基于plc的八路搶答器課程設(shè)計

1、<p>　　可編程控制器應(yīng)用技術(shù)</p><p><b>　　八</b></p><p><b>　　路</b></p><p><b>　　搶</b></p><p><b>　　答</b></p><p><b&

2、gt;　　器</b></p><p><b>　　概述2</b></p><p><b>　　Outline3</b></p><p>　　1設(shè)計目的與要求6</p><p><b>　　1.1設(shè)計目的6</b></p><p>&l

3、t;b>　　1.2設(shè)計要求6</b></p><p><b>　　2硬件電路設(shè)計7</b></p><p>　　2.1PLC機型選擇步驟與原則7</p><p>　　2.2控制要求分析10</p><p>　　2.3搶答器電路分析圖11</p><p>　　2.4外圍電

4、路的設(shè)計12</p><p><b>　　3.軟件設(shè)計13</b></p><p>　　3.1I/O分配13</p><p>　　3.2根據(jù)控制要求進行梯形圖設(shè)計14</p><p><b>　　3.3源程序15</b></p><p>　　4.課程設(shè)計總結(jié)21&

5、lt;/p><p><b>　　5.參考文獻22</b></p><p><b>　　概述</b></p><p>　　近年來隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計，可編程控制器是工業(yè)自動化裝

6、置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。PLC型搶答器是將PLC用于對搶答器的控制，主要是考慮其具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強的特性，同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富，可對目前使用的搶答器進行精確控制，特別是對多人搶答的控制可方便的實現(xiàn)。通過設(shè)計一個搶答器，使我們系統(tǒng)掌握可編程控制器的基本原理、功能、應(yīng)用、程序設(shè)計方法和編程技巧，是我們掌

7、握一些基本機型，掌握PLC控制技術(shù)的基本原理和應(yīng)用，并學習PLC編程的多樣性、靈活性，是我們掌握PLC在實際應(yīng)用中的控制作用、動作順序與原理，為今后從事自動化控制領(lǐng)域的工作打下堅實的基礎(chǔ)。同時，在設(shè)計過程中還能培養(yǎng)我們獨立工作能力與創(chuàng)造力，綜合運用專業(yè)及基礎(chǔ)知識的能力，解決實際工程技術(shù)問題的能力，查閱圖書資料、繪圖、書寫報告的能力</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC 搶答器</p><

8、;p><b>　　Outline </b></p><p>　　Recent years, with the rapid development of science and technology, PLC applications are continually deepening, while the traditional control test drive the rapid

9、ly growing update. It has a simple structure, easy programming, high reliability, has been widely used in industrial processes and automatic control of the location. According to statistics, the programmable controller i

10、s the most widely used industrial automation equipment in a device. Experts believe that the PLC will become the main </p><p>　　Key words: PLC Responder</p><p><b>　　緒論</b><

11、/p><p>　　在電視上我們會經(jīng)常看到一些智力搶答的節(jié)目，如果要是讓搶答者用舉手等方法，主持人很容易誤判，會造成搶答的不公平，比賽中為了準確、公正、直觀的判力競賽的電路裝置,該裝置由主體電路與擴展電路組成。優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽組的輸入信號在顯示器上輸出;用控制電路和主斷出第一個搶答者，所設(shè)計的搶答器通常由數(shù)碼顯示、燈光、音響等多種手段指示第一搶答者。為了使這種不公平不發(fā)生，只能靠電子產(chǎn)品的高準確性來

12、保障搶答的公平性。八路數(shù)字搶答器是一個可供八個參賽組進行智持人開關(guān)啟動報警電路,以上兩部分組成主體電路。通過定時電路和譯碼電路將秒脈沖產(chǎn)生的信號在顯示器上輸出實現(xiàn)計時功能,構(gòu)成擴展電路。</p><p>　　通過這次設(shè)計，掌握PIC單片機的原理，了解簡單多功能搶答器組成原理，初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測試方法，提高動手能力和排除故障的能力。同時通過本課題設(shè)計與裝配、調(diào)試，提高自己的動手能力，鞏固已學的理論知識，

13、建立單片機理論和實踐的結(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、計算定時計數(shù)的各個單元電路。初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測試方法。提高動手能力和排除故障的能力。</p><p><b>　　1設(shè)計目的與要求</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計目的</b></p><p>　　搶答器是

