基于plc的8人抢答器设计
8路抢答器设计(含完整图)
数字电路课程设计报告8路数字抢答器1.概述抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
另外设置系统清除开关一个，该开关由主持人控制。
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，扬声器发出声响提示，并在七段数码管上显示选手号码。
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零为止。
当主持人按下清除键后，参赛选手可以进行抢答，同时倒计时电路开始倒计时，抢答有效时，红灯亮，倒计时停止，显示器上显示选手的编号，并保持到主持人将系统清零为止。
2、8路数字抢答器各主要芯片介绍2.1、74LS14874LS148是一个8线—3线优先编码器。
74LS148外部管脚图、真值表如图所示：图一 74ls148 真值表由表不难看出，在0=S 电路正常工作状态下，允许70~I I 当中同时有几个输入端同时为低电平，即有编码输入信号。
7I 的优先权最高，0I 的优先权最低。
当07=I 时，无论其它输入端有无输入信号（表中以x 表示），输出端只给出7I 的编码，即000012=Y Y Y ，当74LS148的功能表输 入输 出S0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I2Y 1Y 0Y S Y EX Y1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 x x x x x x x 0 x x x x x x 0 1 x x x x x 0 1 1 x x x x 0 1 1 1 x x x 0 1 1 1 1 x x 0 1 1 1 1 1 x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0U CC Y EX Y S I 3 I 2 I 1 I 0 Y 0I 4I 5I 6I7S Y 2Y 1GND 图２ 74LS148管脚图16 9 74LS148 1 80167==I I 、时，无论其它输入端有无输入信号，只对6I 编码，即输出为001012=Y Y Y 。
16 8路抢答器系统设计《PLC技术应用》
0 1 0 1 1 0 1 1 2 H5B 0 1 0 0 1 1 1 1 3 H4F 0 1 1 0 0 1 1 0 4 H66 0 1 1 0 1 1 0 1 5 H6D 0 1 1 1 1 1 0 1 6 H7D 0 0 1 0 0 1 1 1 7 H27 0 1 1 1 1 1 1 1 8 H7F 0 1 1 0 1 1 1 1 9 H6F
八路抢答器系统设计
◎ 增加犯规报警功能的程序设计 ◎ 正常抢答程序增加犯规抢答部分
正常抢答 犯规抢答
八路抢答器系统设计
◎ 增加犯规报警功能的程序设计 ◎
增加犯规显示的数码显示程序
控制正常抢答显示
控制犯规抢答闪烁显示
注意：MOV指令控 制的输出，具有保持 功能，M8013触发 置位后显示， M8013断开后仍然 维持输出，并不能实 现数字闪烁
八路抢答器系统设计
◎用主控MC指令设定抢答成功标志的程序设计 ◎
主控MC指令抢答成功标志设定
主控指令 竖向触点M100不用输入，进入运行状态时自动出现
主控返回
八路抢答器系统设计
◎用主控MC指令设定抢答成功标志的程序设计 ◎
主控MC指令抢答成功标志设定
主控指令21步
普通指令28步
八路抢答器系统设计
八路抢答器系统设计
◎ 系统控制功能分析 ◎
控制要求
1. 8位选手只有在主持人按下抢答按钮后方可抢答。
2. 如某位选手最先按下按钮、蜂鸣器响0.5S提示抢答 成功，并且立即显示该选手编号，此后其它选手按抢答 按钮无效。
3. 答题结束后，主持人按下复位按钮，清除抢答结果。
八路PLC抢答器
抢答器
要求： 1 有一个主持人和八个参赛队。
2 主持人有一个开始按钮和复位按钮和2个指示灯（对，错指示）和数码显示抢答队的
号码。
3 每一参赛队有一个抢答按钮。
4当主持人按下开始按钮后，0-10秒内可以抢答，如时间超过10秒则显示“作废”，如
参赛队员抢答正确，必须在30秒内回答完则显示“正常抢得”，否着显示“超时”，
如提前抢答则显示“违例”。
在题目回答终了后，主持人按下复位按钮，抢答器恢复
原始状态，为下一轮抢答做好准备。
5“正常抢得”信号：对指示和显示某队的队号
“违例”信号：错误指示和显示某队的队号
“作废”和“超时”信号：对指示和错误指示
第一行y000到y007清零，第二行y010到y017清零
第三行M0到M3清零，第四行y020到y027清零（可以用这八位来接数码管）
X017 是复位按键
X011 是开始按钮
Y000 至Y007 分别是1号到8号有按下的输出
X000 至X007 分别是1号到8号按键，当有按下时，Y010置位并保持，并对应输出Y000 至Y007
Y010违例Y011作废Y012 超时M0 M1 M2为辅助继电器,
21有自锁功能，当Y010和Y011不动作时，X000有信号，则右边M0动作，左边自锁，直到Y010和Y011有动作时才解锁
52到129有自锁功能，显示队伍，例如y000按下，则右边y000动作，左边的y000闭合
X012 和X013 是选答案的按键，有自锁功能。
当Y013或者Y014有动作时，T1停止。
基于plc的8人抢答器设计
控制技术课程设计报告题目：抢答器PLC控制系统设计目录1、设计目的及要求11.1 设计的目的11.2 课程设计的任务要求12、设计方案12.1整体功能介绍12.2基本原理框图22.3整体流程设计22.4系统所用元器件12.5 PLC的选型52.6 外部接线设计53、程序设计64、系统调试及分析104.1抢答举例104.2程序的组态仿真115、设计心得体会13参考文献14附录：151、设计目的及要求1.1 设计的目的（1）结合实际抢答器的工作情况，设计抢答器信号控制原理设计，掌握复杂情况下抢答器定时及减数功能的实现。
