抢答器控制系统设计
plc课程设计设计三路抢答器控制系统
plc课程设计--设计三路抢答器控制系统1 引言1.1 设计任务与要求本次PLC课程设计任务与要求如下:一、控制要求设计三路抢答器控制系统,其控制要求如下:一个三路抢答器,任意一组抢先按下后,显示器能及时显示该组的编号并且指示灯开始闪烁,同时锁住抢答器,使其他组按下无效,抢答器复位后才可重新抢答。
二、设计I/O点分配三、画出PLC的外部接线图四、设计完整的梯形图五、编译、下载、运行1.2 实用价值与理论意义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。
随着科技的飞速发展,PLC的应用不断地走向深入,同时带动传统的控制检测技术的不断更新,可编程控制器由于其优良的控制性能,极高的可靠性,在各行各业中的应用日益广泛普及。
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,无法准确判断抢按按钮的行为,也不便于参数调节及其功能的升级换代。
对于计算机控制系统来说,其程序简单,反应灵敏,便于参数调节及其功能的升级换代,但鉴于其必须配合计算机实用,可操作性差,没有得到广泛的应用。
而对于科技飞速发展的今天,PLC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为核心的部件成为主流。
本次PLC课程设计的目的与意义在于提高同学们的动手操作能力、巩固课本知识、培养自觉学习能力、提高团队合作意识以及一些基本编程知识的掌握等,主要是对施耐德SomachinePLC编程软件、M218系统等的应用。
抢答器控制系统设计
可编程序控制器(PLC)是一种新型的通用的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,其拥有功能强大、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。
本文采用日本三菱公司生产的FX2N型PLC作为核心控制器进行五路抢答器系统的设计,设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案,在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其电路结构,其将以其控制方便,灵活,只要改变输入PLC的控制程序,便可改变竞赛抢答器的抢答方案,从而使得竞赛不断完善其公平、公正性。
在实时检测和自动控制的PLC应用系统中,PLC往往是作为一个核心部件来使用。
本设计正是以PLC为核心,该系统可以实现多人抢答和违例报警的自动显示。
由于PLC具有可靠性、易操作性、灵活性等优点,故传统答题相比,大大提高了效率和可靠性,有很强的实用价值。
关键词:PLC;竞赛抢答器1 引言............................................ 错误!未定义书签。
1.1 设计目的 (1)1.2 设计意义 (1)1.3 设计内容及要求 (1)2 PLC控制系统硬件设计 (3)2.1 系统硬件配置及组成原理 (3)2.2 系统输入输出点分析 (4)2.3 PLC选型 (4)2.4 系统硬件接线图设计 (5)3 PLC控制系统软件设计 (6)3.1 系统I/O地址分配 (6)3.2 控制程序流程图设计 (6)3.3 控制程序时序图设计 (7)3.4 PLC控制程序设计 (8)4 上位机组态监控系统设计 (11)4.1 组态监控软件选择 (11)4.2 上位监控系统组态设计 (11)4.3 实现效果 (12)5 系统调试及结果分析 (11)5.1 系统仿真调试 (11)5.2 结果分析.................................. 错误!未定义书签。
基于欧姆龙PLC的抢答器控制系统设计
装备技术数码世界 P .262根据主接线设计必须满足供电可靠性、保证电能质量、满足灵活性和方便性、保证经济性的原则,初步拟定两种主接线方案: 220kV 侧接线方式的选择和60kV 侧接线方式的选择。
60kV 侧双母线带旁路接线接线图如下:图2.0 双母线带旁路接线表2.1 60kV 侧拟采用两种接线图比较接线方式优点缺点双母线接线同220kV 侧接线方式同220kV 侧接线方式双母线带旁路接线除了具有双母线接线的优点外,双母线带旁路接线方式还具有许多其它的优点:当进出线进行检修时,可由专用的旁路断路器替代,但设置了专用旁路断路器后,配电装置的占地面积和设备的投资都会增加。
1.倒换操作比较复杂,增加了误操作的机会,也使保护及自动化系统复杂化;2.投资费用较大 2.投资费用较大根据《220---500kV 变电站设计技术规程》SDJ2—88规定,35~60kV 配电装置当出线回数为4~7回时,宜采用单母线接线;当出线回数为8回及以上时,宜采用双母线接线。
本变电站60kv 侧出线为14回,并且均为重要负荷,应主要侧重于可靠性和灵活性进行选择。
综合以上分析,本变电站60kV 侧选用双母线带旁路接线方式。
参考文献[1]李光琦.电力系统暂态分析(第三版)[M].北京:中国电力出版社.[2]熊信银.发电厂电气部分(第三版)[M].北京:中国电力出版社.作者简介王泽源(1997.2),男,汉族,沈阳工学院学生。
通讯作者郭锐(1983.3),女,汉族,辽宁人,沈阳工学院讲师,工学硕士,研究方向:自动控制及优化算法。
基于欧姆龙PLC 的抢答器控制系统设计周嗣喆 罗丹 沈阳工学院摘要:近年来随着科技的飞速发展以及我国经济和文化事业的发展,PLC 的应用不断地走向限入,同时带动传统的控制检测技术的不断更新。
可编程控制器由于其优良的控制性能,极高的可靠性,在各行各业中的应用日益广泛普及。
在很多公开竞争场合要求有公正的竞争乱快,诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等,因此出现了抢答器。
抢答器的PLC控制系统设计
抢答器的PLC控制系统设计PLC(Programmable Logic Controller)是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统。
在现代工业控制系统中,PLC控制器广泛应用于各种各样的自动化过程,包括生产线、机械设备、交通系统等。
对于抢答器这种PLC控制系统的设计,主要需要考虑以下几个方面的内容:硬件设计、软件设计、通信设计和安全设计。
接下来,我将对每个方面进行详细的介绍。
硬件设计是PLC控制系统设计的基础部分。
首先,需要选择适合的PLC控制器,根据系统的需求选择适当的型号和规格。
其次,需要选择适合的输入输出模块,以实现PLC与其他设备的数据交换。
输入模块用于接收信号,比如接收抢答器被按下的信号;输出模块用于控制执行器的动作,比如显示抢答器的亮灯。
此外,还需要考虑电源供电、接线等硬件细节。
软件设计是PLC控制系统设计的核心部分。
