PLC课程设计-四人抢答器

学校代码;10128 学 号：201142934015

课程设计说明书

题 目：PLC四人抢答器 学生姓名： 学 院： 班 级： 指导教师：

二〇一三年六月十五日

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目录

第一章 概述 ........................................................... 1

1.1 题目背景及应用意义 .............................................. 2 1.2 本文内容及工作安排 .............................................. 3 第二章 系统硬件设计 ................................................... 4

2.1 器件介绍 ........................................................ 4 2.2 硬件连接 ........................................................ 5 第三章 软件设计 ....................................................... 6

3.1 控制流程 ........................................................ 6 3.2 程序设计 ........................................ 错误!未定义书签。 总结 ................................................... 错误!未定义书签。 参考文献 .............................................................. 10

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第一章 概述

1.1 题目背景及应用意义

随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能。但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单(有的甚至没有显示电路)，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。本设计要求就是利用PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用PLC本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。

可编程控制器（Programmable Logic Controller,简称PLC），是随着科学技术的进步与现代社会生产力方式的转变，为适应多品种、小批量生产的需要而产生、发展起来的一种新型的工业控制装置。PLC在我国的应用已经有二十几年的历史，随着目前生产自动化水平的提高，以及各种监控系统的需要，PLC以其外部电路简单、模块化结构、可靠性高，尤其可以通过方便的编制和修改软件来实现顺序控制的功能等特点，在工业的应用中越看越广泛。它将传统的继电气控制技术与计算机和通信技术融为一体。智能抢答器就是PLC的应用之一。现在的市场上，各种类型的智力竞赛出现在各种各样的场合，很多都要用到抢答器，因此，根据不同的需要，合理的设计抢答器并并灵活运用很有意义。抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，四位运转快速的新型电器

通过这次设计，掌握PLC的原理，了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和摆出故障的能力，同时同本课程设计装配、调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立PLC理论与实践的结合，了解多功能抢答器各单元电

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路之间的关系及相互影响，从而能正确设计各单元电路

1.2 本文内容及工作安排

抢答器由PLC以及外围电路组成，由于采用PLC，使得外围电路非

常能共享简单，但是功能并不比一般的抢答器少。功能描述如下： 1、 2、 3、 4、 5、

开始抢答信号灯光指示及犯规组号抢答器具有抢答自锁。 工作模式：手控。

按钮完成所有功能设定及各种操作。 准确分辨偷答功能。 具抢答提示。

抢答器工作流程描述

⑴ 四路抢答器即能使4位参赛队员同时参加抢答。

⑵ 设主持人为裁判台，参赛队员为参赛台。主持人有裁判灯，并且设有裁判台开始按钮SB5和复位按钮SB6；参赛台设有参赛队员抢答按钮以及参赛台灯。1-4号参赛台分别对应按钮SB3-SB6及参赛台信号灯EL1-EL4。

⑶竞赛抢答器能适合以下比赛规则：出题后，各队员抢答必须在主持人说出“开始”并按下裁判台的开始按钮SB5后30S内抢答。（若有选手在主持人未按下开始按钮就开始抢答则报警）25S时间到，如无队抢答，则抢答器给出报警信号，信号灯闪烁，信号灯闪烁5秒后仍无人抢答，则该题作废。 ⑷信号灯意义如下：

①主持人未开始，某队违规抢答，该队绿灯亮，主持人红灯亮。 ②主持人开始，主持人绿灯亮，某队正常抢答，该队绿灯亮。答题完毕后主持人按下复位按钮准备下一轮抢答。

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第二章 系统硬件设计

2.1 器件介绍

PLC与通用计算机没有什么区别，只是一台增强了I/O功能的可与

控制对象方便连接的计算机。其完成控制的实质是按一定算法进行I／O变换，并将这个变换物理实现，应用于工业现场。

1. 输入寄存器 输入寄存器可按位进行寻址，每一位对应一个开关量，其值反映了开关量的状态，其值的改变由输入开关量驱动，并保持一个扫描周期。CPU可以读其值，但不可以写或进行修改。

2. 输出寄存器 输出寄存器的每一位都表明了PLC在下一个时间段的输出值,而程序循环执行开始时的输出寄存器的值,表明的是上一时间段的真实输出值。在程序执行过程中,CPU可以读其值,并作为条件参加控制,还可以修改其值,而中间的变换仅仅影响寄存器的值。只有程序执行到一个循环的尾部时的值才影响下一时间段的输出，即只有最后的修改才对输出接点的真实值产生影响。