（2）进一步熟悉控制系统设计中元器件选型，及组态环境下控制系统仿真与调试，掌握控制系统原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计。
（3）提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。
1.2 课程设计的任务要求（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音，声响持续的时间0.5秒左右。
（5）参赛选手在设定的时间进行抢答，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。
2、设计方案2.1整体功能介绍竞赛抢答器，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，它的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。
8人抢答器PLC控制系统设计
8 人抢答器PLC 控制系统设计电气工程学院课程设计说明书设计题目：8人抢答器PLC控制系统设计系别：电气工程及自动化系年级专业:学号：学生姓名：指导教师：郭忠南等燕山大学课程设计说明书电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等学号学生姓名（专业）班级设计题目8人抢答器PLC控制系统设计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SO〜S7设表示。
计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。
技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，并术在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。
选手抢答实行优参先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
数其他要求查阅相关文献。
1）根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括PLC硬件配置设电路。
计2）根据控制要求，编制PLC控制程序要3）按要求编写设计说明书并绘制A1 幅面图纸一张。
求参1、《PLC电气控制技术》漆汉宏主编机械工业出版社2008考2、图书馆各类期刊文献相关数据库资3、相关电气设计手册料周次第一周第二周应完成全部方案设计: 完周一、二: 完成设计说明书周一、二: 查、阅相关参考资料成周三、四：绘制A1设计图纸周二至周五：方案设计内周五：答辩考核周六、日: 设计方案完善容指导教基层教学单师签字位主任签字说明：1 、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。
2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
电气工程学院教务科燕山大学课程设计说明书摘要随着我国经济和文化实业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等，因此出现了抢答器。
最初的抢答器是由优先权编码器构成的逻辑电路，其运算速度慢，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更加困难。
PLC课设 八路抢答器
电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
电气工程学院教务科目录摘要 (2)第 1 章绪论 (3)可编程控制器（plc）简介 (3)第 2 章抢答器的设计要求 (5)第 3 章抢答器的设计 (6)3.1 结构框图 (6)3.2 硬件选择 (6)3.3流程图 (8)3.4 电气接线图错误！未定义书签。
(9)3.5 I/O接线表 (10)第4章软件设计 (11)4.1 抢答器开始及复位程序 (11)4.2 选手抢答程序 (11)4.3 主要计时控制程序 (12)4.4 倒计时显示程序 (13)4.5 音箱控制程序 (14)4.6 一秒钟脉冲发生程序 (14)附录抢答器控制梯形图 (16)总结 (20)参考文献 (21)摘要近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。
据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。
PLC型抢答器是将PLC用于对抢答器的控制，主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前使用的抢答器进行精确控制，特别是对多人抢答的控制可方便的实现。
通过设计一个抢答器，使我们系统掌握可编程控制器的基本原理、功能、应用、程序设计方法和编程技巧，是我们掌握一些基本机型，掌握PLC控制技术的基本原理和应用，并学习PLC编程的多样性、灵活性，是我们掌握PLC 在实际应用中的控制作用、动作顺序与原理，为今后从事自动化控制领域的工作打下坚实的基础。
同时，在设计过程中还能培养我们独立工作能力与创造力，综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力，查阅图书资料、绘图、书写报告的能力。