PLC的程序设计通常采用ladder diagram(梯形图)或者structured text(结构化文本)等编程语言。
在抢答器的设计中,需要首先定义系统的逻辑控制过程,比如按下抢答器的按钮后,显示相应的亮灯。
然后根据逻辑关系,编写PLC程序,并进行调试。
此外,还需要考虑错误处理、故障检测等软件功能。
通信设计是PLC控制系统设计中的重要一环。
在抢答器的设计中,需要考虑PLC与电脑、显示器等设备之间的通信。
可以通过以太网、串行通信等方式实现数据的传输和控制命令的下发。
此外,还需要考虑通信协议的选择和配置,确保PLC与其他设备之间的正常通信。
安全设计是PLC控制系统设计中至关重要的一部分。
在抢答器的设计中,需要考虑安全控制的设计,包括对电源电压、电流的监控和过载保护,以及人机界面的安全设计,比如紧急停机按钮的设置等。
此外,还需要考虑数据备份和恢复策略,以防止数据丢失和系统崩溃。
综上所述,抢答器的PLC控制系统设计需要考虑硬件设计、软件设计、通信设计和安全设计等方面的内容。
PLC课程设计(论文)-抢答器PLC控制系统设计
PLC课程设计(论文)-抢答器PLC控制系统设计机电控制综合设计课程设计设计题目: 抢答器PLC控制系统设计院系名称: 机电工程专业班级: 机制F09 学生姓名: 学号: 20094805指导教师:2012 年 12 月 14日内容摘要利用CPU224型PLC设计了八路抢答器控制系统,给出了系统结构图、外部端子接线图、梯形图及语句表。
抢答器广泛应用于各种知识竞赛中,传统的抢答器大部分都是基于数字电路组成的,制作过程复杂,可靠性差。
本文介绍一种以西门子S7-200系列PLC为核心的八路抢答器系统,它充分利用了PLC的优点,具有结构简单、可靠性好等特点。
1、抢答器系统的功能:(1)抢答器可同时供8组选手参加比赛;(2)具有防止违规功能:只有在主持人发出开始抢答指令后,选手才能开始抢答;(3)具有抢答限时功能:在无人抢答时设置了蜂鸣器提示信号;(4)具有数码显示功能:能显示抢答选手的编号及答题倒计时时间。
2、抢答器控制系统抢答器控制系统分5部分:PLC、抢答按钮、蜂鸣器和显示部分,它利用抢答按钮输入各路的抢答信号,经PLC处理,输出控制信号,控制数码管和蜂鸣器提示电路工作。
关键词:PLC;抢答器;倒计时;数码管显示;梯形图;语句表目录第1章引言 (1)1.1 设备概况 (1)1.2 控制要求 .......................................................... 1 第2章系统设计 (2)2.1 抢答器系统组成 (2)2.2 系统设计过程 (2)2.3 工作过程设计 (3)2.4 硬件接线图及,,端子分配表 (5)2.5调试运行 (7)2.6梯形图 (8)2.7语句表 ...........................................................20 结论与设计总结 (25)谢辞 ....................................................................26参考文献 (27)第1章引言利用CPU224型PLC设计了八路抢答器控制系统,给出了系统结构图、外部端子接线图、梯形图及语句表。
抢答器PLC控制系统设计
抢答器PLC控制系统设计PLC(可编程逻辑控制器)是一种数字化的电气控制系统,广泛应用于工业自动化领域。
它可以通过编程来控制和监测生产过程中的各种设备和传感器,实现自动化、高效率和灵活性。
PLC控制系统设计涉及到多个方面,包括硬件选型、输入/输出(I/O)配置、编程设计和调试等。
下面将详细介绍PLC控制系统设计的关键要点。
首先,硬件选型是PLC控制系统设计的基础。
在选择PLC硬件时,需要考虑以下几个因素:工作环境的温度、湿度和防护等级要求、输入输出点数、通信接口、运算速度和内存容量等。
不同的应用场景和需求会导致选择不同的PLC型号和配置。
其次,I/O配置是PLC控制系统设计的重要部分。
通过正确配置输入输出模块,可以实现与各种传感器、执行器和其他设备的连接。
在进行I/O配置时,需要确定输入和输出点的数量、类型和特性,如数字输入输出、模拟输入输出和专用模块等。
编程设计是PLC控制系统设计中最核心的部分。
PLC编程语言通常包括梯形图(Ladder Diagram)、指令列表(Instruction List)、功能块图(Function Block Diagram)和结构化文本(Structured Text)等。
根据具体需求,选择适合的编程方式,并按照逻辑关系和操作步骤编写程序。
常见的PLC控制系统设计任务包括:逻辑控制、数据处理、模拟控制和通信等。
逻辑控制任务涉及到判定条件、连续运行和断电保护等。
数据处理任务包括计算、计时和统计等。
模拟控制任务涉及到模拟量输入输出,如温度、压力和流量等。
通信任务包括与上位机、其他PLC和设备的实时通信和数据交换等。
最后,PLC控制系统设计需要进行调试和测试,以确保系统功能正常。
通过在仿真环境中验证程序的正确性,并对系统进行实际运行测试,发现和解决潜在问题。
在调试过程中,可以使用PLC的在线监视和数据采集功能,查看I/O状态、变量值和运行日志等,以便分析和调整程序。
PLC五人抢答器控制系统设计
目录摘要 (2)一、前言 (2)二、PLC硬件的选择 (3)2.1为什么选用PLC (3)2.2选择FX2N的理由 (3)三、抢答器的PLC控制 (3)3.1控制要求 (3)3.2输入和输出点的分配 (4)3.3程序设计梯形图 (4)3.4程序指令 (6)四、总结 (11)五、致谢 (11)六、参考文献 (12)PLC五人抢答器控制系统设计学生:陶伟指导教师:王军(三峡大学成教学院)摘要:本论文利用三菱FX2N系列PLC作为核心部件,完成一个八路抢答器控制系统的制作。
该系统可供八个或八组分台选手同时抢答,总台掌握着启动/停止开关、抢答开始按钮、抢答复位按钮、主持人安静提示按钮和手动设置个分台计分按钮等,分台则具有一个抢答按钮。
该系统由七段数码管显示倒计时、分台号、选手计分,并作为被控设备由PLC驱动。
因为系统中有很多七段数码管,所以我运用了动态扫描的方法来减少端口数。
有一个蜂鸣器提示抢答开始、抢答复位、回答超时、抢答违规、无人抢答。
有17个发光二极管,总台一个用来显示无人抢答和回答超时,每分台两个用来显示抢答成功和抢答违规。
设计好后利用FX2N对其功能进行验证。
关键词:PLC,五人抢答器,梯形图,指令一、前言抢答器作为一种电子产品,早已广泛应用于各种智力和知识竞赛等场合,但目前所使用的抢答器有的电路比较复杂不便于制作,可靠性低,实现起来很困难。
随着电子技术的发展,应用系统向小型化、快速化、大容量,重量轻的方向发展。
而PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点,且以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置,是将计算机技术应用于工业控制领域的新产品。
在本次论文中,我选用了最具特色和极有代表性的三菱FX2N系列PLC对八路抢答器进行编程设计和实物控制。
在设计中使用AUTOCAD软件完成整体框架和各部分硬件设计;然后,使用GX Developer软件,进行各部分程序编程,理清楚设计思路。
抢答器控制系统设计
摘要可编程序控制器(PLC)是一种新型的通用的主动控制装配,它将传统的继电器控制技巧.盘算机技巧和通信技巧融为一体,其失去功效壮大.编程简略.运用便利以及体积小.重量轻.功耗低等一系列长处.本文采取日本三菱公司临盆的FX2N型PLC作为焦点控制器进行五路抢答器体系的设计,设计了体系构造图.程序指令.梯形图以及输入输出端子的分派计划,在保存了原始抢答器的根本功效的同时又增长一系列的适用功效并简化其电路构造,其将以其控制便利,灵巧,只要转变输入PLC的控制程序,即可转变比赛抢答器的抢答计划,从而使得比赛不竭完美其公平.公平性.在及时检测和主动控制的PLC运用体系中,PLC往往是作为一个焦点部件来运用.本设计恰是以PLC为焦点,该体系可以实现多人抢答和违例报警的主动显示.因为PLC具有靠得住性.易操纵性.灵巧性等长处,故传统答题比拟,大大进步了效力和靠得住性,有很强的适用价值.症结词:PLC;比赛抢答器目录1 引言错误!未界说书签.1.1 设计目标11.2 设计意义12 PLC控制体系硬件设计32.1 体系硬件设置装备摆设及构成道理32.2 体系输入输出点剖析43 PLC控制体系软件设计63.1 体系I/O地址分派63.2 控制程序流程图设计64 上位机组态监控体系设计114.1 组态监控软件选择114.2 上位监控体系组态设计1125体系调试及成果剖析115.1 体系仿真调试115.2 成果剖析错误!未界说书签.6设计总结11参考文献16附录控制程序梯形图171 引言1.1 设计目标抢答器,顾名思义就是用于比赛时,跟敌手比反响时光,思维运转快慢的新型电器.跟着社会科技技巧的不竭成长,他的运用处合也随之增长;技巧含量大大晋升;加倍方即靠得住.抢答器被普遍用于电视台.贸易机构及黉舍,为比赛增加了刺激性.娱乐性,在必定程度上丰硕了人们的业余生涯.本文介绍一种数字式抢答器,能使五个队同时介入抢答,赛场中设有1个裁判台,5个参赛台.总体设计选用三菱PLC控制,抢答操纵便利,在很多的场合都可以运用,并且给人的视觉后果异常好.用PLC进行常识比赛抢答器设计,其控制灵巧便利,只要转变输入PLC的控制程序,即可转变比赛抢答器的抢答计划.PLC智能抢答器与单片机抢答器比拟,在很多方面都显示出优胜性.起首说一下单片机抢答器,所谓单片机体系就是采取今朝市场上的单片机CPU及其它外围芯片,依据不合体系设计电路板,最终设计成一台简略单纯的盘算机体系,并在此基本上设计程序以达到所请求的控制功效.这种情势在80年月国内很风行,但因为受到本身靠得住性及其它方面的限制,今朝除了内心上仍然采取外,在工业现场的运用已慢慢被PLC所代替.1.2 设计意义本文采取日本三菱公司临盆的FX2N系列PLC作为焦点控制器进行五路抢答器体系的设计,并且设计出了体系构造图.程序指令.梯形图以及输入输出端子的分派计划.同时依据常识比赛抢答器的控制要乞降特色,肯定PLC的输入输出分派,并进行现场调试.实现抢答器功效的方法有多种,可以采取早期的模仿电路.数字电路或模数混杂电路.近年来跟着科技的飞速成长,单片机.PLC的运用不竭地走向深刻,同时带动传统的控制检测技巧的不竭更新.1.3 设计内容及请求重要设计内容如下:(1)常识比赛抢答器能使5个队同时介入抢答.(2)设裁判队为裁判台,参赛对为参赛台.裁判台设有音响和裁判灯,并且设有裁判台开端按钮SB0和裁判台复位按钮SB5;参赛台设有参赛台抢答按钮以及参赛台灯.1-5号参赛台分离对应按钮PO1-PO5及参赛台灯LED1-LED5.(3)常识比赛抢答器能合适以下比赛规矩:出题后,各队抢答必须在裁判说出“开端”并按下裁判台的开端按钮SB0后10S内抢答,并由数码管显示时光.如提前抢答,抢答器发出“违规”旌旗灯号.10S时光到,如无队抢答,则抢答器给出时光已到旌旗灯号,该题作废.在有队抢答的情形下,则抢答器发出“抢答”旌旗灯号,数码管开端计时,并由数码管显示出抢到题的参考队号,抢到题的队必须在30S内答完题,如30S内未答完,则作超时处理.(4)灯光与音响旌旗灯号的意义如下:[1] 音响叫(响1S)+某台灯亮,由某参赛队正常抢答.[2] 音响叫(响1S)+某台灯亮+总台灯亮,某参赛队违规.[3] 音响叫(响1S)+裁判台灯亮,无人抢答或答题超时.(5)在某个题停止后,裁判员按下台上的复位按钮SB5,抢答器恢回复复兴来的状况,为下一轮抢答作好预备.各台数字显示的清除,蜂鸣器音响及指导灯的关断,都要经由过程主持人去按下复位按钮.2 PLC控制体系硬件设计2.1 体系硬件设置装备摆设及构成道理各类PLC的构成构造基底细同,都重要由中心处理器(CPU).存贮器和输入/输出接口等构成.是以,从硬件构造来说,可编程控制器现实上就是盘算机,图1是其硬件体系的简化框图.从图中可以看出PLC内部重要部件有:(1)CPU统一般的微机一样,CPU是PLC的焦点.PLC中所设置装备摆设的CPU随机型不合而不合,经常运用有三类:通用微处理器(如Z80.8086.80286等).单片微处理器(如8031.8096等)和位片式微处理器(如AMD29W等).小型PLC大多采取8位通用微处理器和单片微处理器;中型PLC大多采取16位通用微处理器或单片微处理器;大型PLC大多采取高速位片式微处理器.今朝,小型PLC为单CPU体系,而中.大型PLC则大多为双CPU体系,甚至有些PLC中多达8个CPU.对于双CPU体系,一般一个为字处理器,一般采取8位或16位处理器;另一个为位处理器,采取由各厂家设计制作的专用芯片.字处理器为主处理器,用于履行编程器接口功效,监督内部准时器,监督扫描时光,处理字节指令以及对体系总线和位处理器进行控制等.位处理器为从处理器,重要用于处理位操纵指令和实现PLC编程说话向机械说话的转换.位处理器的采取,进步了PLC的速度,使PLC更好地知足及时控制请求.(2)存储器PLC的存储器包含体系存储器和用户存储器两种.体系存储器用于存放PLC 的体系程序,用户存储器用于存放PLC的用户程序.如今的PLC一般均采取可电擦除的E2PROM存储器来作为体系存储器和用户存储器.(3)输入输出组件(I/0模块)PLC的输入接口电路的感化是将按钮.行程开关或传感器等产生的旌旗灯号输入CPU;PLC的输出接口电路的感化是将CPU向外输出的旌旗灯号转换成可以驱动外部履行元件的旌旗灯号,以便控制接触器线圈等电器的通.断电.PLC的输入输出接口电路一般采取光耦合隔离技巧,可以有用地呵护内部电路.输入的开关量旌旗灯号接在IN端和0V端之间,PLC内部供给24V电源,输入旌旗灯号经由过程光电隔离,经由过程R/C滤波进入CPU控制板,CPU发出输出旌旗灯号至输出端.PLC输出有三种型式:继电器方法.