14、一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，在各種競賽、搶答場合中，它能迅速、客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。早期的搶答器只由幾個三極管、可控硅、發(fā)光管等組成，能通過發(fā)光管的指示辯認出選手號碼?，F(xiàn)在大多數(shù)搶答器均使用單片機和數(shù)字集成電路，并增加了許多新功能，如選手號碼顯示、搶按前或搶按后的計時、選手得分顯示等功能。從而使競賽真正達到公正、公平、公開。</p><p><b>　　1.2設(shè)計要求</b><

15、/p><p>　　1）搶答器同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕SB0 ~ SB7表示。</p><p>　　2）設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)REST/START，該開關(guān)由主持人控制。</p><p>　　3）搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，同時揚聲器發(fā)出報警聲響提示。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清

16、除為止。</p><p>　　4）搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定（如30秒）。當主持人啟動"開始"鍵后，定時器進行減計時，同時揚聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時間0.5秒左右。</p><p>　　5）參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。</p><p>　　6）如果定時時

17、間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答</p><p><b>　　2硬件電路設(shè)計</b></p><p>　　2.1PLC機型選擇步驟與原則</p><p>　　ＰＬＣ機型選擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護使用最方便以及性能價格比的最優(yōu)化機型。在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較小）的場合，建議選用整

18、體式結(jié)構(gòu)的ＰＬＣ；其它情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的ＰＬＣ。對于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項目中，一般其控制速度無須考慮，因此，選用帶Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換、Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換、加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機就能滿足要求。</p><p>　　而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的工程項目中（如要實現(xiàn)ＰＩＤ運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來選用中檔或高檔機。其中高檔機主要用于大規(guī)模過程控制

19、、全ＰＬＣ的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等。</p><p>　　(一) 合理的結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。</p><p>　　整體式PLC的每一個I／O點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便,在I／O點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、

20、I／O模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。</p><p>　　(二) 安裝方式的選擇</p><p>　　PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程I／O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。</p><p>　　集中式不需要設(shè)置驅(qū)動遠程I／O硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠程I／O式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠程I／O可以分散安裝在現(xiàn)場裝

21、置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動器和遠程I／O電源；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設(shè)備分別獨立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型PLC，但必須要附加通訊模塊。</p><p>　　(三)相應(yīng)的功能要求</p><p>　　一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。</p><p>　　對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模

22、擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶A／D和D／A轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強型低檔PLC。</p><p>　　對于控制較復(fù)雜，要求實現(xiàn)PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價格較貴，一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。</p><p><b>　　(四)響應(yīng)速度要求</b><

23、/p><p>　　PLC是為工業(yè)自動化設(shè)計的通用控制器，不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時，則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度，可選用具有高速I／O處理功能的PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。</p><p>　　(五)系統(tǒng)可靠性的要求</p><p>　　對于一般系統(tǒng)P

24、LC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。</p><p><b>　　(六)機型盡量統(tǒng)一</b></p><p>　　一個企業(yè)，應(yīng)盡量做到PLC的機型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題：</p><p>　?。?機型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。</p><p>

25、　?。?機型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓和技術(shù)水平的提高。</p><p>　　３)機型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計算機后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)。</p><p>　　PLC的容量包括I／O點數(shù)和用戶存儲容量兩個方面。</p><p>　　(一)I／O點數(shù)的選擇</p><p>　　PL

26、C平均的I／O點的價格還比較高，因此應(yīng)該合理選用PLC的I／O點的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭使用的I／O點最少，但必須留有一定的裕量。</p><p>　　通常I／O點數(shù)是根據(jù)被控對象的輸入、輸出信號的實際需要，再加上10％~15％的裕量來確定。</p><p>　　(二) 存儲容量的選擇</p><p>　　用戶程序所需的存儲容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有

27、關(guān)，而且還與功能實現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。一個有經(jīng)驗的程序員和一個初學者，在完成同一復(fù)雜功能時，其程序量可能相差25％之多，所以對于初學者應(yīng)該在存儲容量估算時多留裕量。</p><p>　　PLC的I／O點數(shù)的多少，在很大程序上反映了PLC系統(tǒng)的功能要求，因此可在I／O點數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲容量后，再加20％~30％的裕量。</p><p>　　存儲容量（字節(jié)）＝開關(guān)量I／O

28、點數(shù)×10 ＋ 模擬量I／O通道數(shù)×100</p><p>　　另外，在存儲容量選擇的同時，注意對存儲器的類型的選擇。</p><p><b>　　2.2控制要求分析</b></p><p>　　當主持人打開啟動開關(guān)后，在設(shè)定時間TO 內(nèi)，如果某組搶先按下?lián)尨鸢粹o，則驅(qū)動音效電路發(fā)出聲響，指示燈亮，并且在8段數(shù)碼管顯示器上顯