关键词 plc 抢答器方便精确第一章绪论可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，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，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。
PLC控制八组抢答器
用PLC程序设计的八路抢答器摘要】文章介绍一种利用日本三菱公司生产的FX2N-32MR型PLC作为核心控制器的八路抢答器系统，并且给出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。
【关键词】PLC；抢答器；梯形图；程序；设计（一）引言在学校里经常会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。
目前市场上已有很多类型的竞赛抢答器，但其中绝大多数是早期设计的，采用模拟电路、数字电路或者模数混合电路的产品。
这些抢答器已相当成熟，但是随着功能增多，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功能的升级换代。
近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。
可编程控制器是以微机技术为基础发展起来的新一代控制装置，是实现自动化控制的理想工具之一，它有着传统继电接触控制无法比拟的优点，因而在控制领域中得到了广泛应用，若采用可编程控制器制作抢答器，则比用逻辑电路和继电器制作的抢答器具有更多的优点，其结构简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠，定时准确，可方便地设置定时时间，编程容易，功能扩展方便，修改灵活。
本设计就是利用PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，PLC 的性能优势必会使得竞赛真正达到公正、公平、公开。
（二）系统设计要求及工作原理1.设计要求（1）抢答器同时为8组选手分别提供按钮，按钮分别为PB0、PB1、PB2、PB3、PB4、PB5、PB6、PB7；（2）设置一个复位按钮PB10，实现系统电路的复位，由主持人控制；（3）当主持人打开启动开关SW1后，在设定时间T0内，如果某组抢先按下抢答按钮，则驱动音效电路①发出声响，指示灯L1亮，并且在8段数码管显示器（如图1所示）上显示出抢答成功的组号，此时电路实现互锁，其它组再按下抢答按钮为无效；（4）如果在时间T0内，无人应答，则驱动音效电路②发出声响，指示灯L2亮，表示抢答者均放弃该题；（5）在抢答成功后，主持人打开限时开关SW2，启动定时器，在设定的时间T1内回答有效，当到达设定时间T1时，驱动音效电路③，指示灯L3亮，表示答题时间到。
基于plc的八路抢答器
工作原理 抢答器控制系统分5部分：PLC、抢答按钮、信号 灯、音响电路和显示部分，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，控制数码管和音响 提示电路工作。 。
+
知识竞赛八路抢答器有11个输入信号(即11个按钮)，二十 一个输出信号(即八个台灯信号、八个音响信号、五个数 码管的驱动输出信号)。由上可知PLC共11个输入点，二 十一个输出点。基于以上输入、输出点的要求，选用日 本三菱公司FX-48MR-001系列的PLC作为控制主机。它 是输入点数24点、输出点数24点继电器输出型小型PLC。 多出的输入、输出点用于抢答器参赛队数增加时系统进 行扩充。
1.plc与LED显示器的连接设计
2.外部硬件接线图 如下图所示
+
+
一
抢答控制梯形图设计 数码显示控制设计 指令设计（指令表如下图所示）
二
三
笔者设计了几种抢答器， 通过比较发现由于单片机、 CPLD器件工作电压为 5V，信号经过长距离的传输衰减 比较严重，而以 PLC 为核心的抢答器输入信号电压为 24V，信号传输良好。通过不断加大输入信号信号线的 长度进行比较实验，经数据处理用 Matlab 软件仿真如 图 10 所示。通过图比较可以发现采用 PLC 控制器的抢 答在信号 28m 的时候成功率可达到99%～100%，28m 外略有衰减；而以单片机为控制器的抢答器在7m处开始 衰减。
感谢参加本人论文审阅和评阅的所有老师。谢谢你们能在百忙之中 抽出时间对我我论文进行评审，并提出宝贵的意见。 由衷的感谢你们。
感谢学校和院系四年来对我 教育和培养！ 感谢在座的各位老师给我这 次答辩锻炼的机会
谢谢 祝各位老师 身体健康 工作顺利
8路抢答器电子设计
8路抢答器电子设计八路定时抢答器的设计方案1.设计题目八路数字抢答器的设计2.设计目的3.设计要求3.1设计指标：抢答器可供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0~S7表示。
3.1.2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。
3.1.4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。
3.1.6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。
3.2设计要求：3.2.1画出电路原理图。
3.2.2进行电路的仿真与调试。
4.设计方案多路智力竞赛抢答器的组成框该设计抢答器的电路主要是由抢答开关电路、触发电路、触发锁存电路、编码器、七段显示译码器几部分构成。
工作原理为：5.具体设计及原理图5.1抢答器电路的设计出（Q4—Q1）全部置０，使74LS48的BI的非＝０，显示器灯灭；74LS148的选通输入端ST的非=0，使之处于工作状态，此时锁存电路不工作。
