基于PLC的八路搶答器課程設計

1、可編程控制器應用技術(shù)八路搶答器 概述2Outline31設計目的與要求61.1設計目的61.2設計要求62硬件電路設計72.1PLC機型選擇步驟與原則72.2控制要求分析102.3搶答器電路分析圖112.4外圍電路的設計123.軟件設計133.1I/O分配133.2根據(jù)控制要求進行梯形圖設計143.3源程序154.課程設計總結(jié)215.參考文獻22概述近年來隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應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)自動化裝置中應用最多的一種設備。專家認為，可編程控

2、制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎設備之一，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、應用、程序設計方法和編程技巧，是我們掌握一些基本機型，掌握PLC控制技術(shù)的基本原理和應用，并學習PLC編程的多樣性、靈活性，是我們掌握PLC在實際應用中的控制作用、動作順序與原理，為今后從事自動化控制領域的工作打下堅實的基礎。同時，在設計過

3、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、書寫報告的能力關鍵詞：PLC 搶答器Outline Recent years, with the rapid development of science and technology, PLC applications are continually deepening, while the traditional control test drive the rapidly growing update. It has a simple structure, easy pro

4、gramming, high reliability, has been widely used in industrial processes and automatic control of the location. According to statistics, the programmable controller is the most widely used industrial automation equipment in a device. Experts believe that the PLC will become the main method of indust

5、rial control equipment, one of the important bases, PLC, robotics, CAD / CAM will be the three pillars of industrial production. PLC-based Responder is used for answering device PLC control, mainly on account of its adaptability with the use of the characteristics of the environment, while its abund

6、ant internal timer can be used Responder present accurate control, particularly is the people answer in the control can be easily realized. Most are within the PLC real-time clock, programmable control of the signal through the implementation of no management. As the PLC communications networking it

7、self will signal with a line composed of a LAN, unified management, answer in the waiting time can be shortened, fast-based, accurate, then management. Through the design of a Responder to enable our system to grasp the basic principles of programmable controllers, function, application, program des

8、ign and programming skills, is that we have some of the basic model, to master the basic principles of PLC control technology and applications, and learn PLC programming diversity, flexibility, is that we have practical application in the PLC in control function of the order and the principle of act

9、ion for future work in the field of automatic control and lay a solid foundation. Meanwhile, in the design process but also to cultivate our ability to work independently with creativity, comprehensive knowledge of the use of professional and infrastructure capacity to solve practical engineering pr

10、oblems of capacity, access to books, drawing, writing ability to reportKey words: PLC Responder緒論在電視上我們會經(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)品的高準確性來保障

11、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。通過這次設計，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，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系及相互影響，從而能正確設計、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。1設計目的與要求1.1

12、設計目的搶答器是一種應用非常廣泛的設備，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。1.2設計要求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。2）設置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關REST/START，該開關由主持人控制。3）搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，同時揚聲器發(fā)出報警聲響

13、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)清除為止。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。5）參賽選手在設定的時間內(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。6）如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答2硬件電路設計2.1PLC機型選擇步驟與原則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（

14、維修量較?。┑膱龊?，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的；其它情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的。對于開關量控制以及以開關量控制為主、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，選用帶轉(zhuǎn)換、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。而在控制比較復雜，控制功能要求比較高的工程項目中（如要實現(xiàn)運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復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、全的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等。(一) 合理的結(jié)構(gòu)型式PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。整體式PLC的每一個IO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

15、型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便,在IO點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、IO模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復雜的控制系統(tǒng)。(二) 安裝方式的選擇  PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程IO式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。集中式不需要設置驅(qū)動遠程IO硬件，系統(tǒng)反應快、成本低；遠程IO式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠程IO可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近，連線短，但需要增設驅(qū)動器和遠程IO電源；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設備分別獨立控制，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。(三)相應的功能要求一般小型(低檔)PLC具有邏

16、輯運算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關量控制的設備都可滿足。對于以開關量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶AD和DA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。對于控制較復雜，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。 (四)響應速度要求 PLC是為工業(yè)自動化設計的通用控制器，不同檔次PLC的響應速度一般都能滿足其應用范圍內(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，則應該慎重考慮PLC的響應速度

17、，可選用具有高速IO處理功能的PLC，或選用具有快速響應模塊和中斷輸入模塊的PLC等。 (五)系統(tǒng)可靠性的要求對于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。 (六)機型盡量統(tǒng)一一個企業(yè)，應盡量做到PLC的機型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題：)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。)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。)機型統(tǒng)一，其外部設備通用，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)。PLC的容量包括IO點數(shù)和用戶存儲容量兩個方面。(一)IO點數(shù)