晶体管方法和晶闸管方法.(5)编程器编程器是用于用户程序的编制.编辑.调试检讨和监督等.还可以经由过程其键盘去挪用和显示PLC的一些内部状况和体系参数.它经由过程通信端口与CPU 接洽,完成人机对话衔接.编程器上有供编程用的各类功效键和显示灯以及编程.监控转换开关.编程器的键盘采取梯形图说话键符式敕令说话助记符,也可以采取软件指定的功效键符,经由过程屏幕对话方法进行编程.编程器分为简略单纯型和智能型两类.前者只能连机编程,尔后者既可连机编程又可脱机编程.同时前者输入梯形图的说话键符,后者可以直接输入梯形图.依据不合档次的PLC产品选配响应的编程器.(6)外部装备及电源一般PLC都配有盒式灌音机.打印机.EPR0M写入器.•高分辩率屏幕黑色图形监控体系等外部装备.PLC一般运用220V交换电源或24V直流电源,内部的开关电源为PLC的中心处理器.存储器等电路供给5V.12V.24V直流电源,使PLC能正常工作.图1 硬件体系的简化框图2.2 体系输入输出点剖析本次设计的是五人抢答器.至少须要一个总台复位按钮,一个总台开端按钮,五个分台按钮,一共七个输入控制点.还须要一个总台音响,一个总台灯,五个分台灯,一共七个输出控制点.然后,还有七段显示器,须要运用八个输出点.所以一共须要运用七个输入点,十五个输出点.2.3PLC选型在进行设计时我们要留必定的余量,便利更改设计或者扩大,是以我们经由过程统计所要的输入和输出的点数,经由选择比较,我们选择了三菱FX2N-32MR型PLC.它具有很多长处:内置的集成功效.壮大的通信才能和品种丰硕的扩大模块等,它也恰是借助这些长处成为FX系列PLC家族中较先辈的系列之一.FX可以用于替代继电器控制体系实现单机运行,也可以实现庞杂的主动化控制体系.极强的通信才能使得它在收集控制体系中也施展侧重要感化;并且能顺应世界列国不合的电源以及知足单个须要的大量特别功效模块.FX2N-32MR也以其极高的性价比,在我国占领很大的市场份额.2.4体系硬件接线图设计体系硬件接线图如图2所示:图2 体系硬件接线图3 PLC控制体系软件设计3.1 体系I/O地址分派PLC地址电气符号功效解释X000 P06 按钮6X001 P01 按钮1X002 P02 按钮2X003 P03 按钮3X004 P04 按钮4X005 P05 按钮5X010 P07 按钮7Y000 FMQ 蜂鸣器Y001 LED 指导灯Y002 LED 指导灯表1 PLC控制体系I/O分派表3.2控制程序流程图设计本次设计抢答器控制程序流程图如图3所示:图3 程序流程图3.3控制程序时序图设计本次设计抢答器控制程序时序图如图4所示:图4 控制程序时序图3.4PLC控制程序设计本次抢答器程序设计步调表述如下:(1)起首先绘出“应答许可”“应答时限”“答题时限”等歧路.如图 5.图6所示:图5 应答许可与应答时限歧路图6 答题时限歧路(2)设计各分台灯梯形图.各分台灯启动前提串入M2的常闭触点表现了抢答器的一个基起源基本则:竞时封锁,在已有人的抢答之后按按钮是无效的.梯形图如图7所示:图7 分台灯梯形图(3)设计总台灯梯形图.总台灯的工作前提含有四个分支.如图8所示:图8 总台灯梯形图(4)设计总台音响梯形图.总台音响梯形图为了缩短音响的时光(设定为1S),在印象的输出前提中参加了启动旌旗灯号的脉冲处理环节.如图9所示:图9 音响梯形图(5)设计七段显示器梯形图.须要用七段译码指令来完成.如图10所示:图10 七段显示器梯形图(6)最后解决复位功效.斟酌到主控触点指令具有使主控触点后的所有启—保—停电路输出中断的感化,将主控触点M0及相干电路加在已设计好的梯形图前部.如图11所示:图11 主控触点梯形图4 上位机组态监控体系设计4.1 组态监控软件选择因为PLC选择的是三菱FX2NPLC,所以可以选择运用MCGS组态软件或者是GT组态软件,为了便利监控运用,在这里我选用了三菱GT组态软件来进行上位机组态监控体系的设计.三菱触摸屏编程软件GT Designer 3是用于三菱电机主动化GOT1000系列图形操纵终端的画面设计软件,并且集成有GT Simulator3仿真软件,具有仿真模仿的功效. GT Designer3 进行工程和画面创建.图形绘制.对象设置装备摆设和设置.公共设置以及数据传输等的软件. GT Simulator3 是在PC机上模仿GOT运行的仿真软件.4.2上位监控体系组态设计起首,我先运用GT树立一个画面,作为首页.在首页上写上“迎接运用抢答器”等字,来作为一个开端页面,并放上一个笼罩全页面的画面切换开关,使其可以切换至画面2.后果图如图12所示:图12 首页后果图然后,再新建一个画面2,作为抢答器的操纵页面,在上面放上响应的位开关元件,指导灯元件.因为没有蜂鸣器这个元件,所以音响的状况变更用一个指导灯来代替.并将响应的软元件地址一一对应输入.后果图如图13所示:图13 抢答器操纵页后果图4.3实现后果完成上位机组态监控体系的设计,该设计须要实现设计请求的后果.当开端键没有按下时,一至五号抢答键随意率性按下,对应的分台灯亮,总台灯亮,音响工作1S,也就是对应音响的指导灯亮1S.当按下开端键后,10S内没人按下一至五号按钮,总台灯亮,音响工作1S.当按下开端键,有人按键答题,对应的分台灯亮,超出30S没有答对,则总台灯亮,音响工作1S.每一次操纵都必须按复位键才干复位,从新开端工作.5 体系调试及成果剖析5.1 体系仿真调试运用GT组态软件的仿真功效来进行仿真调试以及上位机的监控.起首打开所有的须要打开的软件,进入仿真调试状况.然落后入GT仿真的操纵页,按照须要实现的请求,一一进行仿真调试.先验证主持人没有按下开端,抢答报警的后果.对应的分台灯亮,总台灯亮,音响工作1S.后果图如图14所示:图14 抢答违例后果图然后验证主持人按下开端,没人抢答的情形.后果如图15所示:图15 无人应答后果图再验证主持人按下开端,有人答题,但答题超时的情形.后果图如图16所示:图16 答题超时后果图5.2成果剖析最后仿真成果达到了设计的请求,完成了此次抢答器的设计.但是因为GT组态软件仿真,不支撑七段码译码指令SEGD,所以没有方法在仿真中调试将七段显示器仿真出来,有点惋惜.不过照样美满的完成了设计义务.6设计总结经由一段时光的课程设计,在雷先生的带领下,我们介入了设计的各个方面的评论辩论和着手实践,获得了珍贵的经验,也学到了很多常识.可编程控制器这门课程是一门实践性很强的学科,实践环节至关重要.只有经由过程设计,进行现实操纵,才干学通学透可编程序控制器技巧.在做课程设计的组态设计时,因为抢答器体系涉及到的控制变量较多,须要对每个变量进行界说和编程,要斟酌函数界说的类型和它所对应的PLC程序中的端标语.开端编程的时刻因为斟酌不周密,总会丢掉落一些变量前提,或是变量界说类型不合错误,组态运行屡屡掉败,经由多次改良和调试,程序终于运行成功.