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基于PLC的六路抢答器系统设计

49
2020年4月19日
文档仅供参考

课程设计说明书

题目: 基于PLC的六路抢答器系统设计

系 别： 机 械 工 程 学 院
专 业 班 级： 机设10-12
学 号： 302627
学 生 姓 名： 张 磊
指 导 教 师： 马 天 兵
年 0 1 月 15 日

安徽理工大学课程设计（论文）任务书
机械工程学院 测控教研室
学 号

学生姓名
张磊
专业（班级）
机设10-12班
设计题目
基于PLC的六路抢答器系统设计
设
计
技
术
参
数
1. 抢答器同时供6个人或6支参赛队伍使用。
2. 每位选手配有一个抢答按钮和一个抢答成功指示灯，违规抢答指示灯。。
3. 主持人没按下开始按钮，选手按下抢答按钮属于违规抢答，违规抢答的第一个抢答有效。
4. 当主持人按下起动按钮时,准备抢答信号灯灭,允许抢答;第一位抢答有效,对应信号灯亮,其它选手则抢答无效。
设

计

要

求
1. 抢答器同时供6个人或6支参赛队伍使用。
2. 主持人台设有一个开始按钮、一个复位按钮和一个准备抢答信号灯。
3. 选手台设有6个抢答成功指示灯和6个抢答违规指示灯。
4. 当主持人按下起动按钮时,准备抢答信号灯灭,允许抢答;第一位抢答有效,对应信号灯亮,其它选手则抢答无效。
5. 主持人按下复位按钮时,所有指示灯都回到初始状态,准备抢答信号灯亮。
6. 如果在准备抢答信号灯亮时抢答,则犯规者所对应的抢答违规信号灯亮。
工
作
量

熟悉PLC技术，编写程序并调试，课程设计说明书一份。

工
作
计
划
第一周：查阅相关资料和书籍，进行方案拟定。
第二周：进行硬件和原理设计。
第三周：编写程序并进行仿真调试。
第四周：实物调试成功，编写课程设计说明书。
参

考

资

料
[1] FX1S,FX1N,FX2N,FX2NC编程手册
[2] 郑凤翼. 三菱FX2N系列PLC应用100例[M]. 电子工业出版社， .
[3] 姜治臻.PLC项目实训——FX2N系列[M].北京:高等教育出版社， .
[4] 魏德仙.可编程控制原理及应用[M].北京：中国水利水电出版社. .
[5] 汤自春.PLC原理及应用技术[M].北京：高等教育出版社， .
[6] 王阿根. 电气可编程控制原理与应用[M].北京：清华大学出版社. .
指导教师签字

教研室主任签字

年 01月15 日

学生姓名： 张磊 学号： 专业班级： 机设10-12班
课程设计题目： 基于PLC的六路抢答器系统设计

指导教师评语：

成绩：

指导教师：

年 月 日

安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表

摘 要

抢答器在生活中应用较为广泛，我们常在各种电视的娱乐节目中看到。传统举手强大不适用于微小时间间隔的快速响应场合。PLC 具有可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，编程语言易学，体积小、重量轻、能耗低等特点。利用PLC控制的新型抢答器改变了传统举手抢答的不足之处，经过预定程序的设定能更准确、更公正、更直观的显示抢答选手的信息。基于PLC设计的抢答器能让主持人很直观的看到是谁抢答了或者是谁犯规了，让比赛更加公正 ，更有趣味性，更有刺激性。
本设计任务是基于三菱FX1N型PLC为主要控制器进行六人抢答器的设计。并针对要求给出了两种设计方法，一种是采用基本指令实现，另一种是用数据传送指令、比较指令实现。然后在基于实验平台进行仿真模拟调试。

