三路智力抢答器PLC控制.docx
《三路智力抢答器PLC控制.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三路智力抢答器PLC控制.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
三路智力抢答器PLC控制
井冈山大学
JINGGANGSHANUNIVERSITY
程设计报告
课题名称：
PLC课程设计
题目：
三路智力抢答器PLC控制
姓名：
学号：
******
学院：
机电工程学院
专业：
电气工程及其自动化
班级：
09本
（1）班
时间：
2012/6/2
摘要
智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，而抢答就是智力竞赛中非常常见的一种答题方式。
抢答能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短的时间内，使人们迅速增加一些科学知识和生活常识。
但是，在这类比赛中，对于谁先谁后抢答，在何时抢答，如何计算答题时间等等问题，若是仅凭主持人的主观判断，就很容易出现误判。
所以，我们就需要一种具备自动锁存，置位，清零等功能智能抢答器来解决这些问题。
三路抢答器的PLC设计正好为此提供的一个很好的平台，此设计中设计了抢答违规、抢答时间到、抢答成功，以及对选手答题得分的加减并通过LED显示出来。
一、设计内容及要求
1.工作简述
该抢答器可作为智力竞赛的评判装置。
根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据答题情况用灯光、声音显示其回答正确或错误，在工作人员操作下对答题者所显示的分数加分或减分。
三路智力抢答器有三个抢答按钮SB1~SB3，最先按下按钮有效，在此以后按下的按钮无效，伴有灯光、声音指示，并开始计时（答题时间），计时时间到（答题给定的时间），声音提示停止答题。
如果抢答者答题正确或错误，主持人或操作员按下加分键或减分键，将对显示分数值加分或减分。
该控制器组成框图如图1所示。
图1三路智力抢答器组成框图
2.设计要求
1．若主持人还没有按下启动按钮就有选手抢答，则该选手被视为抢答违规，同时其对应的信号指示一直闪烁，直到主持人按下复位按钮信号才熄灭，并且能同时监视任何一个选手的抢答是否违规的情况。
2．按下启动按钮（开始抢答）后，若10s内无人抢答，则抢答器自动撤消抢答信号（有声音提示），说明该题无人抢答，自动作废。
3．按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮的信号有效，其余信号（后按下的）无效，有效信号用灯光和声音指示，并且只接通三秒。
4．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到。
5．三路抢答器应有灯显示和分数值显示，对答题正确或错误者，在操作人员的控制下，可对其加10分或减10分。
加分可达最大分值是99分，减分可达最少分值是00分。
只要电源一接通，各个选手的分值一直显示。
工作流程如图2所示。
按下启动按钮SB0（x1）
二、I/O口的分配
根据控制要求，对其进行分析，由于一般参赛者对抢答开始只是听声音，因此对于抢答开始信号只要接声音就可以。
根据设计要求5可知只对比赛分值十分十分的加，因此个位位一直为零，所以可以把个位输出的外设接在同一个输出段。
分配如下：
输入信号
输出信号
输入设备/符号
输入
输出设备/符号
输出
主持人复位按钮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
抢答时间到以及答题
时间已到指示灯HL2
Y5
第3号抢答按钮（SB6）
X6
1号分数值显示个位
十位
Y10-Y13
Y14-Y17
2号分数值显示个位
十位
Y10-Y13
Y20-Y23
3号分数值显示个位
十位
Y10-Y13
Y24-Y27
三、PLC控制原理图的设计
四、PLC及相关器材的选型
1.PLC的选型
由前面I/O口的分配可以估算PLC的点数有7个输入点22个输出点。
根据选择PLC的基本要求，对其数量，型号，额定参数，I/O点数综合评估。
要留有一定的裕量（但也不能留太多，因为从经济考量来讲I/O越少越经济）以便将来可以适时的改进或扩展器用途，所以本次选用FX2n—48MR。
2.其它器件的选择
本设计负载均使用24V电源驱动，所以选择4个24v蜂鸣器，6个24V数码管（8421BCD），5个24V指示灯，为了保护电路及器件，在电路中计入了保护装置，选用了4个熔断器。
序号
名称
型号
数量
1
可编程控制器
FX2n—48MR
1
2
按钮SB0~SB5
7
3
蜂鸣器（HA）
FMQ-27（DC24V）
4
4
指示灯
/24V
5
5
数码管
8421/24v
6
6
导线
若干
7
熔断器
4
8
直流电源
24V
1
元器件清单
五、程序的设计
1.违规抢答程序
根据设计要求，在主持人还没有按下SB0（X1）按钮时，M0处于常闭，有人提前抢答（X4）则会使其对应的中间继电器置位（如M1），M1的置位使M8013秒脉冲线路导通，使M10发出秒脉冲，在导通对应的Y2，从而使Y2不停地闪烁，直到复位才停止。
