三菱2N PLC四路抢答器设计 三 转11页精选文档.docx

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三菱2NPLC四路抢答器设计三转11页精选文档

三菱2NPLC四路抢答器设计三转

教师范读的是阅读教学中不可缺少的部分，我常采用范读，让幼儿学习、模仿。

如领读，我读一句，让幼儿读一句，边读边记；第二通读，我大声读，我大声读，幼儿小声读，边学边仿；第三赏读，我借用录好配朗读磁带，一边放录音，一边幼儿反复倾听，在反复倾听中体验、品味。

（2）线圈型由用户程序驱动线圈后PLC执行特定的动作。

例如：

我国古代的读书人,从上学之日起,就日诵不辍,一般在几年内就能识记几千个汉字,熟记几百篇文章,写出的诗文也是字斟句酌,琅琅上口,成为满腹经纶的文人。

为什么在现代化教学的今天,我们念了十几年书的高中毕业生甚至大学生,竟提起作文就头疼,写不出像样的文章呢?

吕叔湘先生早在1978年就尖锐地提出:

“中小学语文教学效果差,中学语文毕业生语文水平低,……十几年上课总时数是9160课时,语文是2749课时,恰好是30%,十年的时间,二千七百多课时,用来学本国语文,却是大多数不过关,岂非咄咄怪事!

”寻根究底,其主要原因就是腹中无物。

特别是写议论文,初中水平以上的学生都知道议论文的“三要素”是论点、论据、论证,也通晓议论文的基本结构:

提出问题――分析问题――解决问题,但真正动起笔来就犯难了。

知道“是这样”,就是讲不出“为什么”。

根本原因还是无“米”下“锅”。

于是便翻开作文集锦之类的书大段抄起来,抄人家的名言警句,抄人家的事例,不参考作文书就很难写出像样的文章。

所以,词汇贫乏、内容空洞、千篇一律便成了中学生作文的通病。

要解决这个问题,不能单在布局谋篇等写作技方面下功夫,必须认识到“死记硬背”的重要性,让学生积累足够的“米”。

M8033：

若使其线圈得电，则PLC停止时保持输出映像存储器和数据寄存器内容。

语文课本中的文章都是精选的比较优秀的文章,还有不少名家名篇。

如果有选择循序渐进地让学生背诵一些优秀篇目、精彩段落,对提高学生的水平会大有裨益。

现在,不少语文教师在分析课文时,把文章解体的支离破碎,总在文章的技巧方面下功夫。

结果教师费劲,学生头疼。

分析完之后,学生收效甚微,没过几天便忘的一干二净。

造成这种事倍功半的尴尬局面的关键就是对文章读的不熟。

常言道“书读百遍,其义自见”,如果有目的、有计划地引导学生反复阅读课文,或细读、默读、跳读,或听读、范读、轮读、分角色朗读,学生便可以在读中自然领悟文章的思想内容和写作技巧,可以在读中自然加强语感,增强语言的感受力。

久而久之,这种思想内容、写作技巧和语感就会自然渗透到学生的语言意识之中,就会在写作中自觉不自觉地加以运用、创造和发展。

M8034：

若使其线圈得电，则将PLC的输出全部禁止。

M8039：

若使其线圈得电，则PLC按D8039中指定的扫描时间工作。

3.4.11三菱FX系列PLC定时器（T）

PLC中的定时器（T）相当于继电器控制系统中的通电型时间继电器。

它可以提供无限对常开常闭延时触点。

定时器中有一个设定值寄存器（一个字长），一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来存储其输出触点的映像寄存器（一个二进制位），这三个量使用同一地址编号。

但使用场合不一样，意义也不同。

FX2N系列中定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。

它们是通过对一定周期的时钟脉冲的进行累计而实现定时的，时钟脉冲有周期为1ms、10ms、100ms三种，当所计数达到设定值时触点动作。

设定值可用常数K或数据寄存器D的内容来设置。

1.通用定时器

通用定时器的特点是不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。

通用定时器有100ms和10ms通用定时器两种。

（1）100ms通用定时器（T0~T199）共200点，其中T192~T199为子程序和中断服务程序专用定时器。

这类定时器是对100ms时钟累积计数，设定值为1~32767，所以其定时范围为0.1~3276.7s。

（2）10ms通用定时器（T200~T245）共46点。

这类定时器是对10ms时钟累积计数，设定值为1~32767，所以其定时范围为0.01~327.67s。

举例说明通用定时器的工作原理。

如图3-16所示，当输入X0接通时，定时器T200从0开始对10ms时钟脉冲进行累积计数，当计数值与设定值K123相等时，定时器的常开接通Y0，经过的时间为123×0.01s=1.23s。