我们本来认为本身已根本控制的器械,或许仅仅是一些浮浅的概况或是总体的一个正面,假如没有完全的实践体验,是发明不了这些问题的.此次课程设计给了我们一个很好的机遇去进修那些书本上不克不及学到的常识,增长了我们的见识,使我们对设计操纵有了必定的直不雅熟悉,深刻领会到“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”的真正寄义.参考文献[1] 电气控制与可编程控制器技巧[M].史国生,化学工业出版社.[2] 可编程控制器教程[M].王兆义,机械工业出版社.[3] 可编程控制器道理与运用[M].赵燕,周新建,北京大学出版社.[4]可编程控制器道理及运用教程[M].孙振强.北京:清华大学出版社[5] PLC编程及运用[M]. 廖常初.北京:机械工业出版社,2005.[6] 可编程控制器运用技巧[M].胡学林.北京:高级教导出版社,2001.[7] 模仿电子技巧基本[M].沈任元.北京:机械工业出版,2000.6.[8] PLC电气控制与组态设计[M].王宇.北京:电子工业出版社,2010[9]三菱FX系列可编程序控制器编程手册[M].三菱公司编,2001.[10]电气控制与PLC实训教程[M].阮友德.北京:人平易近邮电出版社,2006.[11]三菱可编程序控制器运用手册[M]. 三菱公司编,1999.附录控制程序梯形图。
抢答器的PLC控制系统设计
对于PLC的主机来 说,因为需要6个 开关、数码管的7 个引脚和公共端, 再加上5个LED灯, 还有一个扬声器, 一共22个输入输出 端,所以选FX2N48。
三、软件设计
上图,X5为复位按钮,M14是复位继电器。
上图X0为开始按钮,M11为开始继电器。
此情况为,队员违规抢答或者正常抢答,代表队员的灯亮抢答超时
正常抢答
答题超时
四、总结
•
二、总体设计方案
该抢答器为四 路抢答器,供四 人抢答。为主持 人设置开始复位 按钮。同时,在 抢答的时候有不 同的情况,每种 情况都有其提示 音,分为正常 、 违规和超时抢 答。。
工作流程图
I/O接线图以及实物图
以上左图为抢答器的I/O接线图,右边两图实 物图。
电器元件的选用
名称 PLC 主机单元 按钮控制SB0到SB5 扬声器 LED显示灯 LED显示灯 数码管 电路板 电烙铁 锡焊 型号 FX2N-48-MR 配套 配套 红色 绿色 红色 9*15cm 30w 尖底 数量 1个 6个 1个 4个 1个 1个 1个 1个 1卷
抢答器的PLC控制系统设计
目录
一 、选题的目的和意义 二、总体设计方案 三、软件设计 四、总结
一、 选题的目的和意义
• 在当今社会中,竞争越来越激烈,而通过抢答器抢答的方式选拔人才 已经成为了一种选拔人才的重要方式。因为,在各种竞传统的方法有 的时候也有失公正。但是,如果在比赛中让选手们通过PLC抢答器进行 抢答,竞争,会使比赛更加的严谨,结果更加的公正,公平。因此, 有必要对传统的PLC抢答器进行改良。 本课题抢答器运用PLC做控制器可以显著地提高抢答器的快速性,与公 平性。对PLC抢答器在各种竞赛,和人才的选拔中的普及,将发生重要 的作用。同时,PLC抢答器的应用也有利于人才的选拔,有较大的社会 效益。同时,在写这篇论文的过程中,通过查一些资料,补缺自身的 知识系统的漏洞,对于串接自己所学的知识,提升自身的能力,是非 常有意义的。
抢答器plc控制系统设计总结展望
抢答器plc控制系统设计总结展望
设计总结:总结过去已经完成的抢答器PLC控制系统设计方案,包括控制逻辑设计、硬件选型和接线方案等方面的内容,着重总结设计中的成功经验和取得的成果,并分析存在的问题和改进的空间。
设计展望:展望未来,可以提出关于抢答器PLC控制系统设计的改进和升级方案。
这可以包括引入更先进的控制算法、增加系统的可扩展性和灵活性、提高系统的安全性等方面的内容。
此外,可以分析未来可能面临的挑战和需求,并提出相应的应对策略。
总之,抢答器PLC控制系统设计总结和展望旨在总结过去的经验,展望未来的发展方向,以及与行业内其他设计人员的合作与交流,以不断提高抢答器PLC控制系统的设计水平和质量。
基于51单片机的抢答器设计
基于51单片机的抢答器设计设计一个基于51单片机的抢答器,可以用于教育培训、竞赛等场合。
抢答器由主控制器、抢答器模块和显示器等组成,可以实现多人同时抢答、自动计分和答题结果显示等功能。
1.系统结构设计:系统由主控制器、抢答器模块和显示器组成。
主控制器使用51单片机,通过IO口与抢答器模块和显示器进行通信。
抢答器模块包括按钮、指示灯和计分器等,用于获得用户的抢答信号和显示计分信息。
显示器用于显示抢答排名、答题结果以及题目等信息。
2.功能设计:-多人抢答功能:主控制器通过轮询方式检测抢答器模块的按钮状态,记录首先按下按钮的参与者信息,并显示其抢答排名。
-自动计分功能:主控制器根据参与者的抢答顺序和答题正确与否,自动计算得分。
得分可以通过显示器进行实时显示。
-答题结果显示功能:在抢答结束后,主控制器将抢答排名、得分和题目等信息发送给显示器,显示器将其显示。
3.系统硬件设计:主控制器部分由51单片机、外围电路和通信接口组成。
外围电路包括时钟电路、复位电路和按键矩阵扫描电路。
通信接口与抢答器模块和显示器相连,通过IO口进行通信。
抢答器模块由按钮和指示灯组成,用于用户抢答和显示抢答状态。
计分功能可以通过数字显示器实现。
显示器部分包括LCD显示屏和控制电路,用于显示抢答排名、答题结果和题目等信息。
4.系统软件设计:主控制器的软件设计主要包括抢答状态检测、计分规则实现和与外围设备的通信。
-抢答状态检测:通过轮询方式检测抢答器模块的按钮状态,记录首先按下按钮的参与者信息,并显示其抢答排名。
-计分规则实现:根据参与者的抢答顺序和答题正确与否,自动计算得分并更新显示器上的得分信息。
-与外围设备通信:与抢答器模块和显示器进行通信,发送抢答排名、得分和题目等信息。
5.系统优化:为提高系统的稳定性和可靠性-设计合理的接口电路,提高抗干扰能力。
-采用合适的检测算法,提高抢答状态检测的准确性。
-优化算法,提高计分规则的实时性和正确性。
抢答器控制系统设计与装调培训PPT课件
2. 断电(失电) 保持型辅助继电器(M500~M3071) (1)编程实例
断电(失电)保持型辅助继电器的编程实例
(2)实例说明 当X001接通后,M500线圈得电动作,其常开触点闭合 自锁,输出继电器Y001得电;即使X001再断开,M500的 状态仍保持不变。 (3)断电(失电)保持型辅助继电器的特点 断电时线圈由后备锂电池供电,当再恢复供电时能记 忆断电前的状态。对于这类继电器,要用RST命令清除其 记忆内容。
FX2N和FX0N系列PLC辅助继电器的分类
1. 普通(通用型) 辅助继电器(M0~M499) (1)编程实例
(2)实例说明 当X001置1时,辅助继电器M1线圈得电,M1其中一 副常开触点闭合,使M1线圈自保持;另一副常开触点闭 合,使输出继电器Y001得电。当X000置1时,M1线圈失 电, M1的常开触点断开,Y001断电。 (3)普通(通用型)辅助继电器的特点 普通(通用型)辅助继电器的特点是线圈得电触点 动作,线圈失电触点复位。
