PLC控制简单四路智能抢答器 课程设计

沧州师范学院

《综合课程设计》报告书

设计题目__ 智能定时抢答器设计___ 院系___机电工程系_________ 专业___电气工程及其自动化_ 班级___12-1_______________ 姓名___刘新乐_____________ 学号___1214223125________ 指导老师__ 马增强______________

2015年6月

目录

目录 (1)

任务书 (2)

一、设计目的................................................................................. ..3

二、设计要求 (3)

三、总体方案 ................................................ ............ . (3)

四、单元设计 (6)

五、模拟程序 (11)

六、器件清单.............................................................................. (16)

七、心得体会 (16)

八、参考文献 (18)

电气工程及其自动化专业综合课程设计任务书（题目24）

系（部）：机电工程系专业：电气工程及其自动化班级：电气12-1

一、设计目的

1.全面熟练掌握PLC的硬件组成以及各种指令的应用。

2.掌握小型PLC应用系统的设计步骤。

3.熟悉和掌握PLC开发系统的应用和软件调试过程。

4.通过对设计过程故障的分析、判断、进一步锻炼和培养学生的动手能力。

二、设计要求

1. 抢答器可同时供四组选手参加比赛

2. 主持人有三个控制按钮，用来控制抢答开始、复位和答题计时的开始。3．每当主持人发出开始抢答指令后，那组选手最先按下抢答按钮，则数码管1就显示该组的编号，以指示抢答成功，并对其后的抢答信号不再响应。选手答题完毕后，由主持人按下复位按钮，系统才能开始下一轮抢答。

4．抢答限时：当主持人按下开始按钮后，定时器T37开始计时（设定30S）。若30S时限到仍无人抢答，以示选手放弃该题。

5．答题限时：在抢答成功后，主持人按下答题计时开始按钮，同时数码管2显示答题倒计时时间（该时间设定为9S），选手必须在设定的时间内完成答题。

三、总体方案

3.1 PLC智能抢答器的工作原理

我所设计的PLC智能抢答器是适合四个人抢答的四路抢答器，现在以四路抢答器为例。给竞赛主持人设置了3个控制按钮，用来控制开始、复位、答题计时，每当主持人发出开始抢答指令后，那组选手最先按下抢答器按钮，则数码管就显示该组的编号，以指示抢答成功，并对其后的抢答信号不在相应，选手答题完毕后，由主持人按下复位按钮，系统开始下一轮抢答。当主持人按下抢答器按钮时定时器T37开始计时（设定30秒）若30秒限制到时仍无人抢答，以示选手放弃该题。在抢答成功后，主持人按下答题计时按钮，同时数码管显示答题倒计时时间改时间可根据需要调节，此设定为9秒，选手必须在设定时间内完答题。

3.2结构图

CPU

3.3控制系统I/O分配表

信号名称内部地址信号名称抢答开始按钮SB1 I0.0 第二组抢答按钮

3.4抢答器的PLC控制系统的输入端口

3.5硬件连接图

根据系统要求和所需的硬件，系统数字量输入点总共7个，输出点总共14个，综合考虑到系统的的性价和可扩展性，输入和输出留出一定的裕量，CPU224XP有14个输入和10个输出。EM222CN数字量输出模块8输出继电器。因此PLC选择SIEMENS的S7-200的CPU224XP和数字量扩展模块EM222。

四、单元设计

4.1开始抢答

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—I1.3分别为四组选手的抢答信号，同时我们用中间继电器M0.0、M1.0—M1.3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，I0.2按钮用以控制答题时间地开始，I0.1按钮为复位按钮。主持人控制台控制抢答器的开始、答题计时和复位当主持人按下I0.0按钮后，选手才能正常抢答。如图所示：

4.2选手抢答

主持人发出抢答命令，选手开始抢答。四组选手的抢答的抢答程序。如图所示：

4.3组别显示

每当主持人发出开始抢答指令后，那组选手最先按下抢答按钮，则数码管1就显示该组的组号。如图所示：

4.4答题限时

在抢答成功后，主持人按下答题计时开始按钮I0.2，同时数码管2上显示倒计时时间（9S）。如图所示：

4.5复位功能

主持人按下I0.1，计时器复位。

五、模拟程序

5.1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。用户程序一般先在实验室模拟调试，一般不用接PLC实际的负载，也可以根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号。在调试时应充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。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，下面图3.1——3.2是程序运行调试中的几个过程图

5.2 程序的现场调试

完成上述的工作后，就可以进行现场的调试工作立刻,首先将PLC安装在控制现场进行联机总调试，在调试过程中有可能将会显示出系统中原先可能存在的传感器、执行器和硬接线等方面的问题，以及PLC的外部接线图和梯形图程序设计中的问题，应对出现的问题及时加以解决。如果调试达不到指标要求，则可以对相应硬件和软件部分设计作适当调整，通常只需要略微修改程序就可能出现实际效果。全部调试通过后，再经过一段时间的实验，系统才可以投入到实际运用当中。

5.2.1组别显示