四路抢答器的plc控制线路的设计

机电传动控制课程设计

设计题目：四路抢答器PLC控制电路的设计

学校：梧州学院

专业：机械设计制造及其自动化

班级： 08机械2班

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年月日

摘要

随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到所有的控制领域。现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一需求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编程控制器就顺应而生。

而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。

关键词:可编程控制器抢答器 PLC 模拟电路数字电路

目录

第一章设计选题及目的 (1)

1.1 设计选题 (1)

1.2 设计目的 (1)

第二章功能介绍 (2)

2.1 主要功能介绍 (2)

2.2 扩展功能介绍 (2)

第三章总体方案设计模块 (3)

第四章 PLC抢答器编程 (4)

4.1 选定输入、输出设备 (4)

4.3 工作过程 (5)

4.4 程序指令表 (6)

4.5 外部接线图 (7)

第五章单元模块设计 (8)

5.1 抢答器电路模块 (8)

5.2 定时电路模块 (11)

5.3 控制电路 (15)

第六章组装和调试 (18)

参考文献 (19)

致谢 (20)

第一章设计选题及目的

1.1 设计选题

设计选题：四路抢答器的PLC控制电路的设计。

控制要求：

（1）竞赛者若要回答主持人所提问题时，须抢先按下桌上的抢答按钮；

（2）绿色指示灯亮后，须等主持人按下复位按钮PB5后，指示灯才熄灭；

（3）如果如果竞赛者在主持人打开SW1开关10s内抢先按下按钮，电磁线圈将使彩球摇动，以示竞赛者得到一次幸运的机会；

（4）如果在主持人打开SW1开关10s内无人抢答，则必须有声音警示，同时红色指示灯亮，以示竞赛者放弃该题；

（5）在竞赛者抢答成功之后，应限定一定时间回答问题，根据题目难易可设定时间；

（6）当主持人打开SW2开关之后计时开始，如果竞赛者在回答问题时超出设定时限，则红色指示灯亮并伴有声音提示，竞赛者停止回答问题。

1.2 设计目的

通过这次课程设计，灵活运用《机电传动控制》理论知识，在实践中实现巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想。

第二章功能介绍

2.1 主要功能介绍

（1）抢答器最多可供4名选手参赛，编号为1~4号，各队分别用一个按钮（分别为S0~S3）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

（2）抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来，直到主持人清零。

（3）开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关S被按下时抢答电路清零，当开关S松开后则允许抢答。输入抢答信号由抢答按钮开关S0~S3实现。

（4）有抢答信号输入（开关S0~S3中的任意一个开关被按下）时，并显示出相对应的组别号码。此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，指示灯依旧“保持”第一个开关按下时所对应的状态不变。

2.2 扩展功能介绍

（1）抢答器具有定时抢答的功能，抢答的时间由主持人设定。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示。

（2）参加选手在未开始抢答时按下抢答键，则犯规，发出报警声。

（3）参加选手在设定的时间内抢答，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时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。

（4）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，发出短暂的报警声，时间显示器上显示为0。

第三章总体方案设计模块

图3-1为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清零”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”，抢答器工作。定时器倒计时，选手在定时时间内抢答时，抢答器完成优先判断、编号锁存、编号显示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。

图3-1 控制流程图

第四章 PLC抢答器编程4.1 选定输入、输出设备

输入设备输入端子号

抢答按钮PB11 0000

抢答按钮PB12 0001

抢答按钮PB21 0002

抢答按钮PB31 0004

抢答按钮PB32 0005

抢答按钮PB41 0006

抢答按钮PB42 0007

复位按钮PB5 0008

选择开关SW1 0009

限时开关SW2 0010

输出设备输出端子号

绿色指示灯L1输出 0500

绿色指示灯L2输出 0501

绿色指示灯L3输出 0502

绿色指示灯L4输出 0503

红色指示灯L5输出 0504

红色指示灯L6输出 0505

电磁开关SOL输出 0506

回答限时声音输出 0507