关键词：PLC;可编程控制器;六人抢答器

目录

第一章 课程设计综述 1
1.1课程设计背景 1
1.2课程设计任务 1
1.3课程设计的意义 2
第二章 抢答系统技术介绍 3
2.1 PLC技术介绍 3
2.2 单片机与PLC的对比 4
第三章 硬件系统设计 5
3.1 PLC选型 5
3.2 LED灯的介绍 5
3.3 功能布局 6
第四章 控制系统软件设计 7
4.1 系统总体功能的确定 7
4.2实现功能方案的确定 7
4.3 I/O分配表和PLC接线图 7
4.4 方案一的实现 9
4.4.1程序流程图如下 9
4.4.2 程序梯形图 9
4.5 方案二的实现 14
4.5.1 实现方式图解 14
4.5.2 梯形图与梯形图解释 14
4.6 方案三的实现 18
第五章 程序调试 22
5.1 软件仿真调试 22
5.1.1 软件仿真调试概述 22
5.1.2软件仿真调试过程 22
5.2 实物调试 26
5.3 调试总结 28
总结与展望 29
参考文献 30

第一章 课程设计综述
1.1课程设计背景
智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，而抢答就是智力竞赛中非常常见的一种答题方式。抢答能引起参赛者和观众的极大兴趣，而且能在极短的时间内，使人们迅速增加一些科学知识和生活常识。可是，在这类比赛中，对于谁先谁后抢答，在何时抢答，如何计算答题时间等等问题，若是仅凭主持人的主观判断，就很容易出现误判。因此，我们就需要一种具备自动锁存，置位，清零等功能智能抢答器来解决这些问题。
PLC虽然在中国发展只有短短的四十多年，但由于其极高的可靠性高，高度抗干扰能力强的突出特点 ，现已广泛应用在国民经济乃至人们日常生活的各个方面;PLC已成为现代工业自动化的三大支柱（PLC、CAD/CAM、机器人）之一。
基于可编程控制器（PLC）设计抢答器具备开发周期短，性能呢稳定、功能强大，容易功能扩展等特点。使用PLC设计抢答器具备优秀的可行性和发展前景。
图1-1 六人抢答器
1.2课程设计任务
用六个抢答按钮对应六个抢答指示灯,一个主持人起动按钮和一个复位按钮, 一个准备抢答信号灯和一个犯规信号灯(蜂鸣器),实现先输入有效,后输入无效的抢答器功能。当主持人按下起动按钮时,准备抢答信号灯灭,允许抢答;第一位抢答有效,对应信号灯亮,其它无效。主持人按下复位按钮,回到初始状态,准备抢答信号灯亮。如在准备抢答信号灯亮时抢答,犯规者对应信号灯亮,同时犯规信号灯(蜂鸣器)发光(发声)。
（1）抢答器同时供6个人或6支参赛队伍使用。
（2）主持人台设有一个开始按钮、一个复位按钮和一个准备抢答信号灯。
(3)选手台设有6个抢答成功指示灯和6个抢答违规指示灯。
（4）当主持人按下起动按钮时,准备抢答信号灯灭,允许抢答;第一位抢答有效,对应信号灯亮,其它选手则抢答无效。
（5）主持人按下复位按钮时,所有指示灯都回到初始状态,准备抢答信号灯亮。
（6）如果在准备抢答信号灯亮时抢答,则犯规者所对应的抢答违规信号灯亮。
1.3课程设计的意义
经过此次的抢答器课程设计，让我对PLC抢答器的基本原理有了更深入的理解，在实验平台的仿真模拟提高了我们的动手能力和解决实际问题的能力。巩固了所学的知识，并建立理论知识与实际的相结合。

