流24V電源。</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 I/O地址分配</p><p>　　輸入分配 開始搶答按鈕 SD X0</p><p><b>　　SR X1&l

18、t;/b></p><p><b>　　SB1 X2</b></p><p><b>　　SB2 X3</b></p><p><b>　　SB3 X4</b></p><p><b>　　SB4 X5</b></p>

19、<p><b>　　SB5 X6</b></p><p><b>　　SB6 X7</b></p><p><b>　　復(fù)位按鈕 X1</b></p><p>　　輸出分配 數(shù)碼管顯示a Y0</p><p>　　數(shù)碼管顯示b Y1&

20、lt;/p><p>　　數(shù)碼管顯示c Y2</p><p>　　數(shù)碼管顯示d Y3</p><p>　　數(shù)碼管顯示e Y4</p><p>　　數(shù)碼管顯示f Y5</p><p>　　數(shù)碼管顯示g Y6</p><p>　　蜂鳴器Y16

21、 啟動(dòng)指示燈 Y17</p><p>　　1隊(duì)顯示 Y10</p><p>　　2隊(duì)顯示 Y11</p><p>　　3隊(duì)顯示 Y12</p><p>　　4隊(duì)顯示 Y13</p><p>　　5隊(duì)顯示

22、 Y14</p><p>　　6隊(duì)顯示 Y15</p><p>　　七段譯碼管顯示器如圖所示</p><p>　　圖4-1 七段譯碼管顯示器</p><p>　　其中顯示器b、c亮顯示數(shù)字1；a、b、d、e、g亮顯示數(shù)字2；a、b、c、d、g亮顯示數(shù)字3；b、c、f、g亮顯示數(shù)字4；a、c、d、f、g亮顯示數(shù)字5；a、c

23、、d、e、f、g亮顯示數(shù)字6。</p><p><b>　　設(shè)置輔助繼電器</b></p><p>　　宣布開始 M8000</p><p>　　定時(shí)器 T0 T1</p><p><b>　　程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1主程序，在主持人按下開始按鈕

24、x0時(shí)就進(jìn)入了各隊(duì)搶答的子程序，主持人按下X1按鈕時(shí)對(duì)LED顯示各隊(duì)指示燈復(fù)位。</p><p>　　在按下X0調(diào)用子程序時(shí)，采用Y17自鎖；如果沒有Y17的自鎖，當(dāng)主持人按下X0后，程序指針便進(jìn)入搶答子程序，當(dāng)執(zhí)行到SRET返回指令便使程序指針返回主程序段，執(zhí)行CALL指令的下一條指令，所以不能再執(zhí)行子程序了。搶答器程序只執(zhí)行了一個(gè)掃描周期，這么短的時(shí)間供隊(duì)員搶答當(dāng)然是不夠的。所以在每個(gè)掃描周期中都執(zhí)行子程序，

25、可以達(dá)到搶答的目的。</p><p>　　2、在子程序設(shè)計(jì)中，主要考慮用LED顯示各隊(duì)的隊(duì)號(hào)，這里采用由PLC編制程序進(jìn)行譯碼，來控制a-g段。</p><p>　　假如參賽選手“1”號(hào)先搶答，需要將LED的bc段點(diǎn)亮，其對(duì)應(yīng)的數(shù)字編碼見表1-4顯示 數(shù)字“1”對(duì)應(yīng)的編碼應(yīng)該是十六進(jìn)制數(shù)H06或十進(jìn)制的K3 ,這里采用十六進(jìn)制數(shù)更為方便。</p><p>　　采用M

26、OV指令將H06送到K2Y0中顯示驅(qū)動(dòng)相應(yīng)段發(fā)光二極管點(diǎn)亮顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)字，其余參賽選手的對(duì)號(hào)顯示于此類似，用SET指令隊(duì)各參賽選手的指示燈位置進(jìn)行保持，由于搶答要求一旦一人先搶答其余各隊(duì)參賽選手再搶答無效，所以在每隊(duì)的搶答程序中傳入其余五隊(duì) 的常閉觸電以實(shí)現(xiàn)相互之間的互鎖。</p><p>　　4.3 梯形圖設(shè)計(jì)與分</p><p><b>　　圖4-3 梯形圖</b&g