(3)各队抢答必须在主持人给出题目,说了“开始” 并按下开始抢答按钮后的10s内进行,如果在10s内有人抢 答,则最先按下的抢答按钮信号有效,相应分台上的抢答 指示灯亮,其他组再按抢答按钮无效。
(4)当主持人按下开始抢答按钮后,如果在10s内无 人抢答,则撤消抢答信号指示灯亮,表示抢答器自动撤消 此次抢答信号。
(2)上升沿和下降沿脉冲检测指令分别与PLS、PLF 具有同样的功能。
脉冲检测指令的编程实例 a)使用脉冲检测指令时的情况 b)使用PLS、PLF时的情况
(3)当脉冲检测指令作用于M2800~M3071时,其驱动 情况有些特别。
脉冲检测指令作用于M2800的编程实例
一、分配输入点和输出点,写出I/O地址分配表
知识竞赛抢答器的PLC控制设计.doc
知识竞赛抢答器的PLC控制设计[摘要]知识竞赛抢答器是当今知识抢答竞赛等活动中必不可少的东丙。
在科技飞速发展的今天,一个高效率且稳定的知识竞赛抢答器保证着竞赛的公帄和公正。
虽然市面上有很多种类的知识竞赛抢答器,但其屮绝大部分都是帄期用逻辑电路设计生产的。
但足由逻辑电路设计而成的抢答器会具有一定的缺陷:比如说,当许多人同时抢答的时候,抢答器会输出优先级相对较高的那个号码,这样就是导致比赛变成不公帄的比赛。
因此,一个性价比合适、能保证绝对公帄的知识竞赛抢答器设计对当今社会的抢答节目等十分重要。
本文以PLC控制为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案,在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其电路结构。
该抢答器控制灵活、方便,而且稳定性极好,能很好的保证比赛的公帄性。
只要修改PLC的控制程序就可以改变抢答参数,这样就可以不断完善抢答的公帄性和公正性。
[关键词]:知识竞赛抢答器;PLC;七段数码管;I/O分配刖目抢答器是指在竞赛、问题娱乐活动(抢答活动)中,能够准确、公正、直观地判断出抢答者的机器。
为提高素质或竞赛选拔,各行业经常举办智力、知识竞赛,由于其竞赛没有好的软件系统支持,在很多情况下都依靠主持人的临场发挥,选手和观众渴望的类似电视节0 的效果也难以得到实现。
在科技飞速发展的今天,一个高效率且稳定的知识竞赛抢答器保证着竞赛的公帄和公正。
第1章当前知识竞赛抢答器的现状生活屮,竞赛抢答器的应用很多,在现在的市囬上也有很多种不同类型的抢答器,这些抢答器大部分是早期川逻辑电路设计而成的,但是由逻辑电路设计而成的抢答器会具有一定的缺陷:比如说,当许多人同时抢答的时候,抢答器会输出优先级相对较高的那个号码,这样就是导致比赛变成不公帄的比赛。
而且随着功能的增多,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,无法准确判断抢按按钮的行为,也不便于参数调节及其功能的升级换代。
基于PLC四路抢答器的设计
基于PLC四路抢答器的设计PLC四路抢答器设计是一种基于可编程逻辑控制器(PLC)的系统,用于实现多人抢答游戏的设备。
该系统可以用于教育培训、智力竞赛等各种场景,提高参与者的反应能力和竞争意识。
下面将详细介绍PLC四路抢答器的设计。
1.系统结构PLC四路抢答器由主控单元、按键单元、显示单元和声音模块组成。
主控单元负责抢答器的控制和信号处理,按键单元用于参与者进行抢答,显示单元显示参与者的得分情况,声音模块用于发出抢答和答案正确的提示音。
2.主控单元设计主控单元采用PLC进行控制,具有较高的稳定性和可靠性。
它通过读取按键单元的信号,控制显示单元和声音模块的状态,并根据参与者的抢答顺序和答案是否正确进行得分计算。
主控单元还可以设置游戏的时间限制、参与者数量等参数。
3.按键单元设计按键单元由若干个按钮组成,每个按钮代表一个参与者。
当参与者准备抢答时,他们可以按下自己对应的按钮。
主控单元根据按键的信号进行响应,记录抢答的顺序和答题的正确性。
4.显示单元设计显示单元用于显示参与者的得分情况和答案的正确与否。
对于每个参与者,显示单元可以显示其抢答的顺序和得分。
当参与者抢答成功或答案正确时,显示单元可以发出相应的提示,如闪烁、改变颜色等。
5.声音模块设计声音模块用于发出抢答和答案正确的提示音。
当参与者抢答成功或者答案正确时,声音模块可以发出嘈杂的声音作为奖励。
同时,在一些参与者抢答时间结束或者所有题目答完后,声音模块可以发出结束的提示音。
6.系统功能PLC四路抢答器可以实现以下功能:-支持多人同时抢答,提高参与者的竞争意识和反应能力。
-可以设置游戏的时间限制和参与者数量,适用于不同规模和需求的竞赛活动。
-可以显示参与者的得分情况,提供公平公正的竞赛环境。
-提供声音提示,增加游戏的趣味性和紧张感。
7.系统优势与传统的抢答器相比,PLC四路抢答器具有以下优势:-PLC控制的稳定性高,不易受到外界干扰,保证系统的可靠性。
抢答器PLC控制系统设计
抢答器PLC控制系统设计1、抢答器PLC电气控制系统设计任务书1.1抢答器工艺的技术要求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。
目前市场上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的,只具有抢答锁定功能的一个电路,以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品,这部分抢答器已相当成熟。
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。
1.2抢答器电气控制系统设计要求1)抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
2)设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
3)抢答器具有锁存与显示功能。
即选手按动按钮,锁存相应的编号,并在LED数码管上显示,同时扬声器发出报警声响提示。
选手抢答实行优先锁存,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
4)抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如30秒)。
当主持人启动"开始"键后,定时器进行减计时,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续的时间0.5秒左右。
5)参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答的时间,并保持到主持人将系统清除为止。