第二章 抢答系统技术介绍
2.1 PLC技术介绍
在PLC创造之前，在工业控制的控制领域内，常常采用诸如鼓式开关、继电器、纸带阅读器等机械、电气式器件作为控制元件，特别是控制继电器，在离散制造过程控制领域内，成为“开关控制系统”中最广泛使用的器件。可是，随着工业现代化的发展，生产规模越来越大，劳动生产率及产品质量的要求在不断提高，对于控制系统的可靠性也提出了更高的要求。可是传统继电器控制方案动作缓慢；寿命短、可靠性差；体积大、耗电多；设计制造周期长、程序修改费时。原有“继电器控制系统”已不适应需要。
为了解决传统继电器控制系统的种种弊病，可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技术应运而生。PLC用固态电路（集成电路）来代替传统继电器逻辑电路，用微电子电路中的存储数位（程序）来代替继电器系统的布线，用程序来规定逻辑关系；用固态I/ O触电来检测按钮和限位开关的信号，给出输出以控制电机和其它执行机构。这时的PLC系统已开始具有如下一些特点：环境适应性强，能够使用于工业现场，有较高的可靠性和自诊断能力，易于维修，基于能适应不同的制造过程所需，只要改变系统中的程序即可改变控制“逻辑”，而无需改造或更换控制硬件等。这些特点使得PLC在柔性制造领域顺风顺水。
第一代可编程控制器最早是用于替代传统继电器控制方案，功能上只有逻辑控制、计时、计数以及顺序控制等，而且只能进行简单开关量控制。因此第一代可编程控制被命名为可编程逻辑控制器，英文名称为Programmable Logic Controller，简称PLC。
后来，随着电子科技的发展特别是微机技术的发展，PLC技术也取得了空前进步，其控制功能已经远远超出逻辑控制的范畴，PLC的功能也日益强大，在PLC中加入了模拟量、位置控制、字节寄存器及网路等功能，其名称也就改为可编程控制器（Programmable Controller），称PC。但PC容易与个人计算机（Personal Computer）的简称PC产生混淆，因此使用PLC这一简称，中文依然称“可编程控制器”。
自1976年以来，微处理器及微控制器开始引入PLC领域，这大大加强了PLC的功能，使PLC由简单地代替继电器控制，而发展为先进的控制装置系统的核心设备。当今PLC具有采集与处理大量数据、完成复杂数学运算、与其它智能设备互联通信的能力，以及具有先进的人机对话功能（如屏幕、键盘、CRT和语音对话），近年来由于现场总线理念的出现和相关标准的建立，以及产品的迅速发展，PLC成为工业现场总线的一个重要组成部分，进一步扩大了PLC的应用领域。
2.2 单片机与PLC的对比
所谓单片机系统就是采用当前市场上的单片机CPU及其它外围芯片，根据不同系统设计电路板，最终设计成一台简易的计算机系统，并在此基础上设计程序以达到所要求的控制功能。这种形式在 80年代国内很流行，但由于受到本身可靠性及其它方面的限制，当前除了仪表上依然采用外，在工业现场的应用已逐步被PLC所代替。
单片机的可靠性：由于当前国内市场上的单片机芯片的品质良莠不齐，很大一部分还是国外筛选出来的次等品，加上其它外围元件（如电阻、电容等）的参数离散性也很大，批量小的产品不可能经过筛选配对等技术处理，因此这样的产品很难做到很好的一致性和高可靠性，因为任一元件的参数偏离设计要求都会引起系统的不稳定。另外，单片机的所有器件均不是工业级的，抗干扰性特别是抗电源干扰能力很弱，而国内的电源一般都很差，加上压片机的变频调速对电源的干扰很大，因此，更可能引起单片机系统的不稳定性。
单片机的可扩展性：由于单片机的线路是根据一定的功能要求特别设计的，因此要增加一个功能就要重新设计线路，而且对应的程序都要重新设计。这样对于增加功能的开发成本和周期都会增加开发费用。
单片机的可维护性差。一旦单片机系统出现故障，很难诊断出故障元件，最简单的方法是更换整个系统，这样维修成本增加了成本。
操作：现在国内单片机系统的操作均采用自设计的键盘，设定数据用拨码开关，显示用LED，整个面板显得繁锁，而且为了减少操作键，设计时往往一键多用，操作人员很难脱开说明书操作。特别是故障显示只能显示故障代码，一旦发生故障，操作人员必须翻阅说明书方能发现故障所在，最终按说明书指示排除故障，这样排除故障的时间相对较长。总之，这样的人机对话不够友善。
可编程控制器（PLC）： 所谓PLC系统就是采用当前市场上各大工业控制厂家生产的可编程控制器，根据要求选用不同的模块，在此基础上设计程序以达到所设计的功能。这种形式当前在工业现场应用最为广泛。
总结分析发现，虽然单片机的开发自由度更大，可是开发周期长，费用高。基于PLC设计抢答器更具有前景。

