基于plc控制的抢答器设计毕业论文.docx
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编号1231401107
毕业设计
（2014届本科）
题目：
基于plc控制的抢答器设计
学院：
物理与机电工程学院
专业：
电气工程及其自动化
作者姓名：
金维莉
指导教师：
刘赟职称：
助教（研究生）
完成日期：
2014年5月20日
二○一四年五月
目录
摘要
Abstract
第一章绪论
1.1抢答器的发展背景
1.2抢答器的发展趋势
1.3抢答器的发展意义
1.4课题的设计内容
1.5本章小结
第二章PLC的概述
2.1PLC的概念及发展历程
2.2PLC的工作原理
2.3PLC的主要特点
2.4PLC的分类
2.5本章小结
第三章八路抢答器的硬件设计
3.1系统设计方案
3.2系统硬件配置原理图
3.3I/O口的分配
3.4系统硬件接线图
3.5蜂鸣器的简介
3.6数码管的类型及其工作原理
3.7本章小结
第四章程序清单与调试
4.1程序流程图
4.2程序（梯形图）
4.2仿真结果
4.3本章小结
总结
参考文献
致谢
附录一程序（指令表）
附录二英文原文
附录三中文原文
河西学院本科生毕业设计诚信声明
本人郑重声明：
所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行设计工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：
二O一四年五月二十日
河西学院本科生毕业论文（设计）开题报告
论文题目
基于PLC控制的抢答器设计
学生姓名
金维莉
所属学院
物理与机电工程学院
专业
电气工程及其自动化
年级
2010级
指导教师
刘赟
所在单位
河西学院
职称
助教（研究生）
开题日期
2013.12.20
一．选题的根据：
1．本选题的理论意义
抢答器是近年来出现的一种智能化产物。
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高以及可编程序逻辑控制器在我国的迅速发展，对抢答器的控制要求也越来越高，使得越来越多的控制部分需要可编程序逻辑控制器来实现，在人们的视觉和听觉上形成和谐的统一，使人们在精神上有愉悦的感受。
2．本选题的实际意义
现今抢答器广泛用于电视台、商业机构及学校，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。
但市面上所售抢答器价格一般较贵且多为小规模集成电路构成,其性能单一，工作起来不够理想。
因此，提高抢答器的性能，使其具有更强的功能,使用可靠方便已为抢答器发展的一个方向。
随着集成技术和计算机技术的发展，PLC作为其中一个分支亦于20世纪80年代以来获得了飞速发展，各种新品不断涌现，使PLC的应用更加深入，灵活性也大大增强。
使得抢答器具有结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。
信息时代的21世纪，人类社会的进步和科学技术的发展非常迅猛，人类开始迈入了数字化和科技化的智能世界。
3．本选题的设计内容
系统设计主要包括硬件和软件两大部分，依据控制系统的工作原理和技术性能，将硬件和软件分开设计。
硬件设计部分包括硬件设备的选择、合理选择原器件、绘制线路图，然后对硬件进行调试、测试，以达到设计要求。
软件设计部分，首先在总体设计中完成系统总框图和各模块的功能设计，拟定详细的工作计划；然后进行具体设计，包括流程图，选择合适的编程语言和工具，进行代码设计等；最后对软件进行调试、测试，达到所需功能要求。
硬件电路是采用结构化系统设计方法，该方法保证设计电路的标准化，模块化。
硬件电路设计最重要的选择可编程的PLC，并确定与之配套的外围芯片。
硬件电路设计还包括输入输出接口设计，画出详细的电路图，标出芯片的型号、器件参数值，根据电路图在仿真机上进行调试，发现设计不当及时修改，最终达到设计目的。
软件设计方面系统采用S7-200西门子可控制编程，此编程工具更有可靠、可拓展、可维护性。
4．自己的见解
（1）正常答题
当控制台按下开始开关SB9时，蜂鸣器1响、绿灯亮，在10s内抢答。
若10S内抢答成功，显示抢答选手号码，并有绿灯显示抢答成功。
答题开始，总台开始计时，答题时间到，橙灯亮。
进入下一题，控制台按下复位按钮SB8，按SB9开始抢答，如此循环。
（2）无人抢答
控制台按下开始开关SB9，蜂鸣器2响并黄灯亮，若10S内无人抢答，蜂鸣器2响3S后停止、指示灯黄灯保持点亮，表示无人抢答。
（3）违规抢答
若控制台未按下开关时，有选手抢答，选手抢答则犯规，指示灯红灯保持点亮，蜂鸣器3响3S后停止，并显示选手号码。
（4）答题超时
当主持人按下开始抢答开关，抢答成功后答题超过30S时，蜂鸣器4响3S后停止，指示灯橙灯保持点亮。
二．论文的主要内容、基本要求及其主要的研究方法：
1．主要内容
（1）绪论
（2）系统的设计方案与确定
（3）硬件设计
（4）软件设计
（5）调试仿真
2．基本要求
（1）完成系统硬件设计，画出硬件原理图，软件流程图。
（2）编写出PLC控制程序。
（3）画出控制的电气原理图。
（4）绘制PLC接线图及其I/O清单。
（5）调试仿真，并对结果进行分析。
3．主要的研究方法
（1）文献资料法：
从报刊、书籍、杂志、网上检索与课题研究相关的资料，借鉴已有成果，寻找新的信息，分析后深入的研究探讨；
（2）实验仿真法：