当X0断开后定时器复位，计数值变为0，其常开触点断开，Y0也随之OFF。

若外部电源断电，定时器也将复位。

图3-16通用定时器工作原理图

2.积算定时器

积算定时器具有计数累积的功能。

在定时过程中如果断电或定时器线圈OFF，积算定时器将保持当前的计数值（当前值），通电或定时器线圈ON后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值才变为0。

（1）1ms积算定时器（T246~T249）共4点，是对1ms时钟脉冲进行累积计数的，定时的时间范围为0.001~32.767s。

（2）100ms积算定时器（T250~T255）共6点，是对100ms时钟脉冲进行累积计数的定时的时间范围为0.1~3276.7s。

以下举例说明积算定时器的工作原理。

如图3-17所示，当X0接通时，T253当前值计数数器开始累积100ms的时钟脉冲的个数。

当X0经t0后断开，而T253尚未计数到设定值K345，其计数的当前值保留。

当X0再次接通，T253从保留的当前值开始继续累积，经过t1时间，当前值达到K345时，定时器的触点动作。

累积的时间为t0+t1=0.1×345=34.5s。

当复位输入X1接通时，定时器才复位，当前值变为0，触点也跟随复位。

图3-17积算定时器工作原理图

3.4.12微分指令（PLS/PLF）

（1）PLS（上升沿微分指令）在输入信号上升沿产生一个扫描周期的脉冲输出。

（2）PLF（下降沿微分指令）在输入信号下降沿产生一个扫描周期的脉冲输出。

微分指令的使用如图3-18所示，利用微分指令检测到信号的边沿，通过置位和复位命令控制Y0的状态。

图3-18微分指令的使用梯形图

PLS、PLF指令的使用说明：

（1）PLS、PLF指令的目标元件为Y和M；

（2）使用PLS时，仅在驱动输入为ON后的一个扫描周期内目标元件ON，如图3-18所示，M0仅在X0的常开触点由断到通时的一个扫描周期内为ON；使用PLF指令时只是利用输入信号的下降沿驱动，其它与PLS相同。