第三章 硬件系统设计
3.1 PLC选型
FX系列PLC是由三菱公司近年来推出的高性能小型可编程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC产品。其中FX2是1991年推出的产品，FX0是在FX2之后推出的超小型PLC，近几年来又连续推出了将众多功能凝集在超小型机壳内的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有较高的性能价格比，应用广泛。
FX1N-60MR型PLC具备36点输入/24点输出的普及型PLC。考虑到此次设计的六路抢答器具备8路输入，13路输出能力，FX1N-60MR型PLC适合六路抢答器的设计。本实验选定FX1N-60MR型PLC。
3.2 LED灯的介绍
LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它能够直接把电转化为光。LED灯相对于传统白炽灯有诸多优点。
●灯体很小巧
　　LED是将很精巧，很细致的晶片封装在透明的环氧树脂里面，因此它体积小巧，非常轻便，在制作与应用场合上能够节省大量的材料与空间。
　　●能耗非常低
　　LED的工作电压较低，一般只有2~3.6V，工作电流也微乎其微，只要0.02~0.03A.也就是说：它消耗的电功率不超过0.1W，消耗的电能比相同光效的白炽灯至少少90%，比节能灯减少70%以上。因此，只有LED才称得上真正的节能光源！
　　●坚固而耐用
　　LED的晶片被完全地密封在环氧树脂里面。精巧的环氧树脂颗粒极难摔破，整个灯体也没有运动部件；里面的晶片极难摔断，也少有热效应而可能挥发，熔断。这些特点使得LED很难损坏。相比于普通灯泡，荧光灯，LED可谓固若金汤，坚固无数倍，耐用无数倍。
　　●使用寿命长
　　在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时，也即理论上产品生命达到 以上，是灯具领域唯一的长寿明星。
　　●安全低电压
　　LED使用低压的直流电源（可将交流电整流为直流电），供电电压在6~24V之间，因产品不同而有所差异。总之它应用比高压电源更安全的直流电源，特别适用于家庭和公共场所。
　　●适用范围广
　　由于小巧，每个单元LED小片是3~5mm的正方形或圆形，因此更适合于制备造型工艺复杂的器件。譬如制造软的，可弯曲的灯管，灯带，异型灯花，当前就只有LED适合。
　　●色彩更丰富
　　以前的灯具色彩很单一，要想实现彩色目的，一是在灯具表面刷涂料或遮盖有色片，二是在灯具中充惰性气体发光，因此色彩的丰富性受到了限制。LED是数字控制，发光芯片当前能发出多种颜色，其中有红，绿，蓝三元色，正是有了这三元色，经过系统控制，能够还原出大千世界的五彩缤纷。
　　●热量散发少
　　LED是更加先进的冷光源，它不像白炽灯，荧光灯那样辐射大量的红外线和紫外线几乎没有白炽灯那样的电流热效应，而且不会受热胀冷缩的影响而炸泡。也不会令灯泡发黄，不会令灯具加速老化，不会对周边环境构成温室效应。
因此选用LED灯作为此设计的六路抢答器的指示信号灯十分合适。
3.3 功能布局
设想，每个人的面前都设置有抢答按钮，指示灯。主持人有开始抢答按钮和复位按钮。抢答指示灯是用来指示抢答状态。这些设备与PLC连接连接。