当主持人把开关S置于\开始\时，优先编码器和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端的信号输入，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出Y2Y1Y0的非=010，YE某的非=0，经RS锁存后，CTR=1，BI的非=1，74LS279处于工作状态，Q4Q3Q2=101,74LS48处于工作状态，经74LS148译码后，显示器显示为\５\。
此外，CTR=1，使74LS148的ST的非为高电平，74LS148处于禁止工作状态，封锁其他按键的输入。
当按键松开即按下时，74LS148的YE某的非为高电平，但由于CTR维持高电平不变，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。
如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置“清除”，电路复位。
基于PLC控制的八路抢答器系统设计
重庆信息技术职业学院毕业设计题目基于PLC控制的抢答器选题性质： 设计□报告□其他院系电子工程学院专业电子信息工程技术班级 0 9 电子一班学号 0 9 2 0 0 9 0 1 x x学生姓名 x x x指导教师 x x教务处制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,是功能加强、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。
PLC的应用领域已经拓宽到了各个领域，而其中的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。
可是大部分的抢答器主要采用的是单片机系统；而单片机系统由于稳定性不高，所以我们设想是否可以利用PLC进行抢答器的设计,所以我们小组针对此次毕业设计进行了软硬件的设计。
关键字：可编程控制器、抢答器、PLC目录摘要 (I)目录 (II)第一章绪论 (1)１．１PLC的由来及发展史 (1)１．２PLC的基本结构 (2)１．３PLC的工作原理 (2)第二章抢答器的设计内容 (3)2。
1、设计方案和思路 (3)2。
2、PLC控制程序 (4)2.3、软件编程及上机调试过程 (7)总结 (10)参考文献 (11)第一章绪论１．１PLC的由来及发展史PLC早期主要应用于工业控制，但随着技术的发展，其应用领域正在不断扩大。
可编程控制器（Programmable Logical Controller)简称PC或PLC，是60年代末发明的工业控制器件，是美国数字公司（DEC ）为美国通用公司（GM)研制开发并成功应用于汽车生产线上，可编程控制器自此诞生。
8路抢答器的plc1设计
第1章绪论1.1前言目前，我国国内生产总值稳定而快速的增长，人们的生活水平有了很大的提高，但与此同时，社会人口的流动性大大增加了，社会构造和社会治安都日趋复杂，入室抢窃、偷盗等诸多社会问题的频繁发生，使人们对家庭生命财产的平安越来越重视。
传统的机械式〔防盗网、防盗窗〕家居防卫系统在实际使用中暴露了很多隐患，但先进的技术总为人带来很多的便利，触摸式报警器有着传统防盗系统所不可及的优势，其自动化程度高，是防盗的一道有力武器。
1.2整体电路设计触摸式报警器研究的是防盗报警系统，如何运用简单的电子元件实现报警功能。
整体电路设计：通过触摸电极片，尖波信号触发IC1NE555的2脚使定时器进入暂稳态，到达定时30S的效果，3脚输出高电平触发IC2NE555振荡电路产生周期为T的振荡信号，振荡信号经LM386芯片构成的集成功率放大电路放大驱动扬声器发出报警声，30S后,IC1的3脚输出上下电平，报警声消失，直至下一次触摸电极片。
1.3 设计的内容与要求具抢答提示。
设计抢答器，在某抢答比赛，儿童二人参赛且其中任一人按钮可抢得，学生一人组队。
教授二人参加比赛且二人同时按钮才能抢得。
主持人宣布开场前方可按抢答按钮。
主持人台设复位按钮，抢得及违例由各分台灯指示。
有人抢得时有幸运彩球转动，违例时有警报声。
本设计为四人参赛的抢答器，能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者，并用声、光指示；主持人没有宣布抢答开场时，抢答不起作用。
主持人宣布抢答开场时，按“开场〞键，抢答开场，同时启动计时器计时；抢答器由PLC以及外围电路组成，由于采用PLC，使得外围电路非常能共享简单，但是功能并不比一般的抢答器少。
功能描述如下：1、开场抢答信号灯光指示及犯规组号抢答器具有抢答自锁。
2、工作模式：手控。
3、按钮完成所有功能设定及各种操作。
4、准确分辨偷答功能。
第2章硬件设计2.1器件介绍1.PLC与通用计算机没有什么区别，只是一台增强了I/O功能的可与控制对象方便连接的计算机。
基于PLC控制的八路抢答器系统设计
题目基于PLC控制的抢答器选题性质： 设计□报告□其他摘要随着微处理器、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,是功能加强、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。
PLC的应用领域已经拓宽到了各个领域，而其中的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。
可是大部分的抢答器主要采用的是单片机系统；而单片机系统由于稳定性不高，所以我们设想是否可以利用PLC进行抢答器的设计，所以我们小组针对此次毕业设计进行了软硬件的设计。