同时M1的置位会使MC处于断开状态不能进入正常抢答通道，只有主持人按下复位按钮X0（SA）将对应的中间继电器置位，然后在按下启动按钮才有效。
2.抢答超时
在主持人按下启动按钮后，M0被置位，若10秒内没人抢答，即M4~M6不动作，这计时器10秒后动作，复位M0，使程序退出正常抢答程序段，同时Y5接通3秒，伴有轰鸣声，之后抢答选手再抢答就无效，只有主持人从新按下启动按钮后选手才可以再抢答。
3.正常抢答
选手正常抢答成功，以X4举例，X4抢答成功，则置位M4，M4启动定时器T0、T2.T0作为答题时间定时，答题时间到则驱动Y53秒，T2作为显示那一组抢答成功的信号提示3秒并伴有蜂鸣声，
M4将作为选通工具，为后面选手的加分、减分提供选通条件。
4.加分及减分程序
在选手回答后，主持人就选手回答正确一否，进行加减分，按下X2/X3数据寄存器加一/减一，同时还设计了加分超范围的反馈，若寄存器的数据大于9或小于0则清零。
5.数码显示
本设计采用8421BCD码进行译码显示
六、程序的调试（双线圈输出问题）
程序的仿真过程中发现了问题，在程序初次调试时，当有选手违规抢答时，对应选手的指示灯并不闪烁，而选手正常抢答成功，指示灯会亮三秒（正常显示），同过检查程序，发现我在2处都使用了同一个输出点，即双线圈输出，其实我开始就注意到这个问题，但我开始以为他们并不具备同时导通的条件，所以在调试时仍用双线圈输出，调试后马上发现这一严重问题，并用中间继电器替代，后通过替代的中间继电器来驱动同一负载。
再次调试时发现问题解决了可以正常工作，由此我加深了对双线圈输出情况的慎用。
对此作出一个结论：
双线圈一般要慎用，不到万不得以的情况不考虑。
七、程序仿真图如下
1.违规抢答仿真图
在还没按下启动按钮前，由图可知当X24按下后置位M1促使M10发出秒脉冲，使Y2闪烁
2.无人抢答仿真图
当十秒内无人抢答后，T1将置位M0（启动按钮置位的继电器）
3.抢答成功并加分
当选手抢答成功将使其他选手抢答无效，当x25抢答成功，置位M5.同时启动定时器T0和T1，T0为答题及时1分钟，T2为抢答成功者指示灯亮3秒。
当选手回答正确，主持人对其进行加分
八、联机调试及操作说明
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，打开抢答器的程序，即可在线调试，也可用编程器进行调试。
（1）在没按下抢答按钮SB0（x1），有选手违规抢答则对应违规选手的指示灯一直闪烁伴有轰鸣声，直到主持人按下复位按钮SA（x0）,选手指示灯才熄灭。
（2）按下抢答开始按钮SB0（x1）.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。
（3）按下抢答开始按钮SB0（x1），10秒内无人抢答是否有灯光和声音信号。
（4）在正确的抢答情况下加减分是否有正确显示。
（5）所有的信号显示都要根据I/O分配。
看是否正确。
九、总结与体会
通过这次课程设计，我学会了许多课本上学不到的东西，同时也加强了我的动手、思考和解决问题的能力，受益匪浅。
从前的学习过程过于浮浅，只是流于表面的理解，而现在要做课程设计，就不得不要求我们对所用到的知识有更深层次的理解。
因为课程设计的内容比及书本中的理论知识而言，更接近于现实生活，而理论到实践的转化往往是一个艰难的过程，它犹如一只拦路虎，横更在我们的面前。
但是我们毫不畏惧，因为我们相信我们能行。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。
一周的课程设计已经结束，我将珍藏这段难忘的时光，是她让我让我知道，任何一种小小的成绩后面，也许就隐藏着许许多多不为人的艰辛。
同时感谢吴文通老师在课程设计前给我们提供相关的技术资料，使我们在做课程设计之前提前明白了自己应该重视的地方。
十、参考文献
Ø可编程控制器运用技术（任务驱动式教材）/郭利霞主编，2009.7.
Ø流行可编程控制器梯形图识图入门/贺哲荣主编，机械工业出版社，2008.5.
Ø跟我学PLC编程/周云水编著，中国电力出版社，2009.8.
Ø电子发烧友
附录一、原理图和I/O表
输入信号
输出信号
输入设备/符号
输入
输出设备/符号
输出
主持人复位按钮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
抢答时间到以及答题
时间已到指示灯HL2
Y5
第3号抢答按钮（SB6）
X6
1号分数值显示个位
十位
Y10-Y13
Y14-Y17
2号分数值显示个位十位
Y10-Y1320-Y23
3号分数值显示个位
十位
Y10-Y13
Y24-Y27
附录二、PLC相关器材的选择
序号
名称
型号
数量
1
可编程控制器
FX2n—48MR
1
2
按钮SB0~SB5
7
3
蜂鸣器（HA）
FMQ-27（DC24V）
4
4
指示灯
/24V
5
5
数码管
8421/24v
6
6
导线
若干
7
熔断器
4
8
直流电源
24V
1
附录三、PLC控制总程序（梯形图）
升级会员 