plc抢答器带倒计时数码显示.docx
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plc抢答器带倒计时数码显示
课程设计报告
课程：
电气控制及PLC课程设计
题目：
五组抢答器带时间显示控制
学号：
姓名：
班级：
*******
时间：
2010.7.5-2010.7.15
摘要：
抢答器广泛应用于各种知识竞赛中，传统的抢答器大部分都是基于数字电路组成的，制作过程复杂，可靠性差。
本文介绍一种以三菱FX0N一60MR型PLC为核心的五路抢答器系统，它充分利用了PLC的优点，具有结构简单、可靠性好等特点。
关键字：
五人抢答器、数码倒计时显示、抢答控制、报警功能
1．引言…………………………………………………………………3
1.1、课程设计目的…………………………………………………3
1.2设计内容…………………………………………………………3
1.3控制要求………………………………………………………4
2．系统总体方案设计…………………………………………………4
2.1系统硬件配置及组成原理……………………………………4
2.2系统变量定义及分配表………………………………………5
2.3系统接线图设计………………………………………………5
3.控制系统设计………………………………………………………6
3.1控制程序流程图设计…………………………………………7
3.2控制程序梯形图设计…………………………………………9
3.3梯形图对应的指令语句………………………………………12
4.系统调试及结果分析…………………………………‥……‥…16
4.1系统调试及解决的问题………………………………………16
4.2结果分析………………………………………………………17
结束语…………………………………………………………………17
参考文献………………………………………………………………18
1．引言
1.1、课程设计目的
电气控制及可编程控制器技术是自动化专业的一门重要的专业课，该课程不但有较高的理论基础要求，而且工程实践性很强，因此除安排上完理论课时外，还安排了两周的的课程设计。
通过课程设计一方面可巩固已学过的理论知识，更重要的是给我们学生一次独立设计的实践机会，以培养其设计能力和实际工作能力
本课程设计应达到以下教学目的：
1熟悉PLC主机的结构，熟悉编程器的功能；
2进一步熟悉编程器及CX-P的使用方法，掌握输入\输出、定时器\计数器、保持继电器等常用指令的功能和编程方法；
3理解联锁、跳转、数据比较、数据位移、数据传送、数据转换、运算等指令的功能，掌握其使用方法；
4通过基本训练，设计一个PLC控制抢答器装置。
按控制要求选择PLC机型和外部设备，设计PLC外部电路的接线图。
编写控制程序，并学习调试程序的方法。
1.2设计内容
１．根据课程设计安排，在基本题部分按照自由组合选择设计题目每6人一组，合作完成项目设计；
２．根据分配的题目进行分析，查找资料，确定采用实际方法，并复习掌握相关知识，确定设计方案；
３．设计整体逻辑结构，画出流程图，实现算法程序；
４．完成测试程序，对于出现的错误，要进行错误分析，并进行改正；
５、写出项目设计报告（有封面、封底、按照课程设计的格式）；
６、按要求完成课程设计设计调试与验收；
７、验收结束后将完成设计报告并交到交给指导老师。
1.3控制要求
设计一个五参赛组的抢答器装置，主持人通过控制台的按钮控制比赛的进行。
为了使比赛的评判工作更透明，也为了方便观众了解各组的战绩，抢答器装置应设置必要的显示，对抢答器的功能要求如下：
1比赛开始或宣布下一个题目之前，主持人要按一次复位按钮，使所有显示灯均灭；
2为了控制比赛时间，回答问题必须在30秒内完成，超时按错误论处。
当主持人公布题目并按下强大按钮后，参赛者有15秒抢答时间，并且在数码管上显示，超过15秒没人抢答报警，则题目作废，再抢答无效。
15秒之内按下抢答按钮，这时控制台上的组号指示灯亮。
3先按下按钮的参赛组，其桌面上的指示灯亮，后按下按钮的参赛组指示灯不亮；
4若抢到，主持人按控制台的开始答题按钮时，30s答题倒计时开始并在数码管上显示；时间到答题超时报警。
2．系统总体方案设计
2.1系统硬件配置及组成原理：
1〉主控制器：
本系统的主控制器采用日本三菱公司生产的FX0N-60MR型PLC。
该型PLC功能较强大，提供36个输入点和24个输出点，继电器输出方式，均采用8进制编号。
PLC编程可采用手持式编程器或编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C中文版。
三菱PLC的编程指令简单易懂且程序设计灵活，可采用梯形图或者指令语言进行软件设计。
2〉系统组成图：
图2-1-2系统组成图
3〉LED数码显示管：
LED发光二极管在PLC控制系统中用得较多，主要用来显示相应的数据。
LED由发光二极管构成，具有结构简单，价格便宜等特点。
通常使用的LED显示器是7段LED，它由7个发光二极管组成。
要使数码管显示1，必须使Y1、Y2有输出信号，只要使I<2Y0字元件中Y1、Y2二位为1，而其他六位为0即可。
