三路智力抢答器plc控制.doc

三路智力抢答器plc控制佛山科学技术学院课程设计专用纸 1 前 言 目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器，其大致采用模拟电路、数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。对于采用模拟电路或者数字电路的产品，其技术相当成熟。但是随着功能的增多，电路也越复杂，并且成本偏高，故障率高，显示方式简单或者没有。而对于科技飞速发展的今天，PLC、单片机应用的不断深入，带动了传统控制检测技术的不断更新，并鉴于其本身具有的优点，以PLC、单片机为核心的部件成为主流。 传统的普通抢答器主要存在一下缺点： 在一次抢答过程中，当出现超前违规抢答时，只能处理违 规抢答信号，而对没有违规的有效信号不能进行处理，因而使该次抢答过程变为无效。 当有多个违规抢答时，优先编码电路只能选择其中一个， 或利用抢答电路电子元件的“竞争”选择其中一个。对于后者由于抢答电路制作完毕后电子元件被固定，各路抢答信号的“竞争”能力也被固定，因而本质上也有优先权。普通抢答器存在不公平性。 当有多个违规抢答时，普通抢答器只能“抓住”其中一个 违规者。因而出现了“漏洞”。 可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。现已广泛应用于工业控制的各个领域，它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。 PLC的学习比一般编程学习困难在于，要完成一个控制系统不仅需要掌握一定的编程技术，更为重要的是要知道如何针对实际应用的需要选择合适的PLC型号，然后进行资源配置，设计控制系统。 1 佛山科学技术学院课程设计专用纸 2 设计任务和要求 2. 1任务描述： 该抢答器作为智力竞赛的品判装置，根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据答题情况用灯光、声音显示其答题正确、错误及违规，在主持人的操作下，对答题者所显示的分数值进行加分、减分或违规扣分。 三路智力抢答器有三个抢答按钮SB1SB3，在允许抢答的情况下最先按下按钮有效，在此以后按下的按钮无效，伴有灯光、声音指示，并开始计时（答题时间），计时时间到（答题给定的时间），声音提示停止答题。如果抢答者答题正确或错误，主持人或操作员按下加分键或减分键，将对显示分数值加分或减分。该控制器组成框图如图2-1-1所示。 图 2-1-1 2 佛山科学技术学院课程设计专用纸 2. 2 设计任务和要求 1. 主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，若10s内无人抢答，则有声音提示，说明该题无人抢答，自动作废。 2. 主持人提出问题在未按下启动按钮（开始抢答）之前抢答，则违规，抢答器报出违规信号，并作减分处理。 3. 主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮的信号有效，后按下的按钮信号无效。 4. 主持人按下计时按钮，开始计时。答题时间为1min，答题过程中有灯光提示时间，时间到并有声音指示。 5. 抢答器有数码显示器显示各答题者的分数，由主持人控制，答对者加10分，答错者减10分，违规者扣5分，减分计算中若出现负分作0分处理。 6. 答题完毕按下复位按钮，恢复抢答器原始状态，为下一轮抢答做好准备。 答题过程中灯光、音响的安排机注意事项如下： 抢答有效：抢答者灯亮、控制台绿灯亮机声响。 10s无人应答：声响、控制台绿灯（HL4）点亮2s。 违规：违规者灯亮，控制台红灯（hl5）亮机声响。 答题过程：抢答者灯亮，控制台绿灯亮，50s后控制台绿灯闪烁。 答题时间到：抢答者灯亮，控制台绿灯亮机声响。 按加分按钮加10分，按减分按钮减10分，按违规按钮减5分，最高分90分（违规情况下最高分为95分），最低分0分。声响时间为1s。 3 硬软件设计方案选择 根据PLC智能抢答器的控制要求，应用程序采用一体化结构。通过PLC控制程序来实现整体的运行，系统仅需要少量的按钮和接口，一般的PLC配置都可运行。该系统本着简单易懂、可靠性强、 3 佛山科学技术学院课程设计专用纸 适应性强等方面进行设计。在抢答时只需按动按钮即可数码管在系统程序的控制下自动显示组号以及倒计时自动操作。安全、可靠、省时、省力、价格便宜。 3. 1 硬件I/O地址分配 表1 三路智力抢答器输入输出口分配表 输入信号 输入设备/符号 PLC输入点 主持人复位/停止开关SB0 第1号抢答按钮 （SB1） 第2号抢答按钮 (SB2) 第3号抢答按钮 (SB3) 主持人按抢答开始按钮(SB4) 主持人加分按钮 (SB5) 主持人减分按钮（SB6） 计时按钮 (SB7) 违规按钮 (SB8) 输出信号 输出设备/符号 PLC输出点 X0 1号台指示灯HL1 Y12 X1 2号台指示灯HL2 Y13 X2 3号台指示灯HL3 Y14 X3 控制台绿灯HL4 Y15 X4 控制台违规指示灯HL5（红灯） Y16 X5 蜂鸣器 Y17 X6 显示电路板 Y0Y11 X7 X10 4 佛山科学技术学院课程设计专用纸 3. 2 方案选择 （1）I/O接口分别为9个输入继电器X,17个输出继电器Y.和20%的裕量，所以选择三菱PLC的FX2N-48MR系列。 COMX0X1X2X3X4X5X6X7X10SB0SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7423SB85 LED1bacdpdp1415 LED2bacdp LED3bacdp LED4bacdp LED5bacdp LED6bacdpD1dp D2 D3 D4 D5 D6R1R2R3R4R5R6R7300 IC1gfdeedgfcDPYba87654321910111213gfedcbas1s2s3s4s5s6s7s8300 CD4511DCBABILT4LE35IC2gfdeedgfcDPYba87654321gfdeedgfcDPYbagfdeedgfcDPYbagfdeedgfcDPYbagfdeedgfcDPYba dpdpdpdpy1y2y3y4y5y6y7y8300 87654321v1v2v3v4v5v6v7300 87654321p1p2p3p4p5p6p7300 87654321a1a2a3a4a5a6a7a8300 87654321R11 R12 R13 R14 R15 R16D19101112131415910111213D2141591011121314159101112131415910111213D31415蜂 鸣器gfedcbagfedcbagfedcbagfedcbagfedcbaCD4511BILT4LE35IC3CD4511DCBABILT4LE35IC4CD4511BILT4LE35IC5CD4511DCBABILT4LE35IC6CD4511BILT4LE35DCBADCBADCBA621762176217621762176217VCCVCCVCCVCCVCCVCCRE14.7KRDRC RB RE RE24.7KRE34.7KRE44.7KRE54.7KRE64.7KY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y11GNDVCCY12Y13Y14Y15Y16Y17?(?)（2）抢答器开始部分控制程序可用基本指令编程，也可采用步进指令来完成。 （3）抢答者的得分情况通过数码显示，显示电路如下图3-2-1，显示电路板TitleSizeBDate:File:2345Number 14-Apr-2007Sheet F:?PLC?LCD?(?Drawn ?)5 4 / 4