图3-1 功能布局图
1 违规信号灯，2 抢答指示灯，3抢答按钮， 4 3号选手，5 6号选手，6 抢答指示灯，7 主持人开始抢答按钮， 8 主持人复位按钮

第四章 控制系统软件设计
4.1 系统总体功能的确定
六人抢答器，每人配备一个抢答按钮和两个指示灯。两个指示灯分别指示抢答成功和违规抢答两个状态。主持人拥有一个复位按钮，来使系统复位至初始状态。系统最初位于准备抢答状态，如果此时有人按下抢答按钮，则判定这个人违规，与之对应的违规信号灯亮。此时需要主持人按下复位按钮，系统恢复至准备抢答状态。在准备状态下，若主持人按下开始抢答按钮，系统允许人员抢答，第一个按下抢答按钮的有效，其它人再按无效，有效的人员的抢答成功信号灯亮。当被抢答后，系统进入已抢答状态，需要主持人按下复位按钮，恢复至准备抢答状态。
4.2实现功能方案的确定
根据对前面功能的分析，确定出各个抢答状态。当某一个动作发生时，系统进入某一个状态，实现对应的功能。经分析，发现抢答系统拥有三个状态，即准备抢答状态、违规抢答状态、开始抢答状态、抢答成功状态。因此能够确定一下几中方案
方案一，使用4个中间继电器确定系统的四个状态。哪个中间继电器置位，系统就处于哪个状态中。哪个状态下，实现哪种功能。
方案二，经过方案一的分析发现，违规抢答状态和抢答成功状态虽然是两种状态。可是两种状态的特征都一样。特征都是，需要主持人按下复位按钮进行复位，只是抢答人员亮的指示灯不一样。能够考虑把违规抢答状态和抢答成功状态何在一起。此时系统只有三种状态，而且这三种状态是互斥状态，就是说，某一时刻系统只能处于其中一种状态，更重要的是，系统必须处于其中一种状态。这种特性正好是PLC中CMP指令的特性。能够考虑用CMP指令与寄存器配合实现三种状态的切换。
方案三，该抢答系统是一种典型的状态切换案例。用状态转移图实现此功能能够更清晰明了。
4.3 I/O分配表和PLC接线图
虽然三种方案的实现方式不同，可是外部设备资源和功能效果是相同的。因此三种方案共用一种I/O分配模式和接线方式。I/O分配表和接线图如表4-1和图4-1。

表4-1 I/O分配表
X0
抢答器1
Y0
一号成功灯
Y10
一号违规灯
X1
抢答器2
Y1
二号成功灯
Y11
二号违规灯
X2
抢答器3
Y2
三号成功灯
Y12
三号违规灯
X3
抢答器4
Y3
四号成功灯
Y13
四号违规灯
X4
抢答器5
Y4
五号成功灯
Y14
五号违规灯
X5
抢答器6
Y5
六号成功灯
Y15
六号违规灯
X6
开始抢答
Y6
准备抢答信号灯

X7
复位按钮SB7

图4-1 PLC接线图
4.4 方案一的实现
4.4.1程序流程图如下

图4-2 功能流程图
4.4.2 程序梯形图

图4-3 方案一梯形图
4.5 方案二的实现
4.5.1 实现方式图解
CMP指令进行三种状态切换。三种状态与D0寄存器数值对应关系如下：
表4-2 寄存器数值与状态对应表
CMP K1 D0 M0
0
1
2
M0
M1
M2
初始状态
能够抢答状态
违规状态（已经抢答）
而且M0、M1、M2这三种状态是互斥状态，就是说，某一时刻系统只能处于其中一种状态，更重要的是，系统必须处于其中一种状态。这种特性正好是PLC中CMP指令的特性。能够考虑用CMP指令与寄存器配合实现三种状态的切换。
4.5.2 梯形图与梯形图解释

图4-4 比较指令梯形图
程序中比较指令CMP将源操作数K1和D0的数据进行比较，然后将比较的结果送到目标操作数M中去，如果 K1大于D0，M0则置1；K1小于D0，M2则置1；K1等于D0，M1则置1；这样对辅助继电器M0、M1、M2进行通断控制，进而经过M0、M1、M2的状态控制抢答状态指示灯和违规状态指示灯，以至于指示灯不互相混淆。程序初始时K1大于D0故M0置1，准备抢答指示灯亮，此时选手不能抢答，否则视为犯规。