3.4.13位右移和位左移指令

移位指令是PLC的一条重要指令，可用于步进顺序控制，利用这种顺序控制方式可实现其它一些控制功能。

位右、左移指令SFTR（P）和SFTL（P）的编号分别为FNC34和FNC35。

它们使位元件中的状态成组地向右（或向左）移动。

n1指定位元件的长度，n2指定移位位数，n1和n2的关系及范围因机型不同而有差异，一般为n2≤n1≤1024。

位右移指令使用如图3-19所示。

图3-19位右移指令的使用图

使用位右移和位左移指令时应注意：

（1）源操作数可取X、Y、M、S，目标操作数可取Y、M、S。

（2）只有16位操作，占9个程序步。

3.5PLC与七段LED显示器连接设计

3.5.1LED数码管的结构及主要特性

1、LED数码管的结构

LED数码管是由发光二极管构成的，亦称半导体数码管。

将条状发光二极管按照共阴极（负极）或共阳极（正极）的方法连接，组成"8"字，再把发光二极管另一电极作笔段电极，就构成了LED数码管。

若按规定使某些笔段上的发光二极管发光，就能显示从0~9的一系列数字。

同荧光数码管（VFD）、辉光数码管（NRT）相比，它具有：

体积小、功耗低、耐震动、寿命长、亮度高、单色性好、发光响应的时间短，能与TTL、CMOS电路兼容等优点。

现已广泛用作数字化仪表、数控装置、家用电器中的数显器件。

常见LED数码管的外形及内部结构如图3-20所示。

图3-20属于共阳极结构，图3-20采用共阴极结构。

分别表示公共阳极和公共阴极。

a~g是7个笔段电极，DP为小数点。

另有一种字高为7.6mm的超小型LED数码管，管脚从左右两排引出，小数点则是独立的。

图3-20常见LED数码管的外形及内部结构图

2、LED数码管的主要特性：

（1）工作电压1.5~5V，一般为1.5~2.5V，工作电流5~10mA，高亮度管可在低电压和小电流（1mA左右）条件下工作。

（2）单色性好，亮度高、高频特性优良，发光响应时间非常短，通常小于0.1us。

（3）能与4000B系列CMOS电路或74/54系列TTL电路中的七段译码驱动器兼容、产品分为共阳、共阴两大类型，适应性强。

（4）体积小、重量轻、抗冲击性能好，工作温度范围为-30~+80℃，使用寿命可达5M小时以上。

（5）LED数码管笔画工作电流I在5~10mA之间，若电流过大会损坏数码管，因此必须限流电阻，其可按下式计算。

R=（V0-V1）/I

其中V0为加在LED两端上的电压，V1为LED数码管笔划压降（约为2V）。

3.5.2PLC与七段数码管方案选择

PLC（可编程控制器）具有体积小、抗干扰能力强以及运行可靠等诸多优点。

PLC的梯形图语言清晰直观、可读性强，易于掌握。

在工业控制中，PLC作为面向控制对象的下位机，已广泛应用于工业控制的各个领域。

但对于一般的中小型的专用设备，采用工业控制计算机作为上位机会使成本大大提高，同时不便于在操作现场直接读取或输入数据在显示数据较少时，采用PLC控制LED直接进行数据显示，可以降低成本，使得数据显示直观。

而当显示的数据较多时，PLC直接进行数据显示，会使得所需PLC输出点数大大增加，同时由于PLC梯形图的局限性，会使得显示程序的编制变得非常复杂，这不仅增大了程序编制的难度，而且增加了程序的执行时间，从而大大地降低了显示速度。

在应用可编程序控制器（PLC）构成的控制系统中，除要求PLC完成指定的控制功能外，往往还要求附带有输出显示，对一些参数进行动态实时显示，以利于操作者监控生产过程。

PLC通过输出模块外接显示电路，一般要求少占用输出点数、外接电路简单、输出显示速度尽可能快。

OMRON公司推出的CQM1型PLC指令中设置了7段输出显示指令7SEG

（2），该指令有4位和8位两种方式，输出8位数时要占用13个输出点，若要求输出显示5位数时，需选用8位方式，占用13个输出点。

PLC输出模块接LED数码管显示的方法已应用在实际CQM1型PLC构成的控制系统中。

PLC驱动的显示电路配合PLC程序，可以实现如下的指标的数据显示：

1、在仅占用PLC16点输出的情况下，显示的LED可多达128个。

2、所有的显示单元的电路结构完全相同，可以互换。

3、所有的显示单元与PLC之间的连线完全相同,硬件连线简单。

4、采用静态显示方式，显示没有闪烁感。

5、每一位LED数据更新显示仅需2个PLC扫描周期。

6、在没有新数据显示时，程序进行循环显示，使显示电路的抗干扰能力增强。

由上述可知，结合本次设计，由于输入输出点并不是很多，采用PLC控制LED直接进行数据显示方案，可以大大降低设计成本。

3.5.3PLC与七段数码管直接连接阻值计算

根据LED数码管笔画工作电流I在5~10mA之间，若电流过大会损坏数码管，因此必须限流电阻，其可按下式计算：

R=（V0-V1）/I

其中V0为加在LED两端上的电压，V1为LED数码管每笔划压降（约为2V）。

本次设计PLC电源采用的是直流24V，PLC的输出电压为5V，安通过数码管的电流I=3mA计算可得R=1KΩ。

本次设计共用到了三个数码管，所以须要21个1KΩ的R，以及5个EL灯和一个音响。

第四章软件设计

4.1I/O分配

表4-1知识竞赛抢答器输入输出口分配表

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

裁判台开始按钮SB0X0裁判台灯EL0Y01号参赛台抢答按钮SB1X11号参赛台灯EL1Y12号参赛台抢答按钮SB2X22号参赛台灯EL2Y23号参赛台抢答按钮SB3X33号参赛台灯EL3Y34号参赛台抢答按钮SB4X44号参赛台灯EL4Y4

