(完整版)基于PLC的六路抢答器系统设计
六路抢答器设计
PLC 大作业 控制要求：（1）6个队可同时参加抢答。
（2）裁判台设有裁判灯和报警灯，并且设有裁判台开始按钮SB0和裁判台复位按钮SB7；参赛台设有参赛台抢答按钮以及参赛台灯。
1-6号参赛台分别对应按钮SB1-SB6及参赛台灯EL1-EL6。
（3）知识竞赛抢答器能适合以下比赛规则：出题后，各队抢答必须在裁判说出“开始”并按下裁判台的开始按钮SB0后20S 内抢答，并由数码管显示时间。
如提前抢答，抢答器发出“违规”信号。
20S 时间到，如无队抢答，则抢答器给出时间已到信号，该题作废。
在有队抢答的情况下，则抢答器发出“抢答”信号，数码管开始计时，并由数码管显示出抢到题的参考队号，抢到题的队必须在30S 内答完题，如30S 内未答完，则作超时处理。
（4）在某个题结束后，裁判员按下台上的复位按钮SB5，抢答器恢复原来的状态，为下一轮抢答作好准备。
七段译码管显示器如图所示其中显示器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 、c 、d 、f 、g 亮显示数字5；a 、c 、d 、e 、f 、g 亮显示数字6。
梯形图显示如下按下“抢答开始”按钮X0后，点亮启动指示灯Y11；在启动指示灯被点亮的前提下，按下X1，显示管b、c亮，显示数字1，即Y1、Y2有输出，并与Y0、Y3、Y4、Y5、Y6的常闭触点串联构成互锁，保证b、c亮时，a、d、e、f、g不亮，串联复位开关X7常闭触点用于停止，X1与蜂鸣器、输出继电器Y10并联，用于自保持，锁住抢答器，使其他按钮无效；同样，按下X2，显示管a、b、d、e、g亮，显示数字2，即Y0、Y1、Y3、Y4、Y6有输出，串联Y2、Y5的常闭触点构成互锁，保证a、b、d、e、g亮时，c、f不亮；按下X3，显示管a、b、c、d、g亮，显示数字3，即Y0、Y1、Y2、Y3、Y6有输出，串联Y4、Y5的常闭触点构成互锁，保证a、b、c、d、g亮时，e、f不亮；按下X4，显示管b、c、f、g亮，显示数字4，即Y1、Y2、Y5、Y6有输出，串联Y0、Y3、Y4的常闭触点构成互锁，保证b、c、f、g亮时，a、d、e不亮；按下X5，显示管a、c、d、f、g亮，显示数字5，即Y0、Y2、Y3、Y5、Y6有输出，串联Y1、Y4的常闭触点构成互锁，保证a、c、d、f、g亮时，b、e不亮；按下X6，显示管a、c、d、e、f、g亮，显示数字6，即Y0、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6有输出，串联Y1的常闭触点构成互锁，保证a、c、d、e、f、g亮时，b不亮。
PLC的六路抢答器设计
PLC的六路抢答器设计摘要伴随我国经济文化水平以及实业公司的不断的壮大，对于商业活动中公正的竞争与裁决面临了一个瓶颈，比如很多的证券公司、股票与基金的交易加上不同单位组织的各种智力竞赛等，面对于交易上遇到的种种障碍，抢答器孕育而生。
随着抢答器的不断完善，由最初的优先权编码器组成的抢答器逐渐发展成为PLC 以及单片机组成的微型抢答器，把原来的复杂线路简单化、运算速度快速化、抗干扰能力强并且大大提高的它的可靠性、精确性与功能多样性。
更能满足商业或者单位对于公然、公正、公平性质的交易尤其对于参加知识智力竞赛以及一些活动的抢答器的需求，深受广大群众的青睐。
本设计将以西门子PLC为核心控制器，设计一个六路抢答器。
设计内容包括主要由系统结构图、梯形图、程序指令等实现在选手知识竞赛时抢答者的座位号的控制，及时公正的反应出抢答者的抢答内容实现计分功能。
关键词：PLC；梯形图；抢答器；可编程序控制器ABSTRACTWith China's economic and cultural levels and industrial company continues to grow, for business activities in an impartial competition and award of facing a bottleneck, such as many securities companies, fund transactions with different units of the various intelligence contest, etc., in the face of on the hand is easy to encounter all sorts of obstacles, conceived and students. With the continuous improvement of the responder, composed of initial priority encoder responder gradually developed into composed of PLC and single chip micro responder, the original complex has the advantages of simple circuit,impartial competition and award is strong and greatly improve the reliability, accuracy and multiple functions of. To meet the business unit or the demand for openness, fairness of the transaction the face of by the people of all ages. This design will beSiemens PLC with continuous improvement of the responder , the design of a six way responder. Design content includes mainly