《PLC控制的搶答器設計報告3500字（論文）》

PLC控制的搶答器設計報告摘要隨著國家的發(fā)展和文化的不斷進步，隨處可見的社會活動，校園內(nèi)的各種經(jīng)歷和電視節(jié)目中的智力節(jié)目都有一個回答程序，如果用人眼來判斷，就會出現(xiàn)較大的誤差，難以做到公平公正。這時需要緊急應答器，可以代替眼睛進行判斷。最初的搶答器大多由模擬電路，數(shù)字電路和混合電路組成。本課程是利用PLC搶答器設計的，結(jié)構簡單，抗干擾能力強，運行穩(wěn)定，準確設定時間，同時時間安排方便，編程簡單，功能擴張簡單，修改靈活。關鍵詞：PLC；搶答器；系統(tǒng)控制目錄TOC\o"1-3"\h\u116971系統(tǒng)主體框架 II搶答器在各種答題競賽中得到了廣泛應用，傳統(tǒng)搶答器大多是由模擬電路和數(shù)字電路或圖形混合電路組合而成。這種控制系統(tǒng)雖然小巧，但制作過程復雜，常常達不到可靠性要求。正文還介紹了一種以PLC為核心控制器的搶答系統(tǒng)。這個系統(tǒng)在傳統(tǒng)的搶答系統(tǒng)的基礎上進行改進，使比賽過程井然有序，更加公平合理。1系統(tǒng)主體框架本文介紹了一種數(shù)字搶答器，它可以容納8人和一個主持人。整體設計由西門子PLC控制，搶答操作簡單實用，可在許多地方使用，視覺和聽覺效果非常好。顧名思義，搶答器是一種用于比賽的新型電子設備，搶答時間比對手快。通過使用控制器來設計知識搶答競賽，其控制既實用又靈活，只要更改控制程序進入控制器的時間，就可以更改搶答者的競賽搶答計劃。該畢業(yè)項目設計的智能PLC搶答器適用于八組玩家或個人。主機控制臺有兩個按鈕。一個開始按鈕，用于控制挑戰(zhàn)的開始，以及一個重置按鈕，用于重置電路。當主持人發(fā)出開始挑戰(zhàn)的命令并按“開始”按鈕時，指示燈將以綠色點亮，并且玩家只能做出搶答。搶答器按鈕，數(shù)字管顯示組號，音頻電路發(fā)送聲音信號以指示搶答成功，并阻止下一個搶答信號而不搶答。玩家回答問題后，主持人按下重置按鈕。系統(tǒng)開始下一組搶答。如果競爭對手在主機啟動時未按下?lián)尨鸢粹o時提前做出搶答，則認為這是違規(guī)行為。違反時，數(shù)字管將顯示其編號，音頻電路也會發(fā)出聲音，并且違反指示燈以紅色點亮。當主機按下開始按鈕進行搶答時，T1計時器開始計數(shù)（設置為10秒）。當10秒鐘的倒計時結(jié)束且沒有人回答時，聲音將響起，表明播放器已放棄該問題。成功回答后，系統(tǒng)將自動遞減計數(shù)，并且數(shù)碼管將顯示對問題的搶答時間。該時間可以根據(jù)需要進行調(diào)整。此設置為30秒。播放器必須在設置的時間內(nèi)完成搶答；否則，音頻電路將發(fā)出超時警報信號。其中，上述功能是通過對PLC程序進行編程以控制4個數(shù)字電子管，3個揚聲器和2個指示器來執(zhí)行的。2系統(tǒng)硬件設計2.1元件介紹七段數(shù)碼管：圖3.1中的七段數(shù)碼管a，b，c，d，e，f和g是七個獨立的顯示燈，可以通過打開和關閉顯示燈進行控制。該分度設計使用共陰極七段數(shù)碼管顯示相關數(shù)據(jù)。材料中使用了四個數(shù)字管，用于顯示候選編號，搶答時間和搶答時間。圖2.1七段數(shù)碼管按鍵開關：如圖3.2所示，它是按鍵開關，一端連接到電源的正極，另一端連接到PLC端口?？