29、示出搶答成功的組號，此時電路實現(xiàn)互鎖，其他組再按下?lián)尨鸢粹o為無效;</p><p>　　在搶答成功后，主持人打開限時開關(guān)SW2，啟動計時器，在設(shè)定的時間TI 內(nèi)回答有效，當?shù)竭_設(shè)定時間10s時，則定時器復(fù)位，表示答題時間到。</p><p>　　2.3搶答器電路分析圖</p><p>　　2.4外圍電路的設(shè)計</p><p><b>

30、;　　3.軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1I/O分配 </b></p><p><b>　　I口：</b></p><p>　　00000-----start 主持人控制搶答器啟動按鈕</p><p>　　00002-----SB1 第1參賽

31、組搶答按鈕</p><p>　　00003-----SB2 第2參賽組搶答按鈕</p><p>　　00004-----SB3第3參賽組搶答按鈕</p><p>　　00005-----SB4 第4參賽組搶答按鈕</p><p>　　00006-----SB5 第5參賽組搶答按鈕</p><p&g

32、t;　　00007-----SB6 第6參賽組搶答按鈕</p><p>　　00008-----SB7 第7參賽組搶答按鈕</p><p>　　00009-----SB8 第8參賽組搶答按鈕</p><p><b>　　O 口：</b></p><p>　　10.01 輸

33、出第1組參賽搶答信號燈亮3S音響響2S</p><p>　　10.02 輸出第2組參賽搶答信號燈亮3S音響響 2S</p><p>　　10.03 輸出第3組參賽搶答信號燈亮3S音響響2S</p><p>　　10.04 輸出第4組參賽搶答信號燈亮3S音響響2S</p><p

34、>　　10.05 輸出第5組參賽搶答信號燈亮3S音響響2S</p><p>　　10.06 輸出第6組參賽搶答信號燈亮3S音響響2S</p><p>　　10.07 輸出第7組參賽搶答信號燈亮3S音響響2S</p><p>　　10.08 輸出第8組參賽搶答信號燈亮

35、3S音響響2S</p><p>　　3.2根據(jù)控制要求進行梯形圖設(shè)計</p><p><b>　　3.3源程序</b></p><p><b>　　OR 10.08</b></p><p>　　ANDNOT TIM002</p><p><b>　　OR 10.07

36、</b></p><p><b>　　OR 10.06</b></p><p><b>　　OR 10.05</b></p><p><b>　　OR 10.04</b></p><p><b>　　OR 10.03</b></p>

37、<p><b>　　OR 10.02</b></p><p>　　ANDNOT TIM001</p><p><b>　　LD 10.01</b></p><p>　　TIM 001 #30</p><p>　　TIM 002 #20</p><p><b

38、>　　OUT 10.00</b></p><p>　　LDNOT 0.09</p><p>　　KEEP(11) 200.00</p><p>　　ANDNOT 0.05</p><p>　　LDNOT 0.02</p><p><b>　　LD TIM000</b></p

39、><p>　　LD START000</p><p><b>　　LD TIM001</b></p><p>　　LD START000</p><p>　　TIM 000 #100</p><p>　　OUT 200.05</p><p>　　ANDNOT 0.08</

40、p><p>　　ANDNOT 0.07</p><p>　　ANDNOT 0.06</p><p>　　ANDNOT 0.04</p><p>　　ANDNOT 0.03</p><p>　　ANDNOT TIM000</p><p><b>　　OR 200.05</b>&l

41、t;/p><p><b>　　LD 10.08</b></p><p><b>　　OUT 10.08</b></p><p>　　LDNOT 10.07</p><p>　　LDNOT 10.06</p><p>　　LDNOT 10.05</p><p&g

42、t;　　LDNOT 10.04</p><p>　　LDNOT 10.03</p><p>　　LDNOT 10.02</p><p>　　LDNOT 10.01</p><p><b>　　LD 0.09</b></p><p><b>　　LD 10.07</b><

43、/p><p><b>　　OUT 10.07</b></p><p>　　LDNOT 10.08</p><p>　　LDNOT 10.06</p><p>　　LDNOT 10.05</p><p>　　LDNOT 10.04</p><p>　　LDNOT 10.03<

44、;/p><p>　　LDNOT 10.02</p><p>　　LDNOT 10.01</p><p><b>　　LD 0.08</b></p><p><b>　　LD 10.06</b></p><p><b>　　OUT 10.06</b></