6)如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁止抢答,定时显示器上显示00。
[摘要]利用FX2N—32MR—001型PLC设计了八路抢答器控制系统,给出了系统结构图、外部端子接线图及梯形图。
plc抢答器的设计与实现
实验五抢答器的设计与实现一、控制对象及其要求控制对象:3个抢答按钮及其对应的3个指示灯(带响铃的报警灯)和一个复位按钮(每轮抢答完毕后,由主持人按此按钮复位);控制要求:1.总共设置三个抢答器按钮及其对应的指示灯(带响铃的报警灯),再设置一个复位按钮,抢答开始前(或是主持人按下复位按钮后),所有指示灯均处于熄灭状态;2.开始抢答时,抢答者通过按下对应的按钮后,由系统判别出最先按下的按钮,其对应的指示灯亮起,表示抢答成功;3.当系统判别出一个最先按下的按钮以后,其他的指示灯对应的按钮无论是否按下,均处于熄灭的状态;4.当一轮抢答完毕后,主持人按下复位按钮以后,所有指示灯熄灭;5.以此循环;二、控制系统的分析与设计1.抢答器控制系统的分析:选用PLC对整个系统进行控制,可以将三个抢答按钮和一个开始按钮分别连接到PLC控制器的输入端,而在PLC的输出端则连接三个对应按钮的指示灯。
开始抢答时,选手按下各自的抢答按钮后,电平信号送入到PLC中,PLC接收到电平信号后,将接收到信号的通道对应的指示灯点亮,同时关闭除开始按钮所连通道外的其他通道的输入,这样就可以判别出一个抢答成功的选手。
当一轮抢答完毕,新一轮抢答开始时,主持人按下复位开始按钮后,所有指示灯熄灭,同时打开所有通道的输入,新一轮的抢答开始。
2.抢答器控制系统的设计1)IO点数的估算:系统输入信号:①开始复位按钮需要一个输入通道;②三个抢答按钮需要三个输入通道;以上共计需要4个输入通道;系统输出信号:①三个指示灯需要三个输入通道;②如果需要连接蜂鸣器,则再需要三个输入端子;以上至少需要三个输入通道;2)用户应用程序所占内存的大小估计用户应用程序占用内存与I/O点数、控制要求、运算处理量、程序结构等因素有关,因此在程序设计之前只能粗略估算。
根据经验,此应用程序占用的内存的大小可作如下估计:开关量输入:1×4=4字节;(分别为四个按钮的控制输入);开关量输出:1×3=3字节或者 1×6=6字节(如果需要连接蜂鸣器);共计至少需要7字节的数据存储空间,加上程序存储空间和备用存储空间以后,总共1K存储空间足够。
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可编程序控制器(PLC)是一种新型的通用的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,其拥有功能强大、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。
本文采用日本三菱公司生产的FX2N型PLC作为核心控制器进行五路抢答器系统的设计,设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案,在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其电路结构,其将以其控制方便,灵活,只要改变输入PLC的控制程序,便可改变竞赛抢答器的抢答方案,从而使得竞赛不断完善其公平、公正性。
在实时检测和自动控制的PLC应用系统中,PLC往往是作为一个核心部件来使用。
本设计正是以PLC为核心,该系统可以实现多人抢答和违例报警的自动显示。
由于PLC具有可靠性、易操作性、灵活性等优点,故传统答题相比,大大提高了效率和可靠性,有很强的实用价值。
关键词:PLC;竞赛抢答器1 引言............................................. 错误!未定义书签。
1.1 设计目的 (1)1.2 设计意义 (1)1.3 设计内容及要求 (1)2 PLC控制系统硬件设计 (3)2.1 系统硬件配置及组成原理 (3)2.2 系统输入输出点分析 (4)2.3 PLC选型 (4)2.4 系统硬件接线图设计 (5)3 PLC控制系统软件设计 (6)3.1 系统I/O地址分配 (6)3.2 控制程序流程图设计 (6)3.3 控制程序时序图设计 (7)3.4 PLC控制程序设计 (8)4 上位机组态监控系统设计 (11)4.1 组态监控软件选择 (11)4.2 上位监控系统组态设计 (11)4.3 实现效果 (12)5 系统调试及结果分析 (11)5.1 系统仿真调试 (11)5.2 结果分析................................... 错误!未定义书签。
6 设计总结 (11)参考文献 (16)附录控制程序梯形图 (17)1 引言1.1 设计目的抢答器,顾名思义就是用于比赛时,跟对手比反应时间,思维运转快慢的新型电器。
随着社会科技技术的不断发展,他的应用场合也随之增加;技术含量大大提升;更加方便可靠。
抢答器被广泛用于电视台、商业机构及学校,为竞赛增添了刺激性、娱乐性,在一定程度上丰富了人们的业余生活。
本文介绍一种数字式抢答器,能使五个队同时参加抢答,赛场中设有1个裁判台,5个参赛台。
总体设计选用三菱PLC控制,抢答操作方便,在很多的场所都可以使用,并且给人的视觉效果非常好。
用PLC进行知识竞赛抢答器设计,其控制灵活方便,只要改变输入PLC的控制程序,便可改变竞赛抢答器的抢答方案。
PLC智能抢答器与单片机抢答器相比,在许多方面都显示出优越性.首先说一下单片机抢答器,所谓单片机系统就是采用目前市场上的单片机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,目前除了仪表上仍然采用外,在工业现场的应用已逐步被PLC所代替。
1.2 设计意义本文采用日本三菱公司生产的FX2N系列PLC作为核心控制器进行五路抢答器系统的设计,并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。
同时根据知识竞赛抢答器的控制要求和特点,确定PLC的输入输出分配,并进行现场调试。
实现抢答器功能的方式有多种,可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。
近年来随着科技的飞速发展,单片机、PLC的应用不断地走向深入,同时带动传统的控制检测技术的不断更新。
1.3 设计内容及要求主要设计内容如下:(1)知识竞赛抢答器能使5个队同时参加抢答。
(2)设裁判队为裁判台,参赛对为参赛台。
裁判台设有音响和裁判灯,并且设有裁判台开始按钮SB0和裁判台复位按钮SB5;参赛台设有参赛台抢答按钮以及参赛台灯。
1-5号参赛台分别对应按钮PO1-PO5及参赛台灯LED1-LED5。
(3)知识竞赛抢答器能适合以下比赛规则:出题后,各队抢答必须在裁判说出“开始”并按下裁判台的开始按钮SB0后10S内抢答,并由数码管显示时间。