梢酝ㄟ^按住并釋放控制器端口并將其用作輸入信號來控制其電源的開啟或關閉。PLCCPU檢測到這些信號并將相應的值發(fā)送到輸出端口以完成控制。圖2.2按鍵開關指示燈：如圖3.3所示，其正極連接到控制器的輸出端口，另一端接地。當相應的輸出端口發(fā)出高電平時，LED點亮并且始終保持熄滅狀態(tài)。該分度設計有兩個指示燈。按下開始搶答按鈕后，綠燈點亮，指示搶答開始；紅燈用于指示是否有違反規(guī)則的玩家。圖2.3指示燈蜂鳴器：蜂鳴器如圖3.4所示。蜂鳴器連接到輸出端口，輸出端口為高電平，蜂鳴器響；低電平，蜂鳴器不會響。該畢業(yè)設計具有三個蜂鳴器，用于提示搶答是否成功，沒有人搶答并且搶答超時。圖2.4蜂鳴器2.2I/O口分配輸入端口：如表2.1所示表2.1輸出端口與功能輸入端口功能I0.0主持人開始按鍵I1.1主持人復位按鍵I0.1選手1搶答按鍵I0.2選手2搶答按鍵I0.3選手3搶答按鍵I0.4選手4搶答按鍵I0.5選手5搶答按鍵I0.6選手6搶答按鍵I0.7選手7搶答按鍵I1.0選手8搶答按鍵輸出端口：（1）選手編號：選手回答后，數(shù)字管1會顯示選手ID，數(shù)字管1的連接端口和PLC如表2.1所示。表2.1搶答選手編號顯示搶答器選手編號顯示輸出端口功能Q0.0數(shù)碼管1aQ0.1數(shù)碼管1bQ0.2數(shù)碼管1cQ0.3數(shù)碼管1dQ0.4數(shù)碼管1eQ0.5數(shù)碼管1fQ0.6數(shù)碼管1g（2）搶答倒計時：主持人按下開始搶答按鍵后，開始10秒的倒計時，由數(shù)碼管4顯示，數(shù)碼管4與PLC連接端口如表3.2所示。表2.2搶答倒計時搶答倒計時輸出端口功能Q3.4數(shù)碼管4aQ3.5數(shù)碼管4bQ3.6數(shù)碼管4cQ3.7數(shù)碼管4dQ4.0數(shù)碼管4eQ4.1數(shù)碼管4fQ4.2數(shù)碼管4g（3）答題倒計時：選手正常搶答成功后，觸發(fā)答題倒計時電路，開始30秒倒計時，數(shù)碼管3顯示時間個位，數(shù)碼管2顯示時間十位，兩個數(shù)碼管共同作用完成30秒的倒計時。數(shù)碼管2和數(shù)碼管3與PLC連接端口如表3.3所示。表2.3答題倒計時答題倒計時個位顯示輸入端口功能Q1.4數(shù)碼管3aQ1.5數(shù)碼管3bQ1.6數(shù)碼管3cQ1.7數(shù)碼管3dQ2.0數(shù)碼管3eQ2.1數(shù)碼管3fQ2.2數(shù)碼管3g答題倒計時十位顯示Q2.4數(shù)碼管2aQ2.5數(shù)碼管2bQ2.6數(shù)碼管2cQ2.7數(shù)碼管2dQ3.0數(shù)碼管2eQ3.1數(shù)碼管2fQ3.2數(shù)碼管2g（4）其他控制項：如表2.4所示，顯示燈和蜂鳴器與PLC輸出端口的連接。表2.4其他控制項其他控制項輸出端口功能Q0.7開始綠燈Q1.2違規(guī)搶答紅燈Q1.0搶答成功蜂鳴器Q1.1無人搶答蜂鳴器Q1.3答題超時蜂鳴器2.3硬件電路圖設計圖2.5通過proteus畫出元件圖，，本設計采用的元器件有按鍵開關，指示燈（紅色和綠色），蜂鳴器和七段數(shù)碼管。圖2.5搶答器接線圖3系統(tǒng)軟甲設計正常答題：主持人按下開始按鈕后，數(shù)碼管將顯示緊急反應的倒數(shù)計時，并且播放器開始進行緊急反應。搶答是成功的。和互鎖，以及其他玩家在搶答者沒有搶答之后按下?lián)尨鸢粹o，當玩家完成搶答后，主機按下重置按鈕以開始下一組搶答。