18、的選擇PLC平均的IO點的價格還比較高，因此應該合理選用PLC的IO點的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭使用的IO點最少，但必須留有一定的裕量。通常IO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1015的裕量來確定。 (二) 存儲容量的選擇用戶程序所需的存儲容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關，而且還與功能實現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關。一個有經(jīng)驗的程序員和一個初學者，在完成同一復雜功能時，其程序量可能相差25之多，所以對于初學者應該在存儲容量估算時多留裕量。PLC的IO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IO點數(shù)確定的基礎上，按下式估算存儲容量后，再加

19、2030的裕量。存儲容量（字節(jié)）開關量IO點數(shù)×10 模擬量IO通道數(shù)×100另外，在存儲容量選擇的同時，注意對存儲器的類型的選擇。2.2控制要求分析當主持人打開啟動開關后，在設定時間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;在搶答成功后，主持人打開限時開關SW2，啟動計時器，在設定的時間TI 內(nèi)回答有效，當?shù)竭_設定時間10s時，則定時器復位，表示答題時間到。2.3搶答器電路分析圖2.4外圍電路的設計3.軟件設計3.1I/O分配 I口：00000

20、-start 主持人控制搶答器啟動按鈕00002-SB1 第1參賽組搶答按鈕00003-SB2 第2參賽組搶答按鈕00004-SB3第3參賽組搶答按鈕00005-SB4 第4參賽組搶答按鈕00006-SB5 第5參賽組搶答按鈕00007-SB6 第6參賽組搶答按鈕00008-SB7 第7參賽組搶答按鈕00009-SB8 第8參賽組搶答按鈕O 口：10.01 輸出第1組參賽搶答信號燈亮3S音響響2S10.02 輸出第2組參賽搶答信號燈亮3S音響響 2S10.03 輸出第3組參賽搶答信號燈亮3S音響響2S10.04 輸出第4組參賽搶答信號燈亮3S音響響2S10.05 輸出第5組參賽搶答信號燈亮3S

21、音響響2S10.06 輸出第6組參賽搶答信號燈亮3S音響響2S10.07 輸出第7組參賽搶答信號燈亮3S音響響2S10.08 輸出第8組參賽搶答信號燈亮3S音響響2S3.2根據(jù)控制要求進行梯形圖設計3.3源程序OR 10.08ANDNOT TIM002OR 10.07OR 10.06OR 10.05OR 10.04OR 10.03OR 10.02ANDNOT TIM001LD 10.01TIM 001 #30TIM 002 #20OUT 10.00LDNOT 0.09KEEP(11) 200.00ANDNOT 0.05LDNOT 0.02LD TIM000LD START000LD TIM00

22、1LD START000TIM 000 #100OUT 200.05ANDNOT 0.08ANDNOT 0.07ANDNOT 0.06ANDNOT 0.04ANDNOT 0.03ANDNOT TIM000OR 200.05LD 10.08OUT 10.08LDNOT 10.07LDNOT 10.06LDNOT 10.05LDNOT 10.04LDNOT 10.03LDNOT 10.02LDNOT 10.01LD 0.09LD 10.07OUT 10.07LDNOT 10.08LDNOT 10.06LDNOT 10.05LDNOT 10.04LDNOT 10.03LDNOT 10.02LDNOT

23、 10.01LD 0.08LD 10.06OUT 10.06LDNOT 10.08LDNOT 10.07LDNOT 10.05LDNOT 10.04LDNOT 10.03LDNOT 10.02LDNOT 10.01LD 0.07LD 10.05OUT 10.05LDNOT 10.08LDNOT 10.07LDNOT 10.06LDNOT 10.04LDNOT 10.03LDNOT 10.02LDNOT 10.01LD 0.06LD 10.04OUT 10.04LDNOT 10.08LDNOT 10.07LDNOT 10.06LDNOT 10.05LDNOT 10.03LDNOT 10.02LD

24、NOT 10.01LD 0.05LD 10.03OUT 10.03LDNOT 10.08LDNOT 10.07LDNOT 10.06LDNOT 10.05LDNOT 10.04LDNOT 10.02LDNOT 10.01LD 0.04LD 10.02OUT 10.02LDNOT 10.08LDNOT 10.07LDNOT 10.06LDNOT 10.05LDNOT 10.04LDNOT 10.03LDNOT 10.01LD 0.03LD 10.01OUT 10.01LDNOT 10.08LDNOT 10.07LDNOT 10.06LDNOT 10.05LDNOT 10.04LDNOT 10.03LDNOT 10.02LD 0.02LD 200.003.4程序的下載、安裝和調(diào)試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。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