电子抢答器开题报告【开题报告

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开题报告电气工程及自动化基于PLC控制的知识竞赛抢答器设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义无论国内抑或是国外，在很多公开竞争场合中，都要求有公正的竞争裁决。这时候，抢答器都可以起到很大作用，它能准确、公正、直观地判断出第1抢答者。通过抢答器的指示灯显示、数码显示和警示蜂鸣等手段指示出第1抢答者，如果抢答过程有犯规情况存在，抢答器也能及时警报。竞赛抢答器的发展也历经了好几个阶段，从几十年前的模拟电子技术到数字电子技术，到至今仍在使用的单片机编程技术，再到现如今应用最为广泛的PLC技术，可以说，一款小小的抢答器，映射了整个电子行业的发展历程。PLC技术在我国的应用已经有20多年历史，随着目前自动化程度的提高，以及各种监控系统的需要，PLC其外部电路简单、模块化结构、可靠性高，尤其可以通过方便的编程和修改软件来实现顺序控制的功能等特点，在工业的应用中越来越广泛。它将传统的继电器控制技术与计算机和通信技术融为一体。在实际现场，设备操作方便，管理维护简单，能根据各种突发事件，做出实时的正确反正，而表现的最突出的就是在各类竞赛过程中抢答器的应用。虽然如今的很多竞赛抢答器是基于单片机编程设计，但是由PLC设计的抢答器与单片机抢答器相比，在许多方面都显示出了优越性。再次，就不得不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以及其它方面的限制，目前除了仪表上仍采用外，在工业现场的应用已逐步被PLC所代替。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，所以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。单片机的可维护性：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，这样维修成本都会增加。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，整个面板显得繁琐，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。特点：不可靠，价格便宜。可编程控制器（PLC）：所谓PLC系统就是采用目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。这种形式目前在工业现场应用最为广泛。PLC的可靠性：进口PLC采用的CPU都是生产厂家专门设计的工业级专用处理器，其余各元件也是直接向生产厂家购买的，经过严格挑选的工业级元件，另外它的电源模块也是集各大公司工业控制的经验而特别设计的，抗干扰性特别是抗电源干扰能力有很大提高，即使在电源很差和变频调速的干扰下扔能正常工作。PLC的可维护性：PLC 本身有很强的自诊断能力，一旦系统出现故障，根据自诊断很容易诊断出故障元件，即使非专业人员也能维修，如果故障由于程序设计不合理引起，由于它提供完善的调试工具，要找出故障也较为简单。操作：PLC的操作采用触摸式操作终端，人机界面，全屏显示，上面设计了很详尽的操作指南，即使第一次使用，也能根据提示顺利操作，这就降低了对操作人员的要求，一般工人也能很快掌握。另外，一旦系统发生故障，画面自动切换到故障提示画面，提示故障原因和排除方法。甚至可以显示故障在机器上的位置，维修人员可以根据提示很快排除故障。特点：价格与前两种控制器相比略贵，可靠性好，操作简单。因此，通过以上单片机与PLC的性能对比，我们可以明显得到，当抢答器需要具有较为复杂的功能时，基于PLC设计的抢答器有着更加明显的优势。PLC的广泛应用，大大降低了抢答器的复杂程度以及装置维修的繁琐性，并且PLC的操作简单，随着其成本的逐渐降低，基于PLC 控制的抢答器已经代替了单片机在抢答器市场中的主导地位，具有着十分重要的意义。本

次抢答器的设计具有理论和实际意义，通过本次设计，我们可以：1 巩固所学的知识，学会通过各种途径查找资料；2 能够把所学的思想知识联系实际，解决实际问题；3 掌握抢答器的工作原理及其设计方法；4 通过实物制作，了解PLC市场情况、价格，掌握相关功能，锻炼动手能力以及分析思考能力。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：（1）主要研究内容：抢答器同时供8名选手使用，分别用8个按键表示设置一个系统清除和抢答控制开关，该开关由主持人控制设置一个犯规显示灯，抢答犯规，灯亮抢答器具有锁存与显示功能，主持人按开始键，选手开始抢答，抢答器显示第一抢答选手号码；主持人按清除键，禁止抢答，显示0 （2）拟解决的关键问题定时控制梯形图报警控制梯形图时序控制梯形图设计三、研究步骤、方法及措施：项目采用查阅资料、自主设计等方法；而对效果的分析，则采用模拟测试的方法。四、参考文献[1]范永胜,王岷. 电气控制与PLC应用[M].北京:中国电力出版社,2004. [2]刘艳梅,陈震,李一波,渠莉娜. 三菱PLC基础与系统设计[M].北京:机械工业出版社,2009. [3]史国生,鞠勇. 电气控制与可编程控制器技术实训教程[M].北京:化学工业出版社,2009.