图4-5 开始抢答梯形图
当主持人按下抢答按钮时，传送指令MOV把K1的数据传给D0，这时K1和D0相等，M0断开，准备抢答指示灯灭 ，同时M1闭合,选手能够抢答；当一号抢答器被按下后，一号抢答指示灯Y000亮，同时传送指令MOV把K2的数据传给D0，K1小于D0，M1、M0断开，M2闭合，此时其它选手则抢答无效。当主持人没有按下抢答按钮时，准备抢答指示灯亮 ，M0处于闭合状态，如果一号抢答器按钮被按下后，则一号违规指示灯亮，同时传送指令MOV把K2的数据传给D0，K1小于D0，M1、M0断开，M2闭合 ，此时其它选手则无法抢答。

图4-6 复位功能梯形图
不论是违规抢答还是正常抢答成功，违规指示灯或者抢答指示灯都处于亮的状态，而此时M2处于闭合状态，因此当主持人按下复位按钮时，对指示灯和辅助继电器M进行重置，恢复到准备抢答状态，为下一次抢答做准备。

图4-7 一号选手违规抢答梯形图
初始状态，用户抢答，则将K2数据传输给D0，CMP指令会使系统马上进入违规抢答状态。并对违规状态指示灯置位。

图4-8 一号选手抢答梯形图
能够抢答状态下，用户抢答，则将K2数据传输给D0，CMP指令会使系统马上进入已抢答状态。并对违规状态指示灯置位。

图4-9 二号选手违规抢答梯形图
二号选手抢答成功，成功指示灯亮。

图4-10 二号选手抢答梯形图
二号选手违规抢答，违规指示灯亮。

图4-11 三好和四号选手抢答
五号选手违规抢答，违规指示灯亮。

图4-12 五号选手违规抢答
五号选手抢答成功，成功指示灯亮。

图4-13 五号选手和六号选手抢答
4.6 方案三的实现
分析发现，该抢答器的工作过程是一个典型的状态转移过程。因此能够考虑使用状态转移图SFC实现功能。设计状态分配如下：
表4-3 状态说明表
S0
S10
S11
S12
S13
准备抢答状态
能够抢答状态
违规抢答状态
抢答完成状态
违规抢答状态
1) PLC上电运行后，M8002会对S0置位，程序进入S0状态。该状态下只会驱动准备抢答灯对应的PLC输出线圈Y6。
2) 准备抢答状态S0状态下，若主持人按下开始抢答按钮X6，则系统进入能够抢答状态S10。
3) S10状态下，若选手按下抢答按钮，对应的输入线圈会对输出线圈置位。同时系统跳转至S12状态。
4) S12状态下，检测复位信号。复位信号是程序重新进入准备抢答状态S0。
5) 在S0状态下，若选手提前抢答，则程序跳转至S11状态，置位对应的违规灯，并跳转至另外一个状态S13，S13不会在对输入信号做出响应，用来阻止其它选手的重复违规。
6) S13状态下，检测复位信号。复位信号是程序重新进入准备抢答状态S0。
2.6.2 状态转移图
1）起始命令

图4-14 程序其实指令
2）状态转移图预览

图4-15 状态转移图概览
3） S0状态

图4-16 S0状态代码
4）S10状态

图4-17 S10状态跳转指令

图4-18 S10状态指令
5）S11状态

图4-19 S11状态跳转指令

图4-20 S11状态指令
6） S12状态
S12状态不需要执行任何指令，因此为空。

图4-21 S12状态跳转指令
7）S13指令

图4-22 S12状态跳转指令
8）返回S0状态

图4-23 跳转返回指令
第五章 程序调试
5.1 软件仿真调试
5.1.1 软件仿真调试概述
仿真软件的功能就是将程序在虚拟的PLC中启动运行。GX Developer Simulator软件能够与GX Developer配合，为用户提供仿真功能。因此,在安装仿真软件GX-Simulator之前,必须先安装编程软件GX-Developer,而且版本要互相兼容。安装好编程软件和仿真软件后,在桌面或者开始菜单中并没有仿真软件的图标。因为仿真软件被集成到编程软件GX-Developer中了，其实这个仿真软件相当于编程软件的一个插件。接下里就调试方案二中所设计的程序。