关键字：可编程控制器、抢答器、PLC目录摘要 (I)目录 (II)第一章绪论 (1)１．１PLC的由来及发展史 (1)１．２PLC的基本结构 (2)１．３PLC的工作原理 (2)第二章抢答器的设计内容 (3)2.1、设计方案和思路 (3)2.2、PLC控制程序 (4)2.3、软件编程及上机调试过程 (7)总结 (10)参考文献 (11)第一章绪论１．１PLC的由来及发展史PLC早期主要应用于工业控制，但随着技术的发展，其应用领域正在不断扩大 . 可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称PC或PLC，是60年代末发明的工业控制器件，是美国数字公司(DEC )为美国通用公司(GM)研制开发并成功应用于汽车生产线上，可编程控制器自此诞生。
随着计算机技术的飞速发展，PLC软硬件水平与规模也发生了质与量的变化，其控制技术也朝着智能化方向不断发展，同时推动了先进制造技术的相应发展。
基于PLC八路抢答器的设计
目录摘要: (2)1 PLC八路抢答器概述 (2)1.1 PLC八路抢答器概述 (2)1.2 PLC智能抢答器的优势 (3)1.3 单片机的特点 (3)1.4可编程控制器（PLC） (3)2 PLC智能抢答器的工作原理 (4)2.1PLC的产生 (5)2.2早期的PLC (7)2.3 PLC的定义 (7)2.4 PLC的基本结构 (8)3 PLC的特点 (8)3.1 PLC的发展趋势 (8)3.2 PLC工作原理 (9)3.3 PLC中的存储器 (9)3.4 PLC的编程语言 (9)4 PLC的分类及性能指标 (10)4.1按I/O点数容量分类 (10)4.2按结构形式分 (10)4.3 PLC的性能指标 (10)5结束语 (11)6参考文献 (11)摘要:近年来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。
对于抢答器其广泛用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用，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，并且给人的视觉效果非常好，是各单位开展素质教育、精神文明乐活动的必备产品。
本次设计是利用PLC（Programmable Logic Controller）对PLC控制的八路智力抢答器进行控制。
首先，选择这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。
使自己对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的八路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。
考虑到只是PLC控制的八路智力抢答器则输出端口需要25个，输入端口需要11个，由于PLC具有可靠性高、体积小、通用性、使用方便等优点，因此，我决定选用SIMATIC S7-200 系列的CPU226和数字量扩展模块EM223作为本次设计的PLC。
八人抢答器的课程设计
《数字电子技术基础》课程设计题目：八路抢答器一、计设计任务及要求：1.设计多路竞赛抢答器2.抢答器至少控制6 人抢答；3.设置一个主持人控制开关，控制抢答器的开始及清零；4.抢答器具有锁存和显示第一个抢答者的编号，并禁止其他人抢答的功能；5.具有30 秒倒计时显示抢答的时间控制，时间到禁止所有人抢答；二、方案设计及论证：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。
设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由老师控制。
抢答器具有锁存及显示功能。
即学生按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示。
学生抢答实行优先锁存，优先抢答学生的编号一直保持到老师将系统清除为止。
抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由老师设定（如30秒）。
当老师启动"开始"键后，定时器进行减计时。
学生在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示学生的编号和抢答的时间，并保持到老师将系统清除为止。
如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统禁止抢答，定时显示器上显示00。
设计方案简述1.定时抢答器的总体框图如下图所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。
主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当学生按动抢答键时，能显示学生的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答，扩展电路完成定时抢答的功能。
2.定时抢答器的工作过程是：接通电源时，老师将开关置于“消除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时器倒计时，当定时时间到，却没有学生抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止学生超时后抢答。
当学生在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他学生再次进行抢答；控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到老师将系统消零为止，当学生将问题回答完毕，老师操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。
基于PLC控制的八人抢答器