45、p><p>　　LDNOT 10.08</p><p>　　LDNOT 10.07</p><p>　　LDNOT 10.05</p><p>　　LDNOT 10.04</p><p>　　LDNOT 10.03</p><p>　　LDNOT 10.02</p><p>

46、　　LDNOT 10.01</p><p><b>　　LD 0.07</b></p><p><b>　　LD 10.05</b></p><p><b>　　OUT 10.05</b></p><p>　　LDNOT 10.08</p><p>　　

47、LDNOT 10.07</p><p>　　LDNOT 10.06</p><p>　　LDNOT 10.04</p><p>　　LDNOT 10.03</p><p>　　LDNOT 10.02</p><p>　　LDNOT 10.01</p><p><b>　　LD 0.06

48、</b></p><p><b>　　LD 10.04</b></p><p><b>　　OUT 10.04</b></p><p>　　LDNOT 10.08</p><p>　　LDNOT 10.07</p><p>　　LDNOT 10.06</p&

49、gt;<p>　　LDNOT 10.05</p><p>　　LDNOT 10.03</p><p>　　LDNOT 10.02</p><p>　　LDNOT 10.01</p><p><b>　　LD 0.05</b></p><p><b>　　LD 10.03&l

50、t;/b></p><p><b>　　OUT 10.03</b></p><p>　　LDNOT 10.08</p><p>　　LDNOT 10.07</p><p>　　LDNOT 10.06</p><p>　　LDNOT 10.05</p><p>　　LD

51、NOT 10.04</p><p>　　LDNOT 10.02</p><p>　　LDNOT 10.01</p><p><b>　　LD 0.04</b></p><p><b>　　LD 10.02</b></p><p><b>　　OUT 10.02<

52、;/b></p><p>　　LDNOT 10.08</p><p>　　LDNOT 10.07</p><p>　　LDNOT 10.06</p><p>　　LDNOT 10.05</p><p>　　LDNOT 10.04</p><p>　　LDNOT 10.03</p>

53、;<p>　　LDNOT 10.01</p><p><b>　　LD 0.03</b></p><p><b>　　LD 10.01</b></p><p><b>　　OUT 10.01</b></p><p>　　LDNOT 10.08</p>

54、<p>　　LDNOT 10.07</p><p>　　LDNOT 10.06</p><p>　　LDNOT 10.05</p><p>　　LDNOT 10.04</p><p>　　LDNOT 10.03</p><p>　　LDNOT 10.02</p><p><b&

55、gt;　　LD 0.02</b></p><p>　　LD 200.003.4程序的下載、安裝和調(diào)試</p><p>　　通過可編程序控制器以及可編程序控制器試驗箱對程序進行調(diào)試。</p><p>　　首先打開可編程序控制器以及可編程序控制器試驗箱，輸入源程序。然后選擇運行檔位使其運行，最后對其工作結(jié)果進行調(diào)試。</p><p>

56、;　　4.課程設(shè)計總結(jié) </p><p>　　通過本次設(shè)計，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際，與具體項目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實際，又讓我懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。</p><p>　　在本次設(shè)計中，我們還需要大量的以前沒有學到過的知識，于是圖書館和電腦成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識，不知不覺中

57、我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學習的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會使我們受益非淺。</p><p>　　在設(shè)計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現(xiàn)一個問題的時候，需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來了。為以后的工作積累了經(jīng)驗，增強了信心。同時通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)

58、的鍛煉。使我在PLC的基本原理、PLC應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計思路技巧（特別是匯編語言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　同時要感謝指導(dǎo)老師的耐心細致教育，使我們認識到電子信息時代對我們的要求，以及培養(yǎng)我們一些在課堂上所學習不到的東西，使我們受益匪淺。</p><p>　　最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學表示衷心地

59、感謝！祝你們永遠幸?？鞓罚?lt;/p><p><b>　　5.參考文獻</b></p><p>　　1《電氣控制與PLC》案例教程，胡漢文 張鑫主編</p><p>　　2《PLC應(yīng)用技術(shù)》， 弭洪濤主編</p><p>　　3《可編程控制器原理與實踐教程》， 王整風 謝云敏主編 &

60、lt;/p><p>　　4 謝克明、夏路易、可編程控制器原理與程序設(shè)計 [M] .北京：電子工業(yè)出版社，2005.1-20.5鄭　成、現(xiàn)代可編程序控制器原理及應(yīng)用[M]、北京：科學出版社，1999.6 江秀漢、可編程序控制原理及應(yīng)用[M]、 西安：西安電子科技大學出版社，1998</p><p>　　7高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計實例.北京：人民郵電出版社，2004</p>