by the system structure diagram, ladder diagram, program instructions now players knowledge contest Responder seat number control, impartially and timely response to a responder responder content scoring functions.Keywords: PLC; ladder diagram; responder; programmable controller目录一、绪论 0课题的背景和意义 0毕业设计研究内容 (1)二、可编程控制器 (1)PLC的定义 (1)PLC的功能与发展 (2)PLC的组成 (2)PLC的组态技术 (2)STEP7简介 (3)三、整体方案选择 (4)设计思想 (4)系统构架图 (4)四、硬件配置 (5)西门子S7-200 CUP226 (5)电气接线图 (5)五、软件设计 (6)I/O分配表 (6)梯形图设计与分析 (8)语句表编程 (17)六、程序调试及分析 (25)程序行过程分析说明 (25)调试结果 (25)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)一、绪论课题的背景和意义在现今计算机技术的普遍提高和电子信息下大数据覆盖的范围不断扩张，抢答器作为现在商业交易以及各单位各学校之间组织的知识竞赛竞技常用的判断依据之一，客观的分析判辨出哪位选手最先获得发言权，以及最后的分数统计。
用PLC制作六路抢答器
制作天地 HANDS ON PROJECTS用 PLC制作六路抢答器广东省佛山市三水区技工学校◆张菊芳抢答器广泛应用在各种智力抢答竞赛中，现在市面上的抢答器，种类繁多，功能各异，控制方式也不尽相同，但价格都比较贵。
笔者最近采用一种新的控制方法：用触摸屏、PLC、数码管制作了一台六路抢答器，用于学生的知识竞赛中，效果十分的理想。
在该制作中，采用了三菱公司型号为 FX2N—48M的 PLC，三菱公司型号为 GT11**—Q—C （320X240）的触摸屏，数码管采用超大显示共阳极数码管、并用数字集成块 74LS47来驱动。
现把具体的实现方法介绍给大家。
一、整体设计方案图 1是一个抢答器的整体显示面板的实物图，放在场地的显著位置。
在面板中，用一个数码管来显示抢答的组别，用三个数码管来显示每一组的得分。
主持人通过触摸屏来监控比赛的进行。
在触摸屏上可以显示：组别、得分、是哪组抢答，并进行加减分控制。
面板上有主持人使用的抢答开始按钮、系统启动按钮，并有相应的指示灯显示（红色为抢答开始、绿色为系统启动）。
抢答指示与抢答按钮是按六组来设计的。
每一组都有一个抢答按钮与指示，并且设计制作成活动的面板，可自由的拆装，能从后部拆出，通过后部的连线安放在每一组选手的座位上。
PLC放在面板的下部，用于显示输入、输出的状态。
系统启动按钮用来启动整个系统的工作，蜂鸣器用来抢答失误时的报警。
二、控制要求（1）比赛开始之前，主持人要按一次系统启动按钮（绿灯亮），使所有参赛组的指示灯均灭，组别显示为 0，得分显示为 0。
（2）比赛开始后，主持人要按一次抢答开始按钮（红灯亮）之后，才允许参赛组进行抢答。
按下抢答开始按钮，四个数码管都显示为 0，等待抢答。
（3）如果参赛组在开始灯（红灯亮）之前按下按钮进行抢答，则视为抢答违规。
此时，蜂鸣器以 1次／s的频率呜叫，抢答指示灯闪亮，数码管显示违规参赛组的序号，同时，触摸屏也显示违规组号。
在触摸屏上进行减分处理后，再按下抢答开始按钮，再进行抢答。
(完整版)基于PLC的六路抢答器系统设计
推南呼紅爭院电气及自动化课程设计报告题目:基于PLC的六路抢答器系统设计课程: PLC原理与应用学生姓名:学生学号:年级: 14级自动化专班级:指导教师:机械与电气工程学院制2017年6月总结及心得体会 参考文献1 课程设计的任务和要求1.1 课程设计的任务 1.2 课程设计的要求2. PLC 控制器的原理与组成2.1 PLC 硬件系统 2.2 PLC 工作原理 2.3 六人抢答器基本组成 2.4 六人抢答器工作原理六人抢答器系统设计方案制定3.1 PLC 选型目录.1.. .3.. .4.. .4.. 5.. 5... 3.2 六人抢答器系统的 I/O 口分配6.. 六人抢答器系统的软件设计7.. 4.1 PLC 编程语言 .7. 4.2 抢答器系统程序.7.. 4.2.1 主持人控制端7.. 4.2.2抢答成功与抢答犯规指示灯显示 9. 4.2.3 七段数码管显示 9.. 4.2.4 蜂鸣器电路1..1 六人抢答器系统程序仿真1..2 5.1 抢答成功仿真.1..2 5.2 抢答犯规及抢答超时仿真 1..2 5.3 加减分及数码管显示 1..3 5.4 抢答超时1..4. 1..4. .1..5.基于PLC的六路抢答器系统设计机械与电气工程学院自动化专业1课程设计的任务和要求1.1课程设计的任务使用西门子S7-200PLC编写程序实现六路抢答器的系统设计并使用仿真软件进行其功能的实现。
1.2课程设计的要求(1) 主持人控制功能，具有开始抢答按钮和复位按钮;(2)(3) 主持人未按下开始抢答按钮时抢答为违规抢答，违规指示灯亮，蜂鸣器响; 抢答延时，超过20S无人抢答时此题作废，蜂鸣器长鸣；抢答成功后，抢答成功指示灯亮，数码管显示抢答成功的队伍编号;(5) 在抢答成功后，主持人根据回答的正确与否可以对该队伍进行加减分控制;(6) 每次正确抢答时，只有第一位按下抢答按钮的队伍为有效抢答。
2. PLC控制器的原理与组成2.1 PLC硬件系统可编程控制器，英文称ProgrammableLogicController，简称PLC。
基于PLC的六路抢答器设计
SB0 00000
01002
M+C
SB1 SB2
01003
PLC 00001
00002
COM 01004
L1 220V FU
M+C
SB3
01005
L2
