六路抢答器课程设计

1引言

1.1 设计任务与要求

一、控制要求

有六个抢答席，每席上有一个抢答按钮和一个指示灯。一个主持人席位，有一个抢答开始按钮和一个复位按钮及抢答开始指示灯、抢答违规指示灯和一个蜂鸣器。主持人按下开始按钮抢答开始指示灯亮、蜂鸣器鸣响一秒，在30秒内各组开始抢答。某组抢答成功，相应席位亮灯、蜂鸣器鸣响一秒。最后5秒抢答开始指示灯闪光，提示时间快要结束，时间到蜂鸣器鸣响一秒复位各灯。若没按下开始按钮就抢先按下抢答按钮，抢答违规指示灯亮及相应席位亮灯，蜂鸣器鸣响一秒。主持人按下复位按钮后，重新开始。请设计相应的PLC硬件连接图及PLC程序及注释。写明输入输出接点分配表明细。

二、画出系统动作流程图

三、设计外部输入/输出点（I/0）

四、画出PLC外部接线图

五、请设计完整的梯形图

1.1.1 实用价值与理论意义

随着生产自动化水平的不断提高，PLC在工业现场的应用越来越广泛,以其外围电路简单，工作可靠性高，模块化结构，易于连网，尤其可以通过方便的编制和修改程序来实现相应的控制功能等特点。在各类竞赛中都离不开抢答器，实现抢答器功能的方式有很多种，可以采用早期的模拟电路，也可以采取近期的数字电路。目前市场上有各种各样的抢答器，但功能却各不相同，电路也各异，而且所选元件也各不相同。我设计了一款用PLC控制的抢答器，该抢答器集抢答、声音警示和计时答题于一体，借助较少的外围元件即可完成抢答的整个过程。该设计编程简单，容易理解掌握，且工作性能稳定可靠，总体电路简单，易于制作，而且程序简单，便于修改，便于调试和维护，扩展性强，工作稳定可靠。

当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题，如果要是让抢答者用举手方式，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平

性。比赛中为了准确、公平、直观地判断出第一抢答者，这就要求有一种抢答设备作为必要裁判员，这就必然离不开抢答器。

抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辨认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机、PLC或数字集成电路，增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。

2 抢答器控制系统设计

2.1系统总体设计

由于抢答器的功能由PLC实现，故整个系统的外围电路非常简单，系统的结构框图如图2.1所示：SB0（START）作为裁判台的开始按钮，六个参赛队分别用与之对应号SB2、SB3、SB4、SB5、SB6、SB7抢答按钮，SB1（REST）为比赛复位按钮，使下轮比赛开始上述所有控制要求均由软件实现。

图2.1 系统基本结构框图

2.2系统硬件设计

2.2.1 PLC的选用

本次课程设计中选用的是三菱系列FX-2N。

2.2.2 外部硬件接线图

图2.2外部硬件接线图

2.3 系统软件设计

2.3.1 抢答器控制系统I/O分配表

如表2.3所示：

输入信号输出信号

名称代号输入点编号名称代号输出点编号主持人按钮SB0 X000 主持台台灯L0 Y0 1号参赛队SB2 X002 1号对台灯L2 Y2 2号参赛队SB3 X003 2号对台灯L3 Y3 3号参赛队SB4 X004 3号对台灯L4 Y4 4号参赛队SB5 X005 4号对台灯L5 Y5 5号参赛队SB6 X006 5号对台灯L6 Y6

6号参赛队SB7 X007 6号对台灯L7 Y7 复位按钮SB1 X001 违规抢答指示L1 Y1

蜂鸣器HA Y010

表2.3 知识竞赛抢答器输出输入口分配表

2.3.2 系统软件设计流程图

当裁判按下开始按钮，六个参赛对处于抢答状态，假如是一号参赛队先抢到题目，PLC先判断抢答是否成功，若成功则进行下一步，看是否在规定的抢答时间内答题。若在规定时间内，则答题结束。若超时则提示主持人；如果抢答没有成功，则判断是否抢答犯规。若犯规，某犯规台灯亮，总台灯亮；主持人按下复位按钮，整个答题结束。系统软件设计流程图如图2.4所示：

图2.4系统软件流程图

2.3.3系统软件设计梯形图

3 总结

通过这次实践，我了解了PLC 的基本工作原理和主要用途，熟悉了PLC 的设计步骤，锻炼了实践能力，培养了自己独立设计能力。此次课程设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固。

此次课程设计设计收获很多，同时也遇到了一些困难，例如本次课程设计我主要负责对硬件连线图的设计，硬件设计连线图需要运用AutoCad 软件，之前没有接触过这个软件，所以在课程设计中这方面用了很多时间。此外从这次课程设计中发现自己缺乏综合应用专业知识的能力，等等。这次课程设计也是对我学习

可编程控制技术等一系列知识的检查。

参考文献

[1] 王阿根.电器可编程控制原理与应用（第二版）.清华大学出版社.2010