裁判台复位按钮SB5X5音响BY5

数码管1LE1Y10-Y16

数码管2LE2Y20-Y26

数码管3LE3Y30-Y36

为了硬件电路接线方便和程序清晰易读，用SB0作为裁判台的开始按钮，四个参赛队分别用与之对应号SB1、SB2、SB3、SB4设置按钮。

SB5为比赛复位按钮，使下轮比赛开始。

输出与输入对应，用YO输出信号驱动比赛开始信号灯EL0，同理用Y1、Y2、Y3、Y4输出信号驱动对应的信号灯EL1、EL2、EL3、EL4。

Y5输出信号驱动音响。

Y10-Y16输出信号驱动数码管1显示各个参赛队的队号。

Y20-Y26输出信号驱动数码管2，显示抢答时间的个位，Y30-Y36输出信号驱动数码管3，显示抢答时间的十位。

4.2根据控制要求进行梯形图设计

梯形图

4.3程序运行过程分析说明

1、当裁判台按下开始按钮时，就将信号传入PLC中，同时四个参赛队处于抢答状态。

然后根据哪个队最先抢到题目，然后在规定的答题时间内作答，或者答题超时。

（由规定显示电路和音响作出反应）例如，1号参赛队抢到题目，同时抢答继电器M1通电并自锁，抢答继电器M1与其它参赛台按钮输入触点相串联的常闭触点断开，使得在有抢答按钮按下的情况下，其它按钮均无效。

抢答继电器M1闭合，答题限时继电器M2闭合并自锁，使得答题限时计时器T1开始计时。

则1号参赛台灯驱动输出继电器Y1闭合，Y1的常开触点闭合，驱动Y11和Y12，数码管1即显示"1"的字符。

（1）抢答允许、抢答限时程序。

裁判员按下抢答按钮SB0（X0闭合）后,抢答允许继电器M0闭合并自锁,同时抢答限时计时器T0通电开始计时。

（2）若1号参赛台正常抢答，抢答允许继电器M0闭合（裁判员按下SB0，X0闭合），抢答继电器M1闭合（有人抢答）。

在正常抢答的情况下，M0的常开触点与M1的常开触点串

联驱动音响。

（3）若1号参赛台答题超时，抢答继电器M1通电闭合（有人抢答），答题限时计时器T1计时到，其常开触点闭合。

在答题超时的情况下，M1的常开触点与T1的常开触点串联驱动裁判台的灯和音响。

（4）若1号参赛台违规抢答，抢答允许继电器M0未闭合，裁判员未按下开始按钮SB0（X0未闭合），而抢答继电器M1闭合（有人抢答）。

在违规抢答的情况下，M0和M1是"与"的关系，即M0的常闭触点与M1的常开触点串联驱动裁判台灯和音响。

（5）无参赛队抢答，抢答继电器M1未通电闭合（无人抢答），抢答限时计时器T0计时到，常开触点闭合。

当无人抢答时，M1的常闭触点与T0的常开触点串联驱动裁判台灯和音响。

综上所述，当1号参赛队违规抢答、无人抢答、答题超时驱动裁判台灯及正常抢答、答题驱动音响的梯形图如附图二所示。

其中M3为音响驱动继电器，当四种条件中有一种合符时，M3闭合一个扫描周期，使得音响驱动输出继电器Y5闭合，音响发出声音，同时音响限时计时器T2通电计时，经过1S后计时器T1动作，其常闭触点断开Y5及T2的电源，音响停止发出声音。