00003
01006 M+C
CPM1A-40CDR
图 1 硬件外部接线图
现电路复位. 同时，八段数码管显示器和所有指示灯熄灭，音效电路复位. 在提问之后,主持人宣布抢答开始并
按下开始抢答按钮 SW1（00007）后，最先按下抢答按钮的选手所对应的内部继电器最先带电并自锁. 同时，此内
部继电器的常闭触点串接在其他选手所对应的内部继电器线圈所在路径中，该触点失电断开，其他选手所对应
第 25 卷第 2 2011 年 2 月
常熟理工学院学报（自然科学） Journal of Changshu Institute Technology（Natural Sciences）
Vol. 25 No. 2 Feb. , 2011
基于 PLC 的六路抢答器设计
程 磊 1，刘清平 2，邹清源 2
当答题时间还剩 10s 时，利用相应的内部继电器首先将显示选手的组号清除，然后利用 SFT 的移位功能驱动八
段数码管显示器中对应的位段发光，将八段数码管显示器演变为倒数计时器.
3.1.4 无人抢答的判别
假如在主持人按下开始抢答按钮 SW1（00007）T0 时间（本系统预设 15 秒）后，仍无选手按下抢答按钮，则
20000
TIM00 00000 01002 00008 00000 20010 20010 TIM01
PLC六路抢答器课程设计
漯职业技术学院毕业设计说明书系别：机电工程系专业：机电一体化技术学号：2008010306004姓名：王正安指导老师：赵滟平2010年 3月 29日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；七段译码器目录摘要 (I)1绪论 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2 课程设计研究内容 (2)2 整体方案选择 (3)2.1整体功能介绍 (3)2.2竞赛抢答器控制要求 (3)3 硬件电路设计 (4)3.1控制特点分析 (4)3.2 外部接线图 (5)4 软件设计 (6)4.1 I/O地址分配 (6)4.2 结构流程图 (7)4.3 梯形图设计与分析 (8)4.4系统源程序 (11)5 程序调试及分析 (12)5.1程序运行过程分析说明 (12)5.2调试结果 (12)总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)绪论目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器，其大致采用模拟电路、数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。
对于采用模拟电路或者数字电路的产品，其技术相当成熟。
但是随着功能的增多，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其功能的升级换代。
六路抢答器的PLC控制
编号：桂林电子科技大学信息科技学院实训设计(论文)说明书题目：六路抢答器的PLC控制系别：机电工程系专业：机械电子工程学生姓名：施狄学号： 1053200127指导教师：廖晓梅职称：高级工程师题目类型：☐理论研究☐实验研究☐工程设计☐工程技术研究☐软件开发☐应用研究√2012 年 12 月 18 日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增加了触摸屏画面及其密码保护，其将以其控制方便，灵活，只要改变输入触摸屏的数据，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：三菱PLC；竞技抢答器；八段译码器IAbstractWith the development of China's economy and culture Industrial fair competition ruling required in many public arenas, such as securities, stock exchange, and a variety of quiz Responder. Initial Responder is constituted by the priority encoder logic circuit, its operation speed is slow, the circuit complexity, reliability is not high, the function is also relatively simple, especially when a lot of Responder ones, it is more difficult to achieve them. Therefore, one can reflect the contest open, fair and impartiality of the knowledge contest Responder become a demand.The design will be PLC as the core design of the system structure, program instructions, ladder, as well as input and output terminal allocation scheme and increase the range of useful features, retained the basic functions of the original Responder touchscreen screen andpassword protection, its control convenient and flexible, as long as the change in the input data of the touch screen, you