十进制数K6=1×21+1×22，即K6转换为二进制数正好满足要求。
数码管显示2、显示3、显示4、5等原理相同。
2.2系统变量定义及分配表：
输入
功能
输出端子
功能
X1
抢答按钮SB1
Y0
一组显示
X2
抢答按钮SB2
Y1
二组显示
X3
抢答按钮SB3
Y2
三组显示
X4
抢答按钮SB4
Y3
四组显示
X5
抢答按钮SB5
Y4
五组显示
X0
抢答开始按钮SB6
Y6
蜂鸣器
X7
开始答题按钮SB7
Y10—y16
数码管一个位
X6
复位按钮SB8
Y20—y26
数码管二
十位
表2-2系统I/O口定义
2.3系统接线图设计
图2-3系统接线图
3．系统总体方案设计
3.1控制程序流程图设计：
图3-1控制程序流程图
3.2控制程序梯形图图设计：
图3-2控制程序梯形图
3.3梯形图对应的指令语句：
0LDX000
1ORY005
2MPS
3ANIX006
4OUTY005
5MPP
6ANIY006
7ANIM1
8ANIM2
9ANIM3
10ANIM4
11ANIM5
12OUTM0
13LDX001
14ORM1
15ORM6
16ANIX006
17ANIT14
18ANIM2
19ANIM3
20ANIM4
21ANIM5
22MPS
23ANDY005
24OUTM1
25MPP
26ANIY005
27OUTM6
28LDX002
29ORM2
30ORM7
31ANIX006
32ANIT14
33ANIM1
34ANIM3
35ANIM4
36ANIM5
37MPS
38ANDY005
39OUTM2
40MPP
41ANIY005
42OUTM7
43LDX003
44ORM3
45ORM8
46ANIX006
47ANIT14
48ANIM1
49ANIM2
50ANIM4
51ANIM5
52MPS
53ANDY005
54OUTM3
55MPP
56ANIY005
57OUTM8
58LDX004
59ORM4
60ORM9
61ANIX006
62ANIT14
63ANIM1
64ANIM3
65ANIM2
66ANIM5
67MPS
68ANDY005
69OUTM4
70MPP
73LDX005
74ORM5
75ORM10
76ANIX006
77ANIT14
78ANIM1
79ANIM3
80ANIM2
81ANIM4
82MPS
83ANDY005
84OUTM5
85MPP
86ANIY005
87OUTM10
88LDM6
89ORM7
90ORM8
91ORM9
92ORM10
93ANIY005
94ORT14
95ORT44
96ORY006
97ANIX006
98OUTY006
99LDM1
100ORM6
101OUTY000
102LDM2
103ORM7
104OUTY001
105LDM3
106ORM8
107OUTY002
108LDM4
109ORM9
110OUTY003
111LDM5
112ORM10
113OUTY004
114LDY005
115ANDM0
116OUTT0K10
119OUTT1K20
122OUTT2K30
125OUTT3K40
128OUTT4K50
131OUTT5K60
134OUTT6K70
137OUTT7K80
140OUTT8K90
143OUTT9K100
146OUTT10K110
149OUTT11K120
152OUTT12K130
155OUTT13K140
158OUTT14K150
161LDX007
162ORM11
163ANIX006
164OUTM11
165LDY005
166ANDM11
167OUTT15K10
170OUTT16K20
173OUTT17K30
176OUTT18K40
179OUTT19K50
182OUTT20K60
185OUTT21K70
194OUTT24K100
197OUTT25K110
200OUTT26K120
203OUTT27K130
206OUTT28K140
209OUTT29K150
212OUTT30K160
215OUTT31K170
218OUTT32K180
221OUTT33K190
224OUTT34K200
227OUTT35K210
230OUTT36K220
233OUTT37K230
236OUTT38K240
239OUTT39K250
242OUTT40K260
245OUTT41K270
248OUTT42K280
251OUTT43K290
254OUTT44K300
257LDT13
258ANIT14
259LDT3
260ANIT4
261ORB
262LDT23
263ANIT24
264ORB
265LDT33
266ANIT34
267ORB
268LDT43
269ANIT44
270ORB
271MOVK6K2Y010
276LDT12
277ANIT13
278LDT2
279ANIT3
280ORB
281LDT22
282ANIT23
283ORB
284LDT32
285ANIT33
286ORB
287LDT42