3. 存储器 存储器分为系统存储器和用户存储器。系统存储器存储的是系统程序，它是由厂家开发固化好了的，用户不能更改，PLC要在系统程序的管理下运行。用户存储器中存放的是用户程序和运行所需要的资源，I/O寄存器的值作为条件决定着存储器中的程序如何被执行，从而完成复杂的控制功能。

4. CPU单元 CPU单元控制着I／O寄存器的读、写时序，以及对存储器单元中程序的解释执行工作，是PLC的大脑。

5. 其它接口单元 其它接口单元用于提供PLC与其它设备和模块进行连接通信的物理条件。

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2.2 硬件连接

根据系统要求和所需要的硬件，系统数字量输入点总计6个点，输出点总计7个点。综合考虑到系统的性价比和系统的可扩展性，输入、输出点留出一定的富裕量。输入、输出端子电气接线图如图所示。

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第三章 软件设计

3.1 控制流程

本系统中设有4个抢答输入按钮、7个输出指示灯，一个复位按钮、一个开始按钮。在主持人的主持下,参赛人通过抢先按下按钮回答问题。首先应使用复位按钮复位后做好抢答准备。当主持人说开始，并同时按下开始按钮，抢答开始,并有三十秒限定时间。

1．若抢答者在此前抢先输入，则属违规要予指示该台台号，同时红灯亮,以便扣分惩罚。

2.只有在主持人按下开始抢答按钮后（绿灯亮），抢答者才能抢答，首先按下抢答器的，利用指示灯作为指示。

3.如果在二十五秒时间内各参赛人均不抢答,此时黄灯闪烁作为警示，到三十秒红灯亮，提示答题时间到。

4.主持人按下复位按钮后，新一轮抢答开始。 开始按钮并计时 抢答按钮 复位 是 提前抢答 抢答成功 红灯亮报警 显示组数并断开计时 回答完毕

无人抢答25秒后黄灯开始闪烁5秒，红灯亮 ----------------------------------------------------

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3.2 程序设计

根据要求编写梯形图如下；

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总结

在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的。所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。电路设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题

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的逻辑思维和创新能力。它才是一个设计的灵魂所在。因此在整个设计过程中大部分时间是用在单元电路的理解和设计上面。很多单元电路是可以借鉴书本上的，但怎样衔接各个单元电路才是关键的问题所在。通过这次的课程设计，我能运用已学的知识解决我在设计中遇到的问题，使我思考问题的能力得到了很大的提高。在做设计的过程中我查阅了很多的资料，并认真的阅读这些与我的设计相关的资料，从而我的专业涵养得到了提高，知识的储备量也有所增加。在做设计时，我复习了很多专业课的知识，这使得我的专业知识得以巩固。通过这次课程设计，我也发现自己的很多不足之处。在设计过程中我发现自己考虑问题很不全面，自己的专业知识掌握的很不牢固所掌握的电路应用软件还不够多，我希望自己的这些不足之处能在今后的工作和学习中得到改善。在这个课程设计中非常感谢的我的指导教师，给了我们很大的帮助。

参考文献

[1] 孙增圻等．智能控制理论与技术[M]．北京：清华大学出版社, 1997 [2] 王佳斌，康赐荣．MATLAB中神经网络工具包的应用[J] ．泉州师范学院学报(自然科学)． 2001，19 (2)： 80～83

[3] 胡寿松．自动控制原理[M]．第三版．北京：国防工业出版社， 1994 [4] 郭刚．自适应神经模糊控制策略在倒立摆系统中的研究[D] ．太原：太原理工大学， 2004

[1]陈远龄.《机床电气自动控制》. 重庆：重庆大学出版社.2004 [2]廖常初.《PLC 的编程方法与工程应用》.重庆：重庆大学出版社.2001 [3]贺哲荣.《流行PLC 实用程序及设计》.西安：西安电子科技大学出版社.2006

[4]邱公伟.《可编程控制器网络通信及应用》.北京：清华大学出版社.1992

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[5]郑 成.《现代可编程序控制器原理及应用》.北京：科学出版社.1999 [6]江秀汉.《可编程序控制原理及应用》.西安：西安电子科技大学出版社.1998

[7]王 红.《可编程控制器使用教程》.北京：电子工业出版社.2002 [8]王振民.《PLC原理及应用》.大庆石油学院.14-61

[9]谢克明.《可编程控制器原理与程序设计》.北京：电子工业出版社.2005.1-20

[10]刘 常.《用低压电器与可编程序控制器》.西安：西安电子科技大学出版社.2005

[11]王永华.《现代电气控制及PLC应用技术》.北京：北京航空航天大学出版社.2003

[12]殷洪义.《可编程控制器选择设计与维护》.北京：机械工业出版社.2002

以上为参考文献的示例。需要自己写几个你在做的过程中参考的文献，包括自己看的书。

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