基于PLC控制的抢答器毕业设计 李晓 宁Word格式文档下载.docx

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单位代码：

基于PLC控制的抢答器设计

BasedonPLCcontrolresponderdesign

姓　名

学　　制

三年

专业

研究方向

电子技术

导　　师

职　　称

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；

ABSTRACT

PLCapplicationfieldhasbeenbroadenfromvariousfields,indailylife,intelligentviestoanswerfirstdevicewidelyusedinvariouscompetitionsandviestoanswerfirstoccasion.DuetothePLCsystemresponderrelativestability,soimaginecanusePLCforthedesignoftheresponder.

Beforestartviestoanswerfirst,thefirstthroughtheresetbuttonrealizecircuitreset,thequestionslater,opentheselectorswitchstarttimer.Inviestoanswerfirsttime,whenagroupofpreemptivepressviestoanswerfirstbutton,thecorrespondingauxiliaryrelayon,atthesametimecutoffotherviestoanswerfirstcircuit,realizeinterlock.Viestoanswerfirstafterthesuccessoftheauxiliaryrelayon,startsoundcircuitandsomepointstablelamp,driveexternaldigitaldisplayshowsviestoanswerfirstsuccessfulgroupnumber.Afterthesuccessoftheviestoanswerfirst,andthelaunchofthetimer,whenthetimertimingover,startsoundcircuitandlighthinttimetoanswer.Ifthetimenocontest,willenableaudiocircuitanddesklamp.

Keyword:

responder；

PLC（programmablelogiccontroller）;

目录

1绪论

1.1PLC的认识

1.2PLC的应用和特点

2设计目的及要求

2.1设计目的

2.2基本要求

3硬件电路设计

3.1PLC工作原理

3.2PLC机型选择步骤与原则

3.3PLC的容量包括I／O点数和用户存储容量两个方面

3.4控制要求分析

3.5抢答电路分析

3.6程序流程图

4软件设计

4.1I/O分配表

4.2根据控制要求进行梯形图设计

5仿真与调试

5.1仿真软件GXDeveloper8.0概要及特点

5.2系统的仿真

5.3工作过程分析

致谢

附录

参考文献

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。

PLC即可编程控制器（ProgrammablelogicController，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。

它能够存储和执行指令,进行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术等操作,并通过数字式和模拟式的输入输出,控制各种类型的机械和生产过程。

在电视上我们会经常看到一些智力抢答的节目，如果要是让抢答者用举手等方法，主持人很容易误判，会造成抢答的不公平，比赛中为了准确、公正、直观的判力竞赛的电路装置,该装置由主体电路与扩展电路组成。

优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛组的输入信号在显示器上输出;

用控制电路和主断出第一个抢答者，所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示第一抢答者。

为了使这种不公平不发生，只能靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。

八路数字抢答器是一个可供八个参赛组进行智持人开关启动报警电路,以上两部分组成主体电路。

通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能,构成扩展电路。

通过这次设计，掌握PIC单片机的原理，了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。

同时通过本课题设计与装配、调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立单片机理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。

初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。

提高动手能力和排除故障的能力。

PLC本身的模块化结构以及远程I/O模块功能的不断完善，使得PLC易于实现多级控制（分布控制、分散控制），通过不同级别的网络将PLC与PLC、PLC与远程I/O模块、PLC与人机界面以及PLC与PC机连接起来，形成管控一体化的网络结构。

PLC出现后就受到普遍的重视,其应用发展也十分的迅速,原因在于现有的各种控制方式相比,它有一系列受用户欢迎的特点,主要是:

1.可靠性高,抗干扰能力强在恶劣的工业环境下工业生产对控制设备的可靠性提出很高的要求。

PC是专为工业控制而设计,由于采取了一系列措施,使PC控制系统的平均无故障间隔时间一般能达到4～5万h,远远超过传统继电器控制和计算机控制系统。

可以说,到目前为止尚无任何一种工业控制系统的可靠性能达到和超过PC。

保证PC工作的可靠性高、抗干扰能力强的主要措施是:

（1）采用循环扫描、集中采样,集中输出的工作方式。

（2）硬件设计采用模块式结构并采取屏蔽、滤波、隔离、联锁等一系列抗干扰技术,同时增加输出联锁、环境检测与故障诊断等提高可靠性电路。

（3）软件设计中设置实时监控、自诊断、信息保护与恢复等程序与硬件电路配合实现各种故障的诊断、处理、报警显示及保护功能.因此PC优于微机控制的首要特点是它能适应恶劣的工业环境。

2.编程简单、易于掌握这是PC优于微机的另一个特点。

梯形图编程方式是PC最常用的编程语言。

它与继电器控制原理图类似，具有直观、清晰、修改方便、易掌握等优点。

3．组合灵活使用方便由于它采用标准化得到通用模块结构，能灵活方便地组合成各种不同规模、不同功能的控制系统。

4．功能强，通用性好现代PC具备很强的信息处理功能和输出控制能力，它既可以对开关量进行控制又可以对模拟量进行控制。

5．开发周期短，功率高，维护方便PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大地减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计周期大大缩短，同时维护也变得容易起来。

6．体积小，重量轻，工耗低

随着电子技术的发展和应用领域日益扩大，PC技术及其产品仍在继续发展，其结构不断改进，功能日益增强，性价比越来越高。

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辩认出选手号码。

现在大多数抢答器均使用单片机和数字集成电路，并增加了许多新功能，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。

从而使竞赛真正达到公正、公平、公开。

1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮SB0~SB7表示。

2）设置一个系统清除和抢答控制开关REST/START，该开关由主持人控制。

3）抢答器具有锁存与显示功能。

即选手按动按钮，锁存相应的编号，同时扬声器发出报警声响提示。

选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。

当主持人启动"

开始"

键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。

5）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，并保持到主持人将系统清除为止。

6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答

PLC的扫描过程分为内部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行、程序输出几个阶段。

全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。

当PLC处于停状态时，只进行内部处理和通信操作服务等内容。

在PLC处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。

循环扫描过程如图3.1所示：

图3.1循环扫描流程图

Figure3.1Circulationscanningflowchart

工作过程：

主要分为内部处理、通信操作、输入处理、程序执行、输出处理几个阶段。

（1）内部处理阶段：

在此阶段，PLC检查CPU模块的硬件是否正常，