毕业设计19PLC控制抢答器课程设计说明书.docx

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毕业设计19PLC控制抢答器课程设计说明书

一、课程设计名称：

可编程控制器（PLC）课程设计

二、课程设计目的：

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、微分、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，并学习上机调试程序的方法。

三、课程设计控制要求：

设计一个三参赛组的抢答器装置，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14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，参赛者有两秒抢答时间，超过两秒没人抢答，则题目作废，再抢答无效。

两秒之内按下抢答按钮，这时控制台上的答题记时指示灯亮，自此抢答有效。

当14秒到时，答题记时灯灭。

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、若回答正确，主持人按控制台的正确按钮时，其一，播放一小段音乐；其二，由改组的奖品箱中弹出一个小奖品。

5、没有得到抢答权的参赛组不可能得到加分。

比赛结束时，按获奖品数的多少论胜负。

四、课程设计控制原理：

1、与机电控制原理区别不大，PLC控制主要是通过程序语言来实现，用程序语言主要是为了替代硬接线控制电路过于频繁的改变接线方式带来的不便，从而只需改变程序语言的某个程序片断或几个指令便可实现控制要求。

2、与基本微机类似，PLC也是由软件和硬件两大部分组成的。

在软件的控制下，PLC才能正常工作。

软件分为系统软件和应用软件两部分。

PLC的基本工作过程如下：

输入现场信息：

在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点，读入各输

入点的状态；

执行程序：

顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指令内

容进行逻辑运算；

输出控制信号：

根据逻辑运算的结果，输出状态寄从器（锁从器）向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑功能。

上述过程执行完后，又重新开始，反复地执行。

每执行一遍所需

的时间称为扫描周期。

PLC的扫描周期通常为几十ms。

在实际应用

中，大多数机械设备的工作过程可以分为一系列不断重复的顺序操

作，PLC的工作方式与此相似。

因此，PLC的程序可与机器的动作

一一对应，程序编制简单、直观，不容易出错，而且容易修改，从而

大大减少了软件的开发费用，缩短了软件的开发周期。

为了提高工作的可靠性，即使接收外来的控制命令，PLC在每次

扫描期间，除了完成上述操作外，通常还要进行故障自诊断，完成与

编程器等的通信。

因此，整个扫描过程如图：

每次扫描开始，先执行一次自诊断程序，对各输入输出点、存储器和CPU等进行诊断，诊断的方法通常是测试出各部分的当前状态，并与正常的标准状态进行比较，若两者一致，说明各部分工作正常，若不一致则认为有故障。

此时，PLC立即启动关机程序，保留现行工作状态，并关断所有输出点，然后停机。

诊断结束后，如没有发现故障，PLC将继续往下扫描，检查是否有编程器等的通信请求。

如果有则进行相应的处理，比如，接受编程器发来的命令，把要显示的状态数据、出错信息送给编程器显示等。

处理完通信后，PLC继续往下扫描，输入现场信息，顺序执行拥护程序，输出控制信号，完成一个扫描周期。

然后从自诊断开始，进行第二轮扫描。

PLC就这样不断反复循环，实现对机器的连续控制，直到接收到停机命令，后因停电、出现故障等才停止工作。

五、课程设计内容

1、课程设计工具：

PLC手持编程器、PLC编程软件、实验用控制面板、拔线钳、连接线等。

2、课程设计仪表：

PLC课程设计用面板

3、课程设计电器元件：

软连接线、控制电机、继电器、接触器等。

4、硬件系统设计：

KA4------答题14秒计时指示灯

FU------熔断器

L------火线N------零线

5、软件系统设计：

抢答器PLC梯形图程序：

抢答器PLC外部接线图：

6、课程设计说明书：

I/O口分配

I口：

00000----SB主持人控制抢答按钮（启动）按钮

00001----SB1第一参赛组抢答按钮

00002----SB2第二参赛组抢答按钮

00003----SB3第三参赛组抢答按钮

00004----SB4主持人控制复位按钮（停止）按钮

00005----SB5主持人控制奖励按钮（回答正确）按钮

O口：

01000输出第一参赛组抢答信号

01001输出第二参赛组抢答信号

01002输出第三参赛组抢答信号

01003输出超时报警信号

01004输出答题正确信号

01005输出奖励信号

外部接线用电器任务分配：

KA1控制抢答组一，同时锁住抢答组二、三

KA2控制抢答组二，同时锁住抢答组一、三

KA3控制抢答组三，同时锁住抢答组一、二

KA4控制报警灯KA5控制答题正确信号灯A

KA6控制礼物盒B

PLC控制抢答器手持编程器输入程序：

六、课程设计总结

通过该课程的设计及学习，熟悉了PLC有以下优越的性能：

1、灵活性和通用性强继电器控制系统的控制电路要使用大量的控制电器，需要通过人工布线、焊接、组装来完成电路的连接。

其致命的缺点是，如果工艺要求稍有改变，控制电路必须随之做相应的变动，耗时且费力。

PLC是利用存储在机内的程序实现各种控制功能的。

因此，在PLC控制的系统中，当控制功能改变时只需修改程序既可，PLC外部接线改动极少，甚至可不必改动。

一台PLC可以用于不同的控制系统中，只不过改变了其中的程序罢了。

2、抗干扰能力强、可靠性高大量开关动作是有无触点的半导体电路来完成的，避免了继电器控制中的电器老化、脱焊、触点的抖动以及触点电弧等现象的发生，大大提高了系统的可靠性，被誉为“专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机”。

3、变成语言简单易学大多数为梯形图语言，了解继电器控制线路的电气技术人员很容易接受。

4、PLC与外部设备的连接简单、使用方便其输入/输出接口已经镶嵌与机体内，只需接很少的线路而已。

5、PLC的功能强、功能的扩展能力强

6、PLC控制系统的设计、调试周期短

7、PLC体积小、重量轻、易于实现机电一体化,由于PLC内部电路主要采用半导体集成电路;更由于它具有很强的抗干扰能力,能适应各种恶劣的环境,因而它已成为实现机电一体化十分理想的控制装置。

七、课程设计参考资料：

1、可编程控制器原理及应用宫淑贞王冬青徐世许编著

人民邮电出版社2002年7月第1版

2、机电传动控制邓星钟主编

华中科技大学出版社2001年3月第3版

3、电工学（下册）秦曾煌主编

高等教育出版社1999年6月第5版

4、在系统可编程技术及其器件原理与应用刘笃仁杨万海编著　　西安电子科技大学出版社1999年5月第1版

5、可编程序控制器原理及应用　江秀汉　李萍　溥保中　编

　　　　　　西安电子科技大学出版社1994年11月第1版