设计题目：八人抢答器PLC控制系统设计系别：电气工程及其自动化说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。
2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
电气工程学院教务科摘要随着我国经济和文化实业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等，因此出现了抢答器。
最初的抢答器是由优先权编码器构成的逻辑电路，其运算速度慢，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更加困难。
因此，一种能够体现竞赛的公开、公平、公正性的知识竞赛抢答器成为一种需求。
本设计将以PLC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，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。
关键词：PLC；竞赛抢答器；七段译码器I目录摘要 (I)目录 (II)第一章绪论 (1)第二章概述 (2)2．1 PLC的简单介绍 (2)2．2 PLC八人抢答器 (2)第三章抢答器的功能与工作流程 (4)第四章抢答器的硬件设计 (6)4．1 PLC控制器 (6)4．2 显示数码管 (6)4．3 系统其它硬件 (6)4.4 I/O口分配与硬件连接电路 (7)第五章软件的设计 (10)5．1 抢答开始部分程序 (10)5．2 选手按钮部分程序 (10)5．3 选手违规提前抢答程序 (11)5．4 选手抢答成功后音响及计时程序 (11)5．5 数码管1显示选手编号部分程序 (12)5．6 数码管3显示0条件程序 (13)5．7 数码管3显示9-1条件程序 (14)5．8 数码管啊2显示3、2、1、0条件程序 (15)5．9 数码管2、3显示倒计时时间程序 (16)第六章总结 (17)参考文献 (18)附录 (19)（一）.程序块一 (19)（二）.程序块二 (20)（三）.程序块三 (21)（四）.程序块四 (22)（五）程序块五 (23)II第一章绪论随着我国经济和文化事业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等,因此出现了抢答器。
#基于PLC控制的八人抢答器
电气工程学院课程设计说明书设计题目：八人抢答器PLC控制系统设计系别：电气工程及其自动化年级专业：09级使用电子技术学号：0901********学生姓名：指导教师：郭忠南等电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制和PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等学号0901******** 学生姓名（专业）班级09应电4 班设计题目8人抢答器PLC控制系统设计设计技术参数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）抢答器具有锁存和显示功能。
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。
其他要求查阅相关文献。
设计要求1) 根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括PLC硬件配置电路。
2) 根据控制要求，编制PLC控制程序3) 按要求编写设计说明书并绘制A1幅面图纸一张。
参考资料1、《PLC电气控制技术》漆汉宏主编机械工业出版社20082、图书馆各类期刊文献相关数据库3、相关电气设计手册周次第一周第二周应完成内容完成全部方案设计：周一、二：查、阅相关参考资料周二至周五：方案设计周六、日：设计方案完善周一、二：完成设计说明书周三、四：绘制A1设计图纸周五：答辩考核指导教师签字基层教学单位主任签字说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。
2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
电气工程学院教务科摘要随着我国经济和文化实业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等，因此出现了抢答器。
最初的抢答器是由优先权编码器构成的逻辑电路，其运算速度慢，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更加困难。
基于PLC的八人抢答器系统设计
6.总结
这次毕业设计，最终参照设计任务实现了 抢答、报警、指示灯等目的，完成了任务 和要求，即利用了PLC来设计抢答器。该 抢答器包括抢答、灯光显示、蜂鸣报警控 制于一身，体现出了用PLC控制系统的简 单可靠，表现出了很大的优越性。
3. PLC的分类
1 . 按I/O点数容量分类 （1）小型机（I/O点数小于256点） （2）中型机（I/O点数在256—1024之间） （3）大型机（I/O点数在1024点以上）
2. 按结构形式分类 （1）整体式结构 （2）模块式结构
3. 系统设计要求及硬件设计
1. 系统设计要求
1. 抢答器可提供八名选手参赛 2. 主持人可控制开始和复位 3. 当选手抢答成功，显示编号，绿色指示灯亮，
号
音响输 出信号
图3.1 系统设计要求
3. 系统硬件连接图
4. 系统软件设计
1. PLC控制程序
为了编程结构的简单、明了在主程序中引 用了中间继电器，I1.0—I1.7分别为四组 选手的抢答信号， 同时我们用中间继电器 M0.0、M0.1、M1.0—M1.7进行自锁和互 锁功能，以保证每个选手公平抢答。主持 人控制台有I0.0按钮用以抢答开始并开始 30S抢答计时，I0.1按钮为复位按钮。