can change the contest Responder Responder program constantly improve its fairness, impartiality of making contest.Keywords:Panasonic programmable logic controller;competitive responder;eight decoderII目录引言 (1)1 控制要求与总设计方案 (1)1.1 抢答器控制要求 (1)1.2 触摸屏画面要求 (2)1.3 总体设计方案 (2)1.4 设计方案论证 (2)2 系统设计 (2)2.1 PLC 简介 (2)2.1.1PLC的基本组成 (3)2.1.2PLC的工作原理 (3)2.1.3PLC的选型 (4)2.2 PLC的IO地址分配 (5)2.3 控制系统的流程图 (6)2.4 梯形图设计与分析 (6)2.4.1主程序设计 (6)2.4.2违规抢答设计 (7)2.4.3抢答程序设计 (7)2.4.4时间显示的程序设计 (8)3 触摸屏密保设计 (8)3.1 密码保护梯形图设计及分析 (8)3.2 触摸屏设计 (9)4 硬件电路设计 (11)4.1 硬件分析 (11)4.2 74LS48译码器 (12)4.3 八段数码管 (13)5 程序调试及分析 (13)5.1 软件调试 (14)5.2 硬件调试 (14)6 结论 (14)谢辞 (16)参考文献 (17)附录 (18)III桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书第1 页共21 页引言可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。
基于PLC控制的抢答器毕业设计(完整版)
基于PLC 控制的抢答器毕业设计李晓宁焦作大学机电工程学院基于PLC控制的抢答器毕业设计专业名称：应用电子技术学生姓名：导师姓名：职称：讲师焦作大学机电工程学院2012年12月毕业设计中图分类号：密级：UDC：单位代码：基于PLC控制的抢答器设计Based on PLC control responder design姓名学制三年专业应用电子技术研究方向电子技术导师职称讲师论文提交日期2012.12.20论文答辩日期2012.12.26焦作大学机电工程学院摘要PLC的应用领域已经拓宽到了各个领域，在日常生活中，智能抢答器广泛的应用于各种竞赛和抢答场合。
由于PLC系统的抢答器相对稳定，所以设想可以利用PLC进行抢答器的设计。
开始抢答前，主持人首先通过复位按钮实现电路复位，在提问之后，打开选择开关启动定时器。
在抢答限时内，当某一组抢先按下抢答按钮后，对应的辅助继电器接通，同时切断其它抢答回路，实现互锁。
抢答成功后，辅助继电器接通，启动音效电路和某分台指示灯，驱动外部数码显示器显示抢答成功组号。
抢答成功后，同时启动定时器，当定时器计时结束，启动音效电路和指示灯提示回答时间到。
如果在限时内无人抢答，则启动音效电路和总台指示灯。
关键词抢答器；可编程控制器；ABSTRACTPLC application field has been broaden from various fields,in daily life,intelligent vies to answer first device widely used in various competitions and vies to answer first occasion.Due to the PLC system responder relative stability,so imagine can use PLC for the design of the responder.Before start vies to answer first,the first through the reset button realize circuit reset,the questions later,open the selector switch start timer.In vies to answer first time,when a group of preemptive press vies to answer first button,the corresponding auxiliary relay on,at the same time cut off other vies to answer first circuit,realize interlock.Vies to answer first after the success of the auxiliary relay on,start sound circuit and some points table lamp,drive external digital display shows vies to answer first successful group number.After the success of the vies to answer first,and the launch of the timer,when the timer timing over,start sound circuit and light hint time to answer.If the time no contest,will enable audio circuit and desk lamp.Key word:responder；PLC(programmable logic controller);目录1绪论 (1)1.1PLC的认识 (1)1.2PLC的应用和特点 (1)2设计目的及要求 (3)2.1设计目的 (3)2.2基本要求 (3)3硬件电路设计 (4)3.1PLC工作原理 (4)3.2PLC机型选择步骤与原则 (6)3.3PLC的容量包括I／O点数和用户存储容量两个方面 (8)3.4控制要求分析 (8)3.5抢答电路分析 (8)3.6程序流程图 (10)4软件设计 (11)4.1I/O分配表 (11)4.2根据控制要求进行梯形图设计 (12)5仿真与调试 (22)5.1仿真软件GX Developer8.0概要及特点 (22)5.2系统的仿真 (22)5.3工作过程分析 (23)致谢 (24)附录 (25)参考文献 (26)1绪论1.1PLC的认识PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置,是带有存储器,可以编制程序的控制器。