2、抢答参赛队号显示，选用输出继电器Y10~Y16驱动数码管1的七段发光管，即当有人抢答时即可显示抢到题的队号。

（1）当1号参赛台抢到题，则1号参赛台灯驱动输出继电器Y1闭合，Y1的常开触点闭合，驱动Y11和Y12，数码管1即显示"1"的字符。

（2）当2号参赛台抢到题，则2号参赛台灯驱动输出继电器Y2闭合，驱动Y10、Y11、Y13、Y14和Y16，数码管1即显示"2"的字符。

（3）当3号参赛台抢到题，则3号参赛台灯驱动输出继电器Y3闭合，驱动Y10、Y11、Y12、Y13、和Y16，数码管1即显示"3"的字符。

（4）当4号参赛台抢到题，则4号参赛台灯驱动输出继电器Y4闭合，驱动Y11、Y12、Y15和Y16，数码管1即显示"4"的字符。

3、计时脉冲产生程序。

计时脉冲产生程序由计时器T3、T4组成。

当抢答允许继电器M0闭合时，计时器T3开始计时，经过0.5S后，T3的常开触点闭合，接通计时器T4的电源；在经过0.5S后，T4动作，其常闭触点断开，使T3复位，常开触点闭合，接通秒个位移位继电器M4。

经过一个扫描周期后T4的常开触点断开，M4复位。

4、计时显示程序。

计时显示程序由输出继电器Y20-Y26，Y30-Y36驱动数码管2和数码管3完成。

其中输出继电器Y20-Y26驱动数码管2，担任秒个位的显示；Y30-Y36驱动数码管3，

担任秒十位的显示。

在抢答允许继电器M0闭合后，继电器M9闭合，输出继电器Y20、Y21、Y22、Y23、Y24、Y25闭合，驱动数码管2显示"0"字符，同时脉冲信号产生程序开始工作。

经过1S后，秒脉冲继电器M4闭合一个扫描周期，将M9中"1"的状态移位至M10中，M10闭合，输出继电器Y21、Y22闭合，驱动数码管2显示"1"字符，同理，随着左指令SFTL的运行，数码管将接着显示"2、3、4、5、6、7、8、9"字符。

当"1"状态移位至继电器M18时，数码管2显示"9"字符；当"1"的状态移位至继电器M19中时，继电器M10-M18全部复位，M9又闭合，数码管2又显示"0"字符。

同时M19闭合，使得继电器M20产生一个扫描周期脉冲，这个脉冲将M21中的"1"状态移位至M22中，继电器M22闭合，输出继电器Y31、Y32闭合，数码管3显示"1"字符。

在抢答允许继电器M0闭合后，若在15S内有人抢答，由M0常开触点和M1常开触点组成的抢答计时显示触点闭合，使得M5闭合一个扫描周期，数码管2和数码管3复位清零。

同理，若有人抢答但答题超时，则由M1常开触点和T1的常开触点组成的答题超时触点组闭合，使继电器M25闭合，数码管2和数码管3复位清零。

按下复位按钮SB5，X5闭合，各输出继电器辅助继电器全部释放，为下一次抢答作准备。

4.4程序的下载、安装和调试

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-DEVELOPER7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-DEVELOPER7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。

