三路智力抢答器的PLC控制Word格式文档下载.doc
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（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1min）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。
③PLC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FX2N—80MR系列。
FX2N-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FX2N-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:
数字量输出
声音输出信号
FX2N-80MR
数字量输入
主持人输入信号
抢答输入信号
组别显示输出信号
10秒和60秒输出信号
指示灯输出信号
图2.1硬件组成结构图系统
三、硬件I/O地址分配
根据任务要求及所选FX2N-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
输入信号
输出信号
输入设备/符号
PLC输入点
输出设备/符号
PLC输出点
主持人复位/停止开关SB0
X0
PLC控制器电源接通指示HL1
Y0
主持人按抢答开始按钮SB1
X1
抢答信号灯、控制声音（HA）
Y1
主持人加分按钮SB2
X2
1号灯光和声音
Y2
主持人减分按钮SB3
X3
2号灯光和声音
Y3
第1号抢答按钮SB4
X4
3号灯光和声音
Y4
第2号抢答按钮SB5
X5
抢答时间到指示灯HL2
Y5
第3号抢答按钮SB6
X6
答题时间已到HL3
Y6
1号分数值显示
Y10-Y16、Y40-Y46
2号分数值显示
Y20-Y26、Y40-Y46
3号分数值显示
Y30-Y36、Y40-Y46
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
在主持人按抢答开始按钮X1时,复位D0和M52.同时有抢答开始声音信号Y1，在PLC开始运行时复位D1—D4。
图3.2初始化复位
2.三组抢答者抢答程序
在抢答者按下抢答的同时即X4（或X5,X6）为ON时产生一个互锁信号M10（锁定其他选手抢答）。
同时Y2（或Y3,Y4）有1秒钟ON信号，为了以后程序选择置位M1（或M2,M3），程序如图3.2所示。
图3.3抢答程序（续页如下）
续1抢答程序
3．计时时间程序
图3.4无人抢答程序
根据任务要求当10秒内无人抢答则取消答题信号（用T4实现）。
程序如图3.4所示。
利用中间继电器M10和Y2和Y3和Y4开始计时。
如果已抢答则计时答题时间60秒，计满60秒不准答题。
程序如图3.5所示。
图3.5答题计时程序
4.加减分初始化
初始时需要解码D0作为加减分选通信号，同时有抢答者的信号（M1,M2,M3）参与加减分的选择。
程序如图3.6所示。
图3.6加减分初始化
5.加减分显示程序
如果答题正确加10分，错误减10分。
如果加分超过99分或减分低于0分则置零处理。
同时考虑到个位一直为零则用同一种输出接口连接数码管。
直接加减十位。
程序如图3.7所示。
图3.7加减分显示（续页如下）
续1加减分显示
6.抢答器总程序
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。
在按下启动按钮SB1时复位所有数据寄存器（累加计分的数据寄存器除外D1—D4），然后三组抢答者开始抢答，抢答的同时产生一个切断信号M10（目地后者抢答无效），抢答后开始计时，答题时间为60秒。
答完以后主持人开始加减分（在抢答的基础之上产生一个选通信号），没有抢答的组加不了或减不了分数。
在加减分的同时需要对D1—D4进行判断（可以用CMP指令或LD）。
如果超过99或低于0都以0处理。
由各功能块程序及任务要求编写程序如图3.8所示（续下页）所示。
图3.8总程序（下有续图）
续1总程序
续2总程序
续3总程序
续4总程序
N1
续5总程序
7．总程序指令表
根据程序编写以下指令表如图3.9所示。
图3.9指令表
续1指令表
第四章控制柜台设计
根据任务要求，硬件布置及主持人操作方便设计如图4.1所示柜台
图4.1所示柜台
第五章安装与调试
将各个输入输出端子和实际控制系统中的按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。
知识竞赛抢答器的程序是由三菱PLC编程软件GX-DEVELOPER编制完成，正常工作时程序存放在存储卡中，若要修改程序，先将PLC设定在STOP状态下，运行三菱PLC编程软件GX-DEVELOPER编程软件，打开知识竞赛抢答器的程序，即可在线调试，也可用编程器进行调试
1）按下抢答开始按钮SB1。
先在10秒内抢答，看答题开始计时60秒后是否有灯光和声音信号。
2）按下抢答开始按钮SB1。
10秒内无人抢答是否有灯光和声音信号。
3）在正确的抢答情况下加减分是否有正确显示。
4）所有的信号显示都要根据I/O分配，看是否正确。
结束语
经过这两个星期的努力，在老师和同学的帮助下做完了任务设计的工作，通过这次的毕业
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