違規(guī)搶答：暴力反應和在主機按下開始按鈕之前（綠燈亮起之前）按下快速反應按鈕的競爭對手被視為暴力反應。違規(guī)搶答操作啟動警報電路，代表違規(guī)搶答的紅燈亮2S，并且在數(shù)字顯像管上顯示違規(guī)搶答的播放器編號。無人搶答：當沒有人回答且主機按下開始按鈕時，秒表將計數(shù)（10S），并且數(shù)碼管4顯示剩余時間。鈴響2S。搶答計時：主持人按下“開始”按鈕并且有人做出搶答，秒表開始計時（30S），數(shù)字電子管開始計時，玩家必須在此時間內(nèi)回答問題。如果您在此期間未回答問題，則最初的問題將是加班，并且蜂鳴器將響2S。圖3.1總流程圖。圖3.1總流程圖3.2.2程序設計搶答開始部分：在圖3.7中，主機按下啟動搶答按鈕I0.0觸發(fā)綠色搶答Q0.7，并按下?lián)尨鹩嫊r器T37開始計時10S（可根據(jù)實際情況更改）?？梢宰龀鰮尨?，M0.1-M1.0是按下候選人的答案按鈕后提供的級別。任何成功的搶答都會中斷T37計時。如果沒有人在T37中按接聽鍵，則視為沒有人接聽，并發(fā)出持續(xù)時間T40（2S）和蜂鳴器響2S的警報。這表明該問題無效，主持人按下reset鍵即可開始下一輪搶答。圖3.2搶答開始程序選手搶答程序：圖3.8中的I0.1，I0.2，I0.3，I0.4，I0.5，I0.6，I0.7，I1.0是播放器n的搶答按鈕運動員反應后的水平反應分別為1至8,M0.1，M0.2，M0.3，M0.4，M0.5，M0.6，M0.7，M1.0為選手搶答開關，程序通過每個搶答鍵被添加到其他搶答級別以實現(xiàn)鎖定。當一個人成功搶答時，他們可以使他人的搶答按鈕無效，以避免識別和混淆。該程序通過自鎖可以在搶答后一直保持高鍵輸出電平，直到主機按下復位鍵為止。（圖3.2只是程序的一部分，請參閱附錄）圖3.3選手搶答違規(guī)搶答：I0.1-I0.7代表第一至第七名選手的搶答按鈕，I1.0代表第八名選手的按鈕，在主機按下開始按鈕之前，按鈕以搶答開始按鈕在綠色Q0.7指示燈點亮之前，選手按下應答鍵以觸發(fā)違規(guī)警報，紅色違規(guī)Q1.2指示燈點亮，即Q1.2為自鎖，按復位鍵恢復。圖3.4違規(guī)搶答總結(jié)該設計使用西門子PLC設計答錄機的主要功能和附加功能。盡管它設計為八人搶答器，但也適合少于八人。如果需要將其應用到更多的人，則需要擴展端口并修改程序。通過查閱了數(shù)據(jù)并根據(jù)設計要求修改數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)搶答功能，警報功能，指示燈，播放器位置的顯示，搶答時間。S7-200PLC是一種超小型PLC，適用于各種行業(yè)和場合的自動檢測，監(jiān)控。S7-200控制器的強大功能使其可以執(zhí)行復雜的控制功能，但是面對更復雜的要求，需要添加更多擴展功能與S7-200PLC相比更緊湊S7-1200PLC，系統(tǒng)反應更加迅速并且可擴性更強。多變而靈活的設計可以實現(xiàn)最高的工業(yè)通信接口和強大的技術集成功能，從而使控制器成為使該控制器成為完整、全面的自動化解決方案的重要組成部分。參考文獻[1]有運.電子技術實踐[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2007：68-82[2]艾永樂，付子義.數(shù)字電子技術基礎[M].北京：中國電力出版社，2008：33-46[3]