图4.5 C段 数码管显示
图4.6 D段 数码管显示
图4.7 C段 数码管显示
图4.8 C段 数码管显示
图4.9 C段 数码管显示
4.选手的抢答
图4.10 选手抢答
5.音响电路
图4.11 音响电路
5.指示灯电路
图4.12 成功或者无人抢答
图4.13 违规抢答
5.模拟运行与调试
1.程序的模拟运行
将设计好的程序写入PLC后，首先要做的 就是仔细检查程序，并改正写入时出现的 错误 ，可以根据功能表图，在适当的时候 用开关或按钮来模拟实际的反馈信号 ，发 现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程 序，直到在各种可能的情况下输入量与输 出量之间的关系完全符合要求 。
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;学号：04控制技术课程设计报告)题目：抢答器PLC控制系统设计学院(系)：机械与电子工程学院>专业年级：机电143学生姓名：黄颖石指导教师：刘利王转卫完成日期： 2017年7月10日\目录1、设计目的及要求 (1)设计的目的 (1)课程设计的任务要求 (1)2、设计方案 (1)整体功能介绍 (1)基本原理框图 (2)整体流程设计 (2):系统所用元器件 (4)PLC的选型 (4)外部接线设计 (5)3、程序设计 (6)4、系统调试及分析 (9)抢答举例 (9)程序的组态仿真 (10)5、设计心得体会 (12)@参考文献 (13)附录： (14)1、设计目的及要求设计的目的（1）结合实际抢答器的工作情况，设计抢答器信号控制原理设计，掌握复杂情况下抢答器定时及减数功能的实现。
（2）进一步熟悉控制系统设计中元器件选型，及组态环境下控制系统仿真与调试，掌握控制系统原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计。
（3）提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。
课程设计的任务要求（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音，声响持续的时间秒左右。
（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。
2、设计方案整体功能介绍竞赛抢答器，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，它的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。
目前，形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校及企事业单位，它为各种竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。
用PLC进行知识竞赛抢答器设计，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。
基本原理框图本系统利用PLC作为系统的核心控制部件，配合报警灯，数码管，定时器等原件的基本原理框图如图1所示。
显示器显示所剩时间SB1~SB10PLC报警灯L1~L3数码管显示抢答选手号码图1 基本原理框图整体流程设计主持人先按下抢答开始按钮，显示器开始显示倒计时（假设设定为50秒）同时扬声器发出声响（用报警指示灯1亮代替扬声器）提示开始抢答。
在抢答的有效时间内，若有选手按下了抢答按钮，则此选手的编号将被锁存并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发出报警声响提示（用报警灯2亮代替扬声器）。
选手抢答实行优先锁存，其余选手抢答无效，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
如果参赛选手在指定的时间内没有进行抢答，即显示上的倒计时为0时，本次抢答无效，系统报警（用报警灯3亮来代替报警）并禁止抢答。
设计流程如下图2所示。
图2 系统整体流程图系统所用元器件元器件名称 数量 报警灯 3 按钮开关 10 定时继电器 4 七段数码管 3 导线若干七段数码管采用如图3所示的方式工作。
其中显示器b 、c 亮显示数字1；A 、B 、D 、E 、G 亮显示数字2；A 、B 、C 、D 、G 亮显示数字3；B 、C 、F 、G 亮显示数字4；A 、B 、D 、F 、G 亮显示数字5；A 、C 、D 、E 、F 、G 亮显示数字6；A 、C 亮显示数字7；A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 亮显示数字8。
竞赛抢答器有10个输入信号（即10个按钮），10个输出信号（即7个灯管信号、3个指示灯数码管输出信号）。
由上可知PLC 共有：10个输入点，10个输出点。
PLC 的选型抢答器对时间间隔的要求很高，而且多在会议、答辩赛等一些正规的需要进行抢答的场合中使用，所以对设备的精准性和可靠性要求很高。
为此，我们对将采用的控制系统进行了全面的分析对比。
可编程控制器（PLC ）是由工业微型计算机、输入,输出设备、保护及抗干扰隔离电路等构成的微机控制装置，具有顺序、周期性工作的特征。
A B C DE F G 表1 本系统所用的元器件图3 七段数码管图形经过分析，根据系统的控制要求，对抢答器的输入输出端口的数量进行分析，从而确定与三菱PLC有关的输入/输出设备，并确定PLC的I/O点数，以及价格、可靠性等的考虑，最终选择FX2N-48MR。