六路抢答器设计
六路抢答器设计抢答器是用来进行竞赛和比赛的电子设备。
六路抢答器是一种能够实现六个人同时抢答的设备。
一、电路设计1. 基本电路六路抢答器基本电路包括控制模块、计时模块、显示模块和触发模块。
控制模块负责控制整个电路的工作流程，计时模块用于计时，显示模块用于显示时间和抢答排名，触发模块用于抢答。
2. 抢答触发电路触发电路采用按键开关的设计，每个按键开关连接一个独立的触发电路。
由于使用人数比较少，一般就不采用矩阵键盘，并且每个按键开关都需要与控制模块进行连接。
二、电路原理1. 基本原理六路抢答器采用单片机控制，由控制模块完成抢答模式和倒计时模式的切换。
同时，单片机还可控制计时器开始计时和停止计时。
2. 抢答触发原理抢答触发原理是判断抢答时间的先后并进行排名。
触发电路采用电容电压计，当短按键开关被按下时，即可为触发电路充电，由此控制模块判断按下的时间先后，并将每个人的抢答时间进行记录，最终进行排名并在显示模块中呈现出来。
三、电路设计及实现1. 六路抢答器的控制模块控制模块主要由单片机、LCD显示屏和红外线接收器三部分构成。
单片机和LCD显示屏的关系通过对LCD显示框架内代码的修改和重定位来实现。
红外线接收器主要接收红外线遥控的信息，并将该信息传递给单片机进行识别和执行。
2. 六路抢答器的计时模块计时模块采用TI的LM555定时器，单片机通过软件来控制LM555的开关状态，保证计时的准确性。
LM555的输出脚将接入单片机的外部中断引脚，每次计时结束时，外部中断引脚均会产生一个上升沿信号，单片机就可根据此信号来判断计时是否完成。
3. 六路抢答器的显示模块显示模块采用1602液晶显示屏，显示有关倒计时、排名等信息。
通过单片机的I/O口控制，将所需的信息以字符的方式写入到液晶屏中，从而实现对计时和抢答情况进行实时监控。
4. 六路抢答器的触发模块触发模块主要由按键开关和触发电路两部分构成。
按键开关负责抢答的主要操作，当按下按键时，触发电路将开始计时，控制模块则定时时间并将抢答时间进行记录，以便后续的排名操作。
基于PLC的六路抢答器设计
基于PLC的六路抢答器设计引言：六路抢答器是一种常用于教育场景的设备，用于提高学生参与教学活动的积极性。
传统的六路抢答器通常由硬件电路设计，存在制作难度高、价格昂贵等问题。
然而，基于可编程逻辑控制器（PLC）的六路抢答器设计能够克服这些问题，并具备灵活性、可靠性、易维护等优势。
本文将介绍基于PLC的六路抢答器的设计过程。
设计思路：基于PLC的六路抢答器主要由PLC控制器、电源模块、按钮模块、显示模块以及扬声器等组成。
PLC控制器负责控制整个系统的运行，电源模块提供系统所需的电能，按钮模块用于学生抢答，显示模块显示当前抢答的学生编号，扬声器用于发出抢答成功的提示音。
具体步骤：1.硬件准备：购买PLC控制器、电源模块、按钮模块、显示模块以及扬声器等硬件设备，并按照相应的接线图进行连接。
2.PLC程序设计：使用PLC编程软件进行程序设计。
首先，定义输入点和输出点。
输入点包括六个学生的抢答按钮信号和重置按钮信号，输出点包括六个学生的抢答成功信号以及扬声器的控制信号。
其次，设计控制逻辑。
当有学生按下抢答按钮时，PLC控制器将检测到相应的输入信号，并输出控制信号控制相应的显示模块显示学生编号，并发出抢答成功的提示音。
当重置按钮被按下时，PLC控制器将重置系统，清零所有学生的抢答次数。
3.调试和测试：将编写好的PLC程序加载到PLC控制器中，并进行调试和测试。
通过按下按钮模块上的抢答按钮，检查是否能够正确显示学生编号，并发出相应的提示音。
通过按下重置按钮，检查是否能够清零学生的抢答次数。
4.安装和维护：将调试好的PLC控制器及相关设备进行安装。
确保设备的稳定运行，并进行定期维护和检修，以保证系统的可靠性和持续性。
总结：基于PLC的六路抢答器设计通过使用PLC控制器实现对整个系统的控制，具备灵活性、可靠性、易维护等优势。
相比于传统的硬件电路设计，基于PLC的六路抢答器不仅制作难度较低，还可以根据实际需求进行灵活的扩展和修改。
基于PLC的六路抢答器系统设计
基于PLC的六路抢答器系统设计
课程设计说明书
题目:基于PLC的六路抢答器系统设计
系 别：机 械 工 程 学 院
专 业 班 级：机设10-12
学 号：302627
学 生 姓 名：张 磊
指 导 教 师：马 天 兵
年 0 1 月 15 日
安徽理工大学课程设计（论文）任务书
机械工程学院测控教研室
学 号
学生姓名
在PLC创造之前，在工业控制的控制领域内，常常采用诸如鼓式开关、继电器、纸带阅读器等机械、电气式器件作为控制元件，特别是控制继电器，在离散制造过程控制领域内，成为“开关控制系统”中最广泛使用的器件。可是，随着工业现代化的发展，生产规模越来越大，劳动生产率及产品质量的要求在不断提高，对于控制系统的可靠性也提出了更高的要求。可是传统继电器控制方案动作缓慢；寿命短、可靠性差；体积大、耗电多；设计制造周期长、程序修改费时。原有“继电器控制系统”已不适应需要。
设
计
要
求
1.抢答器同时供6个人或6支参赛队伍使用。
2.主持人台设有一个开始按钮、一个复位按钮和一个准备抢答信号灯。
基于西门子PLC六人抢答器控制系统设计毕业设计说明书