27、t;</p><p><b>　　指令表</b></p><p><b>　　程序調(diào)試</b></p><p>　　主程序：當(dāng)系統(tǒng)上電后，主持人在總臺(tái)控制臺(tái)單擊開始按鈕X0，允許各隊(duì)人員開始搶答，即各隊(duì)搶答有效。啟動(dòng)指示燈亮音響響2秒。定時(shí)器T0開始工作，定時(shí)器按鈕與復(fù)位按鈕并聯(lián)，即定時(shí)器起復(fù)位作用。調(diào)用子程序CALL指令

28、調(diào)用子程序P0。FEND主程序結(jié)束。</p><p>　　在子程序中，在任何一隊(duì)搶答成功在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)T0=120S內(nèi)完成搶答和答題，如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)為完成如上操作則視為搶答超時(shí)；即120s后搶答器自動(dòng)復(fù)位進(jìn)行下一輪搶答直至又一隊(duì)搶答成功。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成搶答和答題完成，則主持人按下復(fù)位按鈕進(jìn)行下一輪搶答；直至又一隊(duì)搶答完成。</p><p>　　在子程序中串入輔助繼電器M8000

29、運(yùn)行監(jiān)視，當(dāng)PLC執(zhí)行用戶程序時(shí)M8000為ON停止時(shí)M8000為OFF.</p><p>　　進(jìn)棧后執(zhí)行沒個(gè)隊(duì)的搶答程序，其余各隊(duì)的搶答按鈕SB1-SB6對(duì)應(yīng)的輸出寄存X2-X7在程序設(shè)計(jì)中為了公平、公正的原則，在每隊(duì)的搶答梯級(jí)中分別串聯(lián)了其余各隊(duì)的輸出寄存器的常閉觸點(diǎn)，達(dá)到在一隊(duì)搶答成功的前提下，其余各隊(duì)搶答無效。其中每隊(duì)的常開觸點(diǎn)都與蜂鳴器相連，即任何一隊(duì)搶答完成蜂鳴器都會(huì)響。</p><

30、;p>　　程序中在使用SET置位指令，使搶答完成后使其輸出指示燈保持ON；SRET子程序返回指令，使程序返回到CALL指令的下一步執(zhí)行。END指整個(gè)程序結(jié)束。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過這半個(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，仍沒有能夠?qū)崿F(xiàn)像課題設(shè)計(jì)中那樣倒計(jì)

31、時(shí)而且?guī)в新暪馓崾镜裙δ艿难a(bǔ)充與完善。但是通過這次的課程設(shè)計(jì)，我能運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)解決我在設(shè)計(jì)中遇到的問題，使自己的動(dòng)手能力和思考問題的能力得到了很大的提高。在做設(shè)計(jì)的過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)際性的問題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性

32、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。</p><p>　　但是，通過這次設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處。在設(shè)計(jì)過程中我發(fā)現(xiàn)自己考慮問題很不全面，自己的專業(yè)知識(shí)掌握的很不牢固，所掌握的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件還不夠多，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。而且，通過這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持和努力，這將為以后的學(xué)習(xí)做出了最好

33、的榜樣！同時(shí)，該設(shè)計(jì)也有不足之處，缺少了答題計(jì)分等功能。我將會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)學(xué)習(xí)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　大三上學(xué)期不知不覺中就要結(jié)束了，在這段難忘的生活中，有我許多美好的回憶。首先感謝感謝學(xué)校給我們提供這個(gè)能自我展示的平臺(tái).感謝我的指導(dǎo)教師xx老師，你從一開始的論文方向的選定，到最后的整篇設(shè)計(jì)論文的完成，都非常耐心的對(duì)我

34、進(jìn)行指導(dǎo)。給我提供了大量數(shù)據(jù)資料和建議，告訴我應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)問題，細(xì)心的給我指出錯(cuò)誤，修改論文。謝謝我們的任課老師xx，從一開課就是是你的悉心教導(dǎo)、孜孜不倦我們才能順利的完成這次課程設(shè)計(jì)。在此，我還要感謝寢室的兄弟們?cè)谖彝瓿烧n程設(shè)計(jì)的過程中給予我的幫助和鼓勵(lì)，</p><p><b>　　謝謝！</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b>

35、;</p><p>　　[1] 張鳳珊 電氣控制及可編程序控制器2版 [M] 北京: 中國輕工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[2] 史國生 電氣控制與可編程控制器技術(shù) [M] 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[3] 郁漢琪 電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù) [M] 南京: 東南大學(xué)出版社，2003</p><p&g