外部接线设计PLC的I/O地址分配输入端口抢答按钮1X0抢答按钮2X1抢答按钮3X2抢答按钮4X3抢答按钮5X4抢答按钮6X5抢答按钮7X6抢答按钮8X7复位按钮X10开始抢答按钮X11输出端口数码管显示A Y0数码管显示B Y1数码管显示C Y2数码管显示D Y3数码管显示E Y4数码管显示F Y5数码管显示G Y6报警灯1Y7报警灯2Y10报警灯3Y11抢答器通过PLC进行按控制要求编程，其主要的输入就是通过裁判员和参赛选手的按钮，然后将信号传递给信息分析中心（PLC），PLC将根据信号作出相应的响应。
硬件接线图如图4所示。
表2 PLC的I/O口地址分配Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y11COMX0 X1X2X3X4X5X6X7X10X11COMC1SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB9SB10A B C D E F G L1L2L33、程序设计部分梯形图设计及分析：如图5所示，为抢答器启动、开始计时的程序。
当X011闭合时定时计时器开始计时，M10用来对其自锁。
M9在选手抢答时断开定时继电器，使得定时显示保持不变。
M0用来控制倒计时，并使得倒计时和其他时间设置一致。
图4 PLC 外部接线图图5 启动程序如图6所示，为抢答器每一秒的定时程序。
图6 定时1秒程序如图7所示，为每过1秒减时1秒的程序，并在开始时报警灯1闪烁。
图7 减时的程序设计如图8所示，为当定时时间到，无人抢答，则报警灯2闪烁，并且切断子程序。
子程序为8个人抢答，显示抢答人的编号，并自锁，不得再有其他人抢答。
图8 抢答调用显示程序如图9所示，为复位的程序，按下X10所以的程序复位，并且主程序结束。
图9 复位程序如图10所示，为按下X0，即1号选手抢答时其他选手不能抢答的程序。
如图11所示，为任何一个选手按下抢答按钮，则报警灯3亮，并且由M9来确定是是否停止倒计时。
如图12所示，为当2号抢答时的一个程序。
如图13所示为有人抢答时，报警灯3亮，并且定时报警灯亮的时间。
图10 抢答程序图11 抢答报警程序图12 抢答程序4、系统调试及分析抢答调试分析如图14~16所示，分别为定时器减数的测试，组态时间显示，组态抢答选手序号的显示。
为了检验减数显示是否正确，通过仿真来检验程序是否正确，仿真时暂时用二进制来显示数值的变化，之后用组态软件演示再用十进制数来表示如上图14。
仿真用Y20~Y23表示二进制个位数，用Y24~Y27 表示二进制十位数，如上图15所示。
开始时打算用两组相同的时间，一组用来控制和表示十位的数值变图13 计时时间到报警程序图14仿真输出图15 组态输出显示图16 数码管显示编号化，一组用来控制和表示个位的数值变化，但是在仿真的过程中，发现个位数和十位数的定时时间相差越来越大，往往个位还没有减到零，十位就开始变化。
主要原因是因为两组定时时间虽然相同，但是程序在执行的过程中由于命令的不同执行时间发生了变化。
最后采用一组数据，然后分别放置在Y20~Y23和Y24~Y27才解决了这个问题。
组态软件仿真时，不用转换为二进制直接显示出数值的倒计时如图16。
抢答按钮设计时，在开始时忽略了开始按钮的自锁功能，经过对抢答器功能的分析和理解，认为抢答按钮不是开关类型的，必须要进行自锁。
在最后结束程序时，应该对所有的程序进行复位。
仿真时用Y0~Y6灯的亮灭表示所抢答选手的编号如图14所示。
最终组态显示的如图16所示。
程序的组态仿真由于试验箱没有数值的显示，为了表示出抢答选手的编号和显示倒计时的时间，选用组态仿真来模拟组抢答的过程。
如图17所示，当按下抢答按钮时，报警器1报警，为了使得报警显示更加明显，报警器由指示灯的闪烁来表示，并且由于是闪烁秒不够明显，所以用5秒闪烁来表示。
图17 抢答开始显示当选手按下抢答的按钮，则报警器2闪烁，并且在数码管上显示所抢答选手的编号，并且抢答的倒计时不在变化，如图18所示。
图18 选手抢答显示当定时时间到，并且在抢答的时间内没有选手抢答，则报警灯3闪烁，倒计时显示的时间显示为0，如图19所示。
图19 抢答时间到5、设计心得体会通过这两个星期的PLC的课程设计，感觉自己的收获很多。
经过多次的调试，不断的修改程序，调整设计思路，不断的仿真去查找自己的问题，最终成功的仿真和用组态软件实现了所以的功能。
在此次课程设计的过程中遇到了各种各样的问题。
刚开始，对于设计思路不是很清楚，用一个下午去设计顺序控制图。
但是，抢答器不适合用顺序控制，因为抢答器是所以同步进行抢答的，没有优先顺序，顺序控制需要并行很多的控制条件。
而在设计的过程中，每位选手的抢答是同步的，并且不是相互独立的，只要有一位选手按下了按钮，那么其他选手又不能进行抢答，所以如果程序的控制是单独对每一位选手进行设计不但会显得程序太过复杂，而且由于选手的抢答之间是有相互干扰的，这样设计很难实现任务的完成。
在请教过老师后，最终决定使用经验法并且使用起保停电路，并且使用子程序的调用。
子程序为8路抢答的程序，这样显得程序比较清楚，而且使得主程序可以直接控制各位选手抢答电路，简化了电路。
在之后的设计中又遇到无法复位，定时器显示的时间混乱等问题。
之前通过参考网上的设计思路去设计减时显示的程序，但最终发现，用两个地址和两组数据来分别记录十位和个位数值是很不准确的，很容易使得两组数据由于程序的不同使得计在计时时间内发生变化。
这次的课程设计从硬件接线、设备运行模式到软件编程和程序调试都有不同的问题出现。
我们利用现有的资源，向老师请教，向同学询问，包括上网查询资料等，这些大大帮助了我们，但是还是走了很多弯路。
我发现，即使平时的理论知识有了比较充分的准备，但是在实际接触到后却发现还是有很多的困难。
在设计过程中我发现自己考虑问题很不全面，自己的专业知识掌握的很不牢固，所掌握的计算机应用软件还不够多，尤其是在进行组态仿真的时候费力很大的功夫，不过通过自己的不断学习与复习，最终完成的持此课程设计。