三路智力抢答器的PLC控制学习资料

三路智力抢答器的

P L C控制

第一章设计任务书

一、三路抢答器应用背景和概述

抢答器广泛用于电视台、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。本文介绍一种抢答器，能使三个人同时参加抢答,赛场中设有1个裁判台，三个参赛台.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。

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。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。

该抢答器可作为智力竞赛的评论装置。根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据情况用灯光和声音现实其回答正确和错误，在工作人员操作下对答题者所显示的分数进行加分和减分。

三路智力抢答器有三个抢答按钮SB1～SB2，最先按下按钮有效，在此之后按下按钮无效，伴有灯光、声音指示，并开始计时（答题时间），计时时间到（答题给定的时间），声音提示停止答题。如果抢答者答题正确或错误，主持人或操作员按下加分键或减分键，将对显示分数值加分或减分。该控制器组成框图如图1.1所示。

图1.1 三路智力抢答器组成框图

二、设计任务和要求

1、三路智力抢答器应达到以下要求。

（1）按下启动按钮（开始抢答）后，若10内无人抢答，则抢答器自动撤销抢答信号（有声音提示），说明该题无人抢答自动作废。

（2）按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮有效，其余信号（后按下）无效。有效信号用灯光和声音表示。

（3）若有人抢答即按下任意一个抢答按钮，从按下按钮开始计时，在答题时间（约1 min）完毕时。有灯光和声音信号提示答题时间已到。

（4）三路抢答器应有灯显示和分数显示对答题正确或错误者，在操作人员控制下可对其加10分或减10分。加分最大可达到99分，减分最少分值00分。

三路智力抢答器工作流程图如图1.2所示。

图1.2 三路抢答器工作流程示意图

2、工作任务

1) 根据控制要求，进行抢答器PLC控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC 硬件配置电路。

2) 根据控制要求，编制抢答器PLC控制应用程序。

3) 编写设计说明书，内容包括：

①设计过程和有关说明。

②基于PLC的抢答器电气控制系统电路图。

③ PLC控制程序。

④电器元器件的选择和有关计算。

⑤电气设备明细表。

⑥参考资料、参考书及参考手册。

⑦其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。

第二章抢答器硬件系统设计

一、控制系统选取

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，从应用角度看可编程控制器具有如下特点：

1）可靠性高

2)体积小

3)通用性好

4)使用方便

硬件系统分别选择4个额定电压为24V的电铃，8个额定电压为24V灯泡。6个七段数码显示管（七段数码显示管用7位的信号驱动。在实际应用中可以用三菱PLC指令SEGD.只需要用一个数据寄存器D）。

I/O接口分别为7个输入继电器X、35个输出继电器Y和20%接口裕量，所以选择三菱PLC的

FX

2N

—80MR系列。

FX

2N -80MR系列的PLC在各种行业的检测及控制的自动化都得到广泛的应用。三菱FX

2N

-80MR

具有40个输入辅助继电器X和40个输出辅继电器Y。PLC的工作方式为周期扫描。一个扫描周期大约为0.08us，可见其PLC的可靠性。同时在使用方面用软件GX—developer，输入程序变换看是否有错误。如果有错误继续修改，通过计算机写入PLC运行调试。

二、控制系统的硬件组成

在抢答器的工作过程中，主控单元的主要控制对象首先是输入信号，控制系统就是判别这个事件有没有发生，不同的情况给出不同的结果，其硬件组成结构图如图2.1所示:

三、硬件I/O 地址分配

根据任务要求及所选FX 2N -80MR(考虑20%接口裕量)和其他硬件（电铃、灯、七段数码显示管）PLC 的I/O 地址分配如表1所示。

表1 三路智力抢答器输入输出口分配表

图2.1硬件组成结构图系统

四、硬件系统接线图

1. 外部硬件接线图

根据题目要求和I/O地址分配，结合FX2N-80MR的PLC外部系统接线图如图2.3所示。

图2.3 外部接线图

2．硬件接线分析

为了硬件电路接线方便，SB1抢答的开始按钮，对应输入点为X1输出点为Y0。SB4、SB5、SB6分别对应三个参赛对号，输入点分别X4、X5、X6，输出点分别为Y2、Y3、Y4。SB0为抢答的复位按钮，对应输入点为X0。数码管1显示输出点为Y10-Y16。数码管2显示输出点为Y20-Y26。数码管3显示输出点为Y30-Y36。PLC与数码管采用串电阻直接连接方式。其外部硬件接线图如图2.3

3. 外部控制电路（电源和急停开关）

根据急停原理在PLC上连接一对常闭触点，急停控制电路如下如图2.4所示。

图2.4 急停电路

第三章抢答器软件系统设计

一、整体设计

根据PLC智能抢答器的控制要求，应用程序采用一体化结构。通过PLC控制程序来实现整体的运行，系统仅需要少量的按钮和接口，一般的PLC配置都可运行。该系统本着简单易懂、可靠性强、适应性强等方面进行设计。在抢答时只需按动按钮即可数码管在系统程序的控制下自动显示组号以及倒计时时间。安全、可靠、省时、省力、价格便宜。

控制软件应用GX-developer编程软件，采用梯形图语言编写,工作系统自动控制流程框图如图3.1.所示。根据系统控制要求，进行针对性设计，要充分保证系统的安全，保证整个系统的运行安全可靠。自动条件下，必须复位后在满足自动条件下才能进行自动运行程序，当中充分应用各个过程的互锁来保证系统的安全。

二、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，X4—X6分别为三组选手的抢答信号，同时我们用中间继电器M1,M2,M3,M10,M51,M52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X1按钮用以抢答开始，X0按钮为复位按钮。程序流程图如图3.1所示。

图3.1 三路抢答器工作流程示意图

1.主持人开始复位初始化