通过对所设计程序的仿真，得出设计的可行性；
（3）逻辑分析法：
通过逻辑分析从纯粹的、抽象理论的形态上来揭示策划对象的本质，以概念、判断、推理等思维形式完成策划。
三.论文进度安排和采取的主要措施：
1.论文进度安排：
2013.11.25——2013.12.01：
熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料
2013.12.02——2013.12.10：
查阅相关资料
2013.12.11——2013.12.20：
阅读设计要求必读的参考资料，完成开题报告
2014.12.21——2014.01.10：
对消防报警系统进行全面的分析与理解
2014.01.11——2014.02.10：
硬件设计
2014.02.11——2014.03.10：
软件设计
2014.03.11——2014.03.25：
系统程序仿真
2014.03.26——2014.04.05：
论文总体布局的设计
2014.04.06——2014.04.20：
完成初稿
2014.04.21——2014.05.14：
确定毕业论文最终稿
2014.05.15——2014.05.20：
制作PPT及答辩
2.主要措施：
1.积极与指导老师联系，认真接受老师指导；
2.查阅相关资料文献，勤于思考，争取本次设计全面、合理的完成。
四．参考资料和参考文献
1.主要参考资料：
（1）plc机电控制系统应用设计技术（第二版）
（2）可编程控制器原理及应用（第三版）
（3）plc控制系统设计安装与调试
（4）可编程控制器入门与应用实例（西门子s7—200系列）
（5）电气控制与可编程控制技术及应用
2.参考文献：
[1]廖常初．PLC的编程方法与工程应用[M]．重庆：
重庆大学出版社，2001．
[2]钟肇新．可编程控制器原理及应用[M]．广州：
华南理工大学出版社，2008．
[3]陈忠华．可编程控制器与工业自动化[M]．北京：
机械工业出版社,2005．
[4]史国生．电气控制与可编程控制技术[M]．北京：
化工工业出版社,2004．
[5]张晓峰．电气控制与可编程控制技术及应用[M]．北京：
国防工业出社,2010．
[6]李向东．电气控制与PLC[M]．北京：
机械工业出版社,2009．
[7]戴一半．可编程控制技术[M]．北京：
机械工业出版社,2002．
[8]崔元明．可编程器件应用指导[M]．北京：
清华大学出版社,2000．
[9]贺哲荣．流行PLC实用程序及设计[M]．西安：
西安电子科技大学出版社，2006．
[10]王永华．现代电气控制及PLC应用技术[M]．北京：
航空航天大学出版社，2003．
[11]谢克明，夏路易．可编程控制器原理与程序设计[M]．北京：
电子工业出版社，2005．
[12]王红．可编程控制器使用教程[M]．北京：
电子工业出版社，2002．
[13]李道霖．电气控制与PLC原理及应用[M]．北京：
电子工业出版社，2004．
[14]S7-200CN可编程序控制器手册[M]．西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团，2005．
[15]郁汉琪．电气控制与可编程序控制器应用技术[M]．南京：
东南大学出版社，2003
指导教师意见：
签名：
（亲笔签名）
年月日
教研室意见
负责人签名：
年月日
学院意见
负责人签名：
年月日
摘要
随着人们对娱乐生活的质量的追求，作为娱乐项目中的工具—抢答器也一样在变化。
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。
PLC目前主要的品牌有西门子，三菱，松下，欧姆龙等。
他们各自具有显明的特点。
但只有西门子最适合此次设计，西门子PLC不仅具有体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力的特点，还有以下优势：
通用性强、可靠性高，抗干扰能力强以及丰富强大的通信指令功能。
介于西门子在运算功能，处理时间和功能模块上的出色表现，更重要的是符合本设计所需要的速度快、操作性强的特点。
本设计采用西门子S7系列的PLC小型可编程控制器系统即SIMATICS7-200。
SIMATICS7-200系列PLC使用更行业的检测监测及自动化控制，同时S7-200系列强大功能是其无论在独立运行中或是相连成网络皆能实现，具有极高的性价比。
本文介绍了一种以PLC为核心控制器的八路抢答器，该抢答器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。
本文从系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。
最后，我们还对设计程序进行了仿真，仿真结果完全达到了预期结果。
关键词：
抢答器；PLC；数码管；
Abstract
Aspeoplepursuitofthequalityofentertainment,asatoolofentertainmentprograms-thebuzzeralsochanges.Firstresponderismadeofthepriorityencoderlogiccircuit,itscomputationalspeedslow,lineiscomplex,thereliabilityisnot
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