288ANIT43
289ORB
290MOVK91K2Y010
295LDT1
296ANIT2
297LDT11
298ANIT12
299ORB
300LDT21
301ANIT22
302ORB
303LDT31
304ANIT32
305ORB
306LDT41
307ANIT42
308ORB
309MOVK79K2Y010
314LDT10
315ANIT11
316LDT0
317ANIT1
318ORB
321ORB
322LDT30
323ANIT31
324ORB
325LDT40
326ANIT41
327ORB
328MOVK102K2Y010
333LDIT0
334LDT9
335ANIT10
336ORB
337ANDM0
338LDT19
339ANIT20
340ORB
341LDT29
342ANIT30
343ORB
344LDT39
345ANIT40
346ORB
347MOVK109K2Y010
352LDT8
353ANIT9
354LDT18
355ANIT19
356ORB
357LDT28
358ANIT29
359ORB
360LDT38
361ANIT39
362ORB
363MOVK125K2Y010
368LDT7
369ANIT8
370LDT17
371ANIT18
372ORB
373LDT27
374ANIT28
375ORB
376LDT37
377ANIT38
378ORB
379MOVK7K2Y010
384LDT6
385ANIT7
386LDT16
387ANIT17
388ORB
389LDT26
390ANIT27
391ORB
392LDT36
393ANIT37
394ORB
395MOVK127K2Y010
400LDT5
401ANIT6
402LDT15
403ANIT16
404ORB
405LDT25
406ANIT26
407ORB
408LDT35
409ANIT36
410ORB
411MOVK103K2Y010
418LDM11
419ANIT15
420ORB
421LDT24
422ANIT25
423ORB
424LDT34
425ANIT35
426ORB
427ORM13
428MOVK63K2Y010
433LDT35
434ORT5
435ORM13
436MOVK63K2Y020
441LDIT5
442ANDM0
443ORT25
444ANIT35
445MOVK6K2Y020
450LDIT25
451ANDT15
452MOVK91K2Y020
457LDM11
458ANIT15
459MOVK79K2Y020
464LDX006
465ORM13
466ANIY005
467OUTM13
4．系统调试及结果分析
4.1系统调试及解决的问题：
设计好梯形图后通过FXGP__WIN_C转换成指令后我们进行了调试这次调试主要发现了两个大问题，一个是COM端接错本来应该接正结果我们刚开始结成了负导致数码管不能点亮。
第二个是在执行复位时数码管不能清零而且30s倒计时时十位不递减，经过分析发现MOV指令给通道送完数据后，即使断开通道依然保持上次的数据直到送入新的数据，解决办法是在复位时给数码管送入0。
更改后显示正常。
4.2结果分析：
把PLC方式开关置于运行“SHOP”档，通过数据线把程序写到PLC中；再把PLC方式开关置于运行“RUN”档，进行调试：
①主持人未按下开始按钮sB6，有人违规抢答，报警器Y6报警并该组号指示灯点亮。
②主持人按下开始按钮SB5，电源抢答指示灯Y5点亮，并且数码管显示倒计时无人抢答，15s后抢答无效，y6报警
③主持人按下开始按钮SB5，电源抢答指示灯Y5点亮，开始抢答。
按下各个抢答按钮，该组的指示灯点亮在抢答成功后，主持人按下答题计时开始按钮数码管显示30s答题倒计时时间选手必须在设定的时间内完成答题，否则，发出答题超时报警信号。
由主持人按下复位按钮SB8进行下一轮抢答。
经过调试符合控制要求。
5．结束语
在本次设计过程中，我们学会了把理论上的知识和实际生活的需求进行了合理的融合，不断的把我们的好的想法和观点，实施于制作过程中。
创新源于实际，我们真正的学会了学习，学会了适应社会的发展。
老师的悉心指导，让我们从中学到了好多的知识。
是我们在书本上无法学到的。
与普通抢答器相比，本设计有以下几方面优势：
①采用传送指令实现抢答控制，用定时器实现抢答时间控制，使程序设计简洁、方便灵活。
制。
②具有倒计时显示功能使抢答更直观
③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。
而采用PLC作为控制核心最主要的特点是是稳定性高可以保证比赛的公平公正性。
6．参考文献
[1]张凤珊，电气控制及plc。
中国轻工业出版社，2007。
[2]王兆义，杨新志等.小型可编程控制器实用技术.机械工业出版社,2005
[3]高钦和.可编程控制器应用技术与设计.人民邮电出版社,2001.3
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