如提前抢答,抢答器发出“违规”信号。
10S时间到,如无队抢答,则抢答器给出时间已到信号,该题作废。
在有队抢答的情况下,则抢答器发出“抢答”信号,数码管开始计时,并由数码管显示出抢到题的参考队号,抢到题的队必须在30S 内答完题,如30S内未答完,则作超时处理。
(4)灯光与音响信号的意义如下:[1] 音响叫(响1S)+某台灯亮,由某参赛队正常抢答。
[2] 音响叫(响1S)+某台灯亮+总台灯亮,某参赛队违规。
[3] 音响叫(响1S)+裁判台灯亮,无人抢答或答题超时。
(5)在某个题结束后,裁判员按下台上的复位按钮SB5,抢答器恢复原来的状态,为下一轮抢答作好准备。
各台数字显示的消除,蜂鸣器音响及指示灯的关断,都要通过主持人去按下复位按钮。
2 PLC控制系统硬件设计2.1 系统硬件配置及组成原理各种PLC的组成结构基本相同,都主要由中央处理器(CPU)、存贮器和输入/输出接口等构成。
因此,从硬件结构来说,可编程控制器实际上就是计算机,图1是其硬件系统的简化框图。
从图中可以看出PLC内部主要部件有:(1)CPU同一般的微机一样,CPU是PLC的核心。
PLC中所配置的CPU随机型不同而不同,常用有三类:通用微处理器(如Z80、8086、80286等)、单片微处理器(如8031、8096等)和位片式微处理器(如AMD29W等)。
小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器;中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器;大型PLC大多采用高速位片式微处理器。
目前,小型PLC为单CPU系统,而中、大型PLC则大多为双CPU系统,甚至有些PLC中多达8个CPU。
对于双CPU系统,一般一个为字处理器,一般采用8位或16位处理器;另一个为位处理器,采用由各厂家设计制造的专用芯片。
字处理器为主处理器,用于执行编程器接口功能,监视内部定时器,监视扫描时间,处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。
位处理器为从处理器,主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。
位处理器的采用,提高了PLC的速度,使PLC更好地满足实时控制要求。
(2)存储器PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两种。
系统存储器用于存放PLC 的系统程序,用户存储器用于存放PLC的用户程序。
现在的PLC一般均采用可电擦除的E2PROM存储器来作为系统存储器和用户存储器。
(3)输入输出组件(I/0模块)PLC的输入接口电路的作用是将按钮、行程开关或传感器等产生的信号输入CPU;PLC的输出接口电路的作用是将CPU向外输出的信号转换成可以驱动外部执行元件的信号,以便控制接触器线圈等电器的通、断电。
PLC的输入输出接口电路一般采用光耦合隔离技术,可以有效地保护内部电路。
输入的开关量信号接在IN端和0V端之间,PLC内部提供24V电源,输入信号通过光电隔离,通过R/C滤波进入CPU控制板,CPU发出输出信号至输出端。
PLC输出有三种型式:继电器方式、晶体管方式和晶闸管方式。
(5)编程器编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视等。
还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。
它通过通讯端口与CPU联系,完成人机对话连接。
编程器上有供编程用的各种功能键和显示灯以及编程、监控转换开关。
编程器的键盘采用梯形图语言键符式命令语言助记符,也可以采用软件指定的功能键符,通过屏幕对话方式进行编程。
编程器分为简易型和智能型两类。
前者只能连机编程,而后者既可连机编程又可脱机编程。
同时前者输入梯形图的语言键符,后者可以直接输入梯形图。
根据不同档次的PLC产品选配相应的编程器。
(6)外部设备及电源一般PLC都配有盒式录音机、打印机、EPR0M写入器、•高分辨率屏幕彩色图形监控系统等外部设备。
PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源,内部的开关电源为PLC的中央处理器、存储器等电路提供5V、12V、24V直流电源,使PLC能正常工作。
图1 硬件系统的简化框图2.2 系统输入输出点分析本次设计的是五人抢答器。
至少需要一个总台复位按钮,一个总台开始按钮,五个分台按钮,一共七个输入控制点。
还需要一个总台音响,一个总台灯,五个分台灯,一共七个输出控制点。
然后,还有七段显示器,需要使用八个输出点。
所以一共需要使用七个输入点,十五个输出点。
2.3 PLC选型在进行设计时我们要留一定的余量,方便更改设计或者扩展,因此我们通过统计所要的输入和输出的点数,经过选择对比,我们选择了三菱FX2N-32MR型PLC。
它具有很多优点:内置的集成功能、强大的通信能力和品种丰富的扩展模块等,它也正是借助这些优点成为FX系列PLC家族中较先进的系列之一。
FX可以用于替代继电器控制系统实现单机运行,也可以实现复杂的自动化控制系统。
极强的通信能力使得它在网络控制系统中也发挥着重要作用;并且能适应世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块。
FX2N-32MR也以其极高的性价比,在我国占有很大的市场份额。
2.4 系统硬件接线图设计系统硬件接线图如图2所示:图2 系统硬件接线图3 PLC控制系统软件设计3.1 系统I/O地址分配PLC控制系统I/O分配表如表1所示:表1 PLC控制系统I/O分配表3.2 控制程序流程图设计本次设计抢答器控制程序流程图如图3所示:开始工作按键抢答按键抢答主持人是否按开始?YES NO没抢答YES 答题没答题答题分台灯亮音响报警1s ,总台灯亮计时30s 复位音响报警1s ,总台灯亮复位计时10s 复位答题分台灯亮,音响报警1s ,总台灯亮复位图3 程序流程图 3.3 控制程序时序图设计本次设计抢答器控制程序时序图如图4所示:图4 控制程序时序图3.4 PLC 控制程序设计本次抢答器程序设计步骤表述如下:(1)首先先绘出“应答允许”“应答时限”“答题时限”等支路。
如图5、图6所示:图5 应答允许与应答时限支路图6 答题时限支路(2)设计各分台灯梯形图。
各分台灯启动条件串入M2的常闭触点体现了抢答器的一个基本原则:竞时封锁,在已有人的抢答之后按按钮是无效的。
梯形图如图7所示:图7 分台灯梯形图(3)设计总台灯梯形图。
总台灯的工作条件含有四个分支。
如图8所示:图8 总台灯梯形图(4)设计总台音响梯形图。
总台音响梯形图为了缩短音响的时间(设定为1S),在印象的输出条件中加入了启动信号的脉冲处理环节。
如图9所示:图9 音响梯形图(5)设计七段显示器梯形图。