结束语

本抢答器系统虽是针对四路参赛选手设计的，但通过原理分析可知，它也完全适用于多于四路选手的抢答场合。

当然，如果对外围电路及程序稍加修改，就很容易使之扩展成更多路的抢答器。

若去掉程序中的互锁功能，可以将本抢答器改成呼叫器，用在医院病房等多种地方。

由此可见，只要我们运用恰当，PLC技术能实现许多复杂的功能，能极方便的控制我们所需要控制的对象，给我们生产和生活带来极大的方便。

知识竞赛的一个最重要的硬件设备就是抢答器。

以往的电子抢答器，许多功能也达不到的，比如播放视频题，抢答视频暂停再继续功能等。

但是，随着科学技术飞速的发展，抢答器由硬件化逐步向软件化发展。

抢答器竞赛软件利用计算机搞知识竞赛，经过调查，利用抢答器竞赛软件办一次类似电视台效果的知识竞赛，其费用仅仅是到电视台演播厅举办一次竞赛费用的十分之一还少。

更关键的是，抢答器竞赛软件不是一次性产品，可以多次重复使用，这是一次拥有长期受益的软件。

采用抢答器竞赛软件是大势所趋，对于一个每年都有赛事的单位企业，只要单位有计算机和投影仪，搞知识竞赛不利用抢答器竞赛软件，如同是有好马没有配好鞍。

以往企业自己搞知识竞赛，都是主持人读题，观众选手得安静仔细听题目，有条件的花上万元买个电子抢答器，算是给知识竞赛赛场添彩了。

大多依靠主持人发挥水平，选手和观众渴望的类似电视台的节目效果难以实现。

与电视播放的那些竞赛场面对照--选手坐在显示器前答题，观众看着大屏幕显示题目和答案，大屏幕有抢答显示计分排行等，绚丽的画面有节奏的音乐--差距很大，但这些都不是电视台的专利，利用抢答器竞赛软件，用户自己就可以实现这样的视觉效果。

运用互动式多媒体技术，将竞赛题目制作成演示程序。

通过投影仪大屏幕或电视墙在现场播放，给观众强烈的视听感受，凝聚竞赛现场气氛。

通过选手面前的显示器，为参赛队员提供最直接的看题效果，保证队员对题目的正确理解。

抢答器竞赛软件就是简单利用计算机及投影仪设备资源，通过软件来实现专业效果的竞赛系统。

它实现竞赛的成本低，便于组织，通用性好。

毫不夸张，除了电视台专业制作外，抢答器竞赛软件是所有同类软件中功能最全的！

最适宜普通知识竞赛操作的！

将会全面发展到社会各个企事业单位。

致谢

几个月的毕业设计即将结束，在整个毕业设计过程中，我在李老师的带领下，基本完成了本学期毕业设计的任务，通过设计我学到了很多新的知识，学到了很多书本上没有的东西，同时，对以前所学的专业知识，有了进一步的加深和巩固。

在设计前，通过李老师的悉心指导，我制定了设计计划，借阅相关资料，做好设计准备。

在设计过程中，我遇到了许多专业上的问题，这些问题都在老师的直接指导下，得以解决，使我们的设计能够顺利地进行，并最终得以完成。

总结几个月来的设计，体会如下：

首先，团队精神，毕业设计也不例外。

这就需要我们充分的利用好各自的优势，充分的协作，针对设计中出现的问题，站在不同的思考点分析问题，然后加以讨论，汇结大家的意见，最终达成一致，发挥了团结协作的精神。

其次，对待任何工作，都要全力以赴，不能畏首畏尾。

通过这次毕业设计，我深有体会。

然更重要的是，在责任心的驱使下，如何采用何种方法更省时省力，解决问题的方案很多，永远坚信"方向总比努力重要"，首先分析课题任务本身，就拿毕业设计来说，课题有了，关键是往哪个方向着手。

怎样去查找相关资料等等，寻找突破口充分的解决好问题。

再次，遇到不懂的问题，及时请教老师。

抓紧设计的宝贵时间，需要调整和改变的地方及时做出改动，而不能墨守成规，做人也是同样的道理。

第四，时刻保持上进的头脑，不断接受新事物，挑战新的问题。

"活到老，学到老"，我们的思想也应不断的修正提高。

对于以上之几点体会，进一步的总结和提高需要有更多的社会实践基础，我相信在不久的将踏入社会之际，只要我们努力学习，勇于实践，勤学好问，我就会把以前模糊的问题弄明白。

我也相信，凭着我自强不息，勇于拼搏的精神，定能很快适应类似设计的需要，适应这个多变的社会。

在此，我要感谢在整个设计过程中，给与我及大帮助的老师们，无论是在论文内容的选择、资料的收集，还是在具体的设计过程中，老师都给与了我们细心的教导和无微不至的关怀，尤其在论文的整理过程中，曾老师提出了大量宝贵的意见和建议，使我们的设计得以更加完善，老师严谨的治学态度，真诚的处世哲学，也将是我们一生学习的财富，在此，请允许我向尊敬的老师，致以最真诚的谢意！

其次，我还要向工业职业技术学院的各位领导和老师，在三年的时间里对我的教诲和帮助表示感谢！

最后，想在百忙之中抽身来评阅我的论文的各位老师致以最衷心的感谢！

由于时间仓促，水平有限，论文中难免有不完善之处，真诚地希望各位老师对我的论文提出宝贵意见！

谢谢！

参考文献

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