目录摘要第1章引言 (1)1.1设计概述 (1)1.2设计目标与意义 (1)1.3PLC的系统的组成 (2)1.4章节安排 (6)第2章方案论证与选型 (7)2.1设计任务分析 (7)2.2方案论证与选择 (7)2.2.1方案一 (7)2.2.2方案二 (8)2.3方案确定 (9)第3章硬件电路设计 (11)3.1原理分析 (11)3.2实物电路总体框图 (11)3.3原理图 (12)3.4PCB布局布线 (13)第4章软件设计 (14)4.1软件总体设计 (16)4.2软件模块说明 (21)4.3小结 (24)第5章产品调试 (25)5.1调试的设备 (25)5.2调试步骤 (25)5.3故障分析 (25)第6章产品使用说明 (27)6.1功能描述 (27)6.2使用说明 (27)第7章心得体会 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录 (32)摘要抢答器在生活中应用较为广泛，我们常在各种电视的娱乐节目中看到。
传统举手抢答不适用于微小时间间隔的快速响应场合。
PLC具有可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，编程语言易学，体积小、重量轻、能耗低等特点。
利用PLC控制的新型抢答器改变了传统举手抢答的不足之处，通过预定程序的设定能更准确、更公正、更直观的显示抢答选手的信息。
基于PLC设计的抢答器能让主持人很直观的看到是谁抢答了或者是谁犯规了，让比赛更加公正，更有趣味性，更有刺激性。
本设计任务是基于西门子PLC为主要控制器进行六人抢答器的设计。
并针对要求给出了两种设计方法，一种是采用基本指令实现，另一种是用数据传送指令、比较指令实现。
然后在基于实验平台进行仿真模拟调试。
关键字：PLC可编程控制器六人抢答器第1章引言1.1设计概述知识竞赛抢答器，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，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。
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。
基于PLC六路抢答器设计
课程设计说明书题目：基于PLC的六路抢答器设计姓名：***学号：********指导教师：***专业年级：12届机械电子工程所在学院和系：机械学院完成日期：2015.12.24目录1、绪论 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2 课程设计研究内容及要求 (2)2、系统总体方案设计 (3)2.1方案设计 (3)2.2芯片选择 (4)2.2.1 PLC选型 (4)2.2.2 七段译码管显示器 (5)3、系统硬件电路设计 (6)3.1 系统主电路图设计 (6)3.2 PLC的I/O分配表 (6)3.3 PLC外部接线图 (8)3.4系统操作面板 (9)4、系统软件设计 (10)4.1系统主程序设计 (10)4.2 程序设计 (10)4.3系统仿真 (13)4.3.1 程序运行过程分析说明 (13)4.3.2 调试结果 (13)总结 (15)参考文献 (16)1、绪论可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。
现已广泛应用于工业控制的各个领域，它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。
PLC的学习比一般编程学习困难在于，要完成一个控制系统不仅需要掌握一定的编程技术，更为重要的是要知道如何针对实际应用的需要选择合适的PLC型号，然后进行资源配置，设计控制系统。
该设计为全自动洗衣机的PLC控制，主要介绍了全自动洗衣机的工作原理，控制系统的PLC的选型和资源的配置，控制系统程序设计与调试，控制系统PLC程序。
最后，在该设计过程中给予极大鼓励和帮助的老师、同学，在此表示衷心的感谢。
由于在设计过程中存在许多不足，希望老师同学指正。
1.1课题研究背景目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器，其大致采用模拟电路、数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。
对于采用模拟电路或者数字电路的产品，其技术相当成熟。
基于PLC的六路抢答器设计
基于PLC的六路抢答器设计引言:随着信息技术的快速发展，自动化控制在各个领域都得到了广泛应用。
在教育领域，教师可以使用抢答器来提高课堂互动性，激发学生的学习兴趣。
本文将介绍一个基于可编程逻辑控制器（PLC）的六路抢答器设计。
一、系统功能需求本系统的功能需求如下：1.六个抢答按钮：每个按钮对应一个学生，当学生按下按钮时，发出抢答信号。
2.系统管理界面：用于设置每个学生的抢答权限和抢答顺序。
3.显示器：用于显示当前抢答状态，包括正在回答的学生和抢答顺序。
4.声音提示：当学生抢答成功后，系统会发出声音提示。
二、系统硬件设计本系统的硬件设计包括以下组件：1.PLC：使用一台PLC作为控制器，负责控制六个抢答按钮和显示器的输入输出。
2.抢答按钮：使用六个电子按钮作为学生的抢答装置，当按钮按下时，给PLC发送信号。
3.显示器：使用一台LCD显示器显示当前抢答状态。
4.声音模块：使用一个声音模块用于发出抢答成功的声音。
三、系统软件设计本系统的软件设计包括以下功能：1.按钮采样：PLC周期性采样每个按钮的状态，并检测到按钮按下信号后，执行相应的操作。
2.系统管理：通过管理界面设置每个学生的权限和抢答顺序，并将设置保存到PLC的内存中。
3.显示器刷新：PLC周期性刷新显示器内容，包括正在回答的学生和抢答顺序。
4.声音提示：当抢答成功时，PLC发送命令给声音模块，发出声音提示。
四、系统工作流程本系统的工作流程如下：1.PLC开始运行，初始化系统参数和学生权限。
2.PLC周期性采样每个按钮的状态。
3.如果有按钮被按下，PLC进行抢答处理。