表5-1 仿真软件
5.1.2软件仿真调试过程
（1）点击菜单“工具”按钮，并点击“梯形图逻辑测试启动”选项。等待程序写入仿真器并运行，能够看到运行成功画面，RUN指示灯亮。

表5-2 仿真器运行成功
（2）配置监控画面，打开X监控窗口，Y监控窗口，M0～M3监控窗口，D0～D5监控画面。排列好顺序如下。

表5-3 配置软元件监视窗口
（3）程序运行成功后。程序处于准备抢答状态。从上图能够看出D0寄存器的值为0，M0置位，Y6灯亮，说明程序运行情况与预期功能一致。此时双击启动按钮X6，并快速复位。能够看到Y6灯灭，D0寄存器置变1。M1取代M0置位。此时系统进入能够抢答状态。

表5-4 初始状态软元件状态
（4）在能够抢答状态，用户按下抢答按钮，与之对应的抢答成功灯就会亮。比如现在2号人员抢答，双击X，Y1置位。系统自动进入已抢答状态。

图5-5 选手抢答成功
（5）在已抢答状态下，只有等主持人按下复位按钮X7，系统重新进入准备抢答状态。

图5-6 复位功能演示
（6）在准备抢答状态，若有人提前抢答，被视为违规抢答。与之对应的违规抢答信号灯亮。比如6号选手提前抢答。双击X5，Y15将会置位。

图5-7 开始抢答，并抢成功抢答
5.2 实物调试
（1）电源线的连接。使用红色与黑色的线将市电与PLC供电端连接诶一起。
（2）输入端连接。PLC的输入端为光电耦合器，耦合器的一段为24V正极，另一段为PLC的输入端，即X端子。COM端为24V负极。若X端子与COM导通，这光电耦合器接通。因此连接本实验台的24V负极与输入公共端子，24V级与COM端子。
（3）输出端的连线。连接5V负极，与输出公共端子。为了将电压串如PLC输出端，连接5V正极与输出COM端。
（4）按照上图连线原理和I/O分配表，连接好电缆线。对PLC通电运行，使用USB转RS232编程线缆进行写入程序。待RUN指示灯亮起，说明程序已经在运行，进行下一步操作。

图5-8 PLC接线示意图
（5）程序运行成功后，准备抢答信号灯Y6灯亮起。
（7）按下开始抢答按钮，Y6灯灭。若有人抢答，第一个抢答成功的人灯会亮。后面选手按的灯不再有效。
（8）按下复位按钮。程序重新进入准备抢答状态，在准备抢答状态下，若有人按下抢答按钮，则与之对应的违规抢答灯亮。

图5-9 连接好的实验台

图5-10 选手成功抢答

图5-11 选手违规抢答
5.3 调试总结
经过数天的精心调试，抢答器终于能够正常运行。一切功能与预期要求一致，使用PLC设计抢答器具备简单的操作和高度的稳定性，事实证明基于PLC的抢答器具备极高的可行性。

总结与展望
和学别的学科一样，在学完PLC理论课程后我们做了课程设计。我做的是基于PLC的六抢答器。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但经过各方面的查资料并学习。我们基本学会了PLC设计的步聚和基本方法。在独立的课程设计中，我学会了查阅资料，咨询同学，极大地提升了自学能力。经过这次设计实践。我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。践出真知，经过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
抢答器虽然设计成功，说明PLC应用于抢答器设计具备极高的前景。可是本课程设计的抢答器功能仍很单一，而且扩展困难。设计出功能更加抢答，扩展更为柔性的抢答器解决方案是我以后的研究重点。
课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获龋最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于排除万难，解决所有错误，设计出一个符合功能要求的抢答器。

参考文献

[1] FX1S,FX1N,FX2N,FX2NC编程手册——基本指令，步进梯形指令，应用指令说明书.
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