4.如果当前学生有权限抢答，PLC将其设为正在回答的学生，并更新抢答顺序。
5.PLC周期性刷新显示器内容。
6.如果当前学生回答正确，PLC发送命令给声音模块，发出声音提示。
7.返回第2步，进入下一轮抢答。
五、系统实施本系统的实施包括以下步骤：1.硬件搭建：按照上述硬件设计，连接PLC、抢答按钮、显示器和声音模块。
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电气及自动化课程设计报告题目：基于PLC的六路抢答器系统设计课学生姓名：学生学号：年级：专业：班级：指导教师：机械与电气工程学院制2017年6月目录1 课程设计的任务和要求 (1)1.1 课程设计的任务 (1)1.2 课程设计的要求 (1)2. PLC控制器的原理与组成 (1)2.1 PLC硬件系统 (1)2.2 PLC工作原理 (3)2.3 六人抢答器基本组成 (4)2.4 六人抢答器工作原理 (4)3 六人抢答器系统设计方案制定 (5)3.1 PLC选型 (5)3.2 六人抢答器系统的I/O口分配 (6)4 六人抢答器系统的软件设计 (7)4.1 PLC编程语言 (7)4.2 抢答器系统程序 (7)4.2.1 主持人控制端 (7)4.2.2抢答成功与抢答犯规指示灯显示 (9)4.2.3七段数码管显示 (9)4.2.4 蜂鸣器电路 (11)5 六人抢答器系统程序仿真 (12)5.1 抢答成功仿真 (12)5.2 抢答犯规及抢答超时仿真 (12)5.3 加减分及数码管显示 (13)5.4 抢答超时 (14)6 总结及心得体会 (14)参考文献 (15)基于PLC的六路抢答器系统设计机械与电气工程学院自动化专业1 课程设计的任务和要求1.1 课程设计的任务使用西门子S7-200PLC编写程序实现六路抢答器的系统设计并使用仿真软件进行其功能的实现。
1.2 课程设计的要求（1）主持人控制功能，具有开始抢答按钮和复位按钮；（2）主持人未按下开始抢答按钮时抢答为违规抢答，违规指示灯亮，蜂鸣器响；（3）抢答延时，超过20S无人抢答时此题作废，蜂鸣器长鸣；（4）抢答成功后，抢答成功指示灯亮，数码管显示抢答成功的队伍编号；（5）在抢答成功后，主持人根据回答的正确与否可以对该队伍进行加减分控制；（6）每次正确抢答时，只有第一位按下抢答按钮的队伍为有效抢答。
2. PLC控制器的原理与组成2.1 PLC硬件系统可编程控制器，英文称ProgrammableLogicController，简称PLC。
PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。
它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。
PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。
普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机界面好就可以了。
而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。
特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题[1]。
PLC的硬件系统主要由主机、输入/输出扩展单元、外部设备组成，各部分之间通过总线连接。
其中主机主要由中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出电路、外部设备接口、电源几大部分组成[2]。
PLC是一种由“事先存贮的程序”来确定控制功能的工控类计算机且实质和微机的结构相同。
图1 PLC硬件结构（1）中央处理单元(CPU)中央处理单元（CPU）是PLC 的控制中枢。
它按照PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据：检查电源、存储器、I/O 以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误，当PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O 映象区或数据寄存器内。
等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
（2）存储器（Memory）可编程控制器的控制中枢，在系统监控下工作，承担着将外部输入的信号的状态写入映像寄存器区域，然后将结果送到输出映像寄存器区域。
CPU常用的微处理器有通用型微处理器，单片机和位片式计算机等。
小型PLC的CPU多采用单片机或专用的CPU。
大型PLC的CPU多用位片式结构，具有高速数据处理能力。
（3）基本I/O接口电路a、输入接口单元。
PLC内部输入电路作用是将PLC外部电路（如行程开关、按钮、传感器等）提供的、符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光耦电路送至PLC内部电路。
输入电路通常以光电隔离和阻容滤波的方式提高抗干扰能力，输入响应时间一般在0.1~15ms之间。
多数PLC的输入接口单元都相同，通常有两种类型。
一种是直流输入，一种是交流输入。
b、输出接口单元。
PLC输出电路用来将CPU运算的结果变换成一定形式的功率输出，驱动被控负载（电磁铁、继电器、接触器线圈等）。
PLC输出电路结构形式分为继电器式、晶闸管式和晶体管输出型等三种。
（4）接口电路a、I/O扩接口电路I/O扩展接口电路用连接I/O扩展单元，可以用来扩充开关量I/O点数和增加模拟量的I/O端子。
I/O扩展接口电路采用并行接口和串行接口两种电路形式。
根据被控制对象对PLC控制系统的技术和要求，确定用户所需的输入、输出设备，据此确定PLC的I/O点数。
b、外设通信接口电路通信接口电路用于连接手持编程器或其他图形编程器、文本显示器，并能组成PLC 的控制网络。
PLC通过PC/PPI电缆或使用MPI卡通过RS-485接口和电缆与计算机连接，可以实现编程、监控、联网等功能。
（5）电源PLC内部配有一个专用开关式稳压电源，将交流/直流供电电源转化为PLC内部电源需要的工作电源（5V直流）。
当输入端子为非干接点结构时，为外部输入元件提供24V 直流电源（仅供输入点使用）[3]。
2.2 PLC工作原理PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。
即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。
然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作[4]。
PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。
随即关闭输入端口，进入程序执行阶段[5]。
PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。
输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作[6]。
图2 PLC工作原理2.3 六人抢答器基本组成六人抢答器系统主要由主持人输入信号、选手输入信号、信号灯输出信号、蜂鸣器输出信号、数码管输出信号几部分构成。
首先PLC通过对两个输入信号的采取进行数字量的输入，通过PLC内的用户程序进行判断将信号输出至相应位置。
图3 六人抢答器基本结构2.4 六人抢答器工作原理六人抢答器系统上电完毕后，先验证是否有开始抢答信号，如果在没有的情况下有队伍进行抢答则进入违规抢答流程，在有开始抢答信号的情况下，进入正常抢答流程，抢答成功后，数码管显示抢答成功的队伍编号，抢答倒计时停止计时，然后主持人根据抢答成功队伍答题的正确与否进行加减分，同时将分数显示在数码管上，全部完成后，主持人按下复位按钮，将抢答器系统复位至最开始状态，等待下次抢答。
图4 抢答器系统流程图3 六人抢答器系统设计方案制定3.1 PLC选型六人抢答器对时间间隔的要求很高，同时需要有经济实惠，准确性和精确性高的要求，西门子S7-200PLC是个不错的选择，其可可靠性高，体积小，通用性好，使用方便，技术成熟，价格合适，是个不二选择。
最后根据本文设计的六人抢答器的输入输出接口数量对比表1的西门子S7-200的规格最终选择西门子S7-200CPU226和EM223扩展模块。
表1 S7-200系列选型表3.2 六人抢答器系统的I/O口分配六人抢答器的输入端口如表2所示：表2 输入端口六人抢答器的输出端口如表3所示：表3 输出端口4 六人抢答器系统的软件设计4.1 PLC编程语言梯形图语言是PLC程序设计中最常用的编程语言。
它是与继电器线路类似的一种编程语言。
由于电气设计人员对继电器控制较为熟悉，因此，梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。
所以本文将采用梯形图语言进行程序的编写。
4.2 抢答器系统程序4.2.1 主持人控制端主持人进行抢答开始，抢答复位，抢答定时以及加减分的控制，程序如下：（1）当主持人按下开始抢答按钮后，开始抢答信号M0.1置1，按下复位按钮后，开始抢答信号M0.1置0.置1状态下M0.1接通。
图5 开始抢答与复位（2）按下开始抢答按钮后，抢答定时20S开始倒计时，抢答成功后倒计时停止并保持。
图6 抢答倒计时（3）在队伍抢答完成后，主持人根据答案正确与否按动加分减分按钮进行分数控制。
图7 分数控制4.2.2抢答成功与抢答犯规指示灯显示（1）在开始抢答信号接通的前提下，每个队伍的抢答按钮与另外五队的按钮进行互锁，将抢答成功指示灯进行自锁保持，并入抢答倒计时的常闭信号，哪个队伍的抢答按钮先按下，哪个队伍的抢答成功指示灯就会亮，并随着主持人的复位按钮进行关闭。
图8 抢答成功指示灯显示（2）开始抢答信号没有接通的情况下，即主持人未按下开始抢答按钮，有队伍按下抢答按钮，抢答犯规指示灯会进行显示并自锁保持。
图9 抢答犯规指示灯显示4.2.3七段数码管显示（1）抢答成功队伍编号显示抢答成功后，程序会将抢答成功的那个队伍的编号值传送给VB1，然后将VB1中的值转换为七段数码管的值进行显示，无抢答成功信号时，数码管显示为0.图10 赋值程序图11 转换数值并使数码管显示程序（2）20S倒计时数码管显示主持人按下开始抢答按钮后，减计数计数器开始计数，每1S减1，然后将减计数计数器C20的当前值进行除法运算储存于VD100中，个位为余数储存于VB101中，十位数为商储存于VB103中，并利用转换指令SEG，将两个值转换为数码管显示值。
图12 抢答倒计时图13抢答倒计时转换（3）各队伍分数数码管显示利用加减计数器对每个队伍进行计分，同时将加减计数器当前值转换给数码管进行显示。
图14 分数控制图15 分数传送显示4.2.4 蜂鸣器电路主持人按下开始抢答按钮时，蜂鸣器响1S进行提醒，抢答犯规时，蜂鸣器常响，直至主持人按下复位按钮结束，当答题倒计时为0时，蜂鸣器也常响，直至复位按钮按下。
图16 蜂鸣器电路5 六人抢答器系统程序仿真5.1 抢答成功仿真主持人按下开始抢答按钮后，第一个队伍先按下抢答按钮，队伍1抢答成功指示灯亮，抢答成功数码管显示1.图17 抢答成功指示灯显示仿真图18 指示灯及数码管显示仿真5.2 抢答犯规及抢答超时仿真在主持人未按下开始按钮I0.0的情况下，队伍1按下了抢答案按钮I0.1，所以队伍一抢答违规指示灯Q1.1亮，如图19；蜂鸣器Q0.7接通，如图20.图19 抢答违规指示灯仿真图20 抢答违规蜂鸣器报警仿真5.3 加减分及数码管显示在队伍1抢答成功的情况下（队伍1抢答成功指示灯Q0.1接通），主持人按下加分按钮I1.0,队伍一的分数加减计数器加1如图21所示，然后经过传送指令将加减计数器的值传送给VW如图22所示，最后通过SEG转换指令将数码管点亮如图23所示。