PLC智能加减分倒计时竟猜抢答系统的设计.docx

1、PLC智能加减分倒计时竟猜抢答系统的设计一、课程设计题目 PLC综合设计课题1 ：.电动机的顺序控制课题2 ：竟猜抢答系统的设计课题3 ：交通灯控制课题4 ：电梯控制课题5 ：喷泉控制二、课程设计内容（含技术指标）1、用PLC实现三台电动机顺序启动，M1启动20S后，M2启动，M2运转10S后，M3启动，任何一台电动机停止则，其它的电动机一起停止。要求有必要的连锁和保护。画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。2、用PLC实验装置设计竟猜抢答系统。要求如下：由五组竟猜抢答。任一组抢先按下按钮，才能回答主持人的问题，且显示相应组的组号，蜂鸣器响，等到按下复位按纽后，显示器和蜂鸣器停。五组中，

2、第一组两个按纽任一个抢先按下有效，第二组两个按纽同时抢先按下有效，其他组一个按纽抢先按下有效。竟猜者必须在主持人按下SW按钮15秒内抢先按下按纽有效。显示器和蜂鸣器有指示，表示得到一次机会。确定I/O点，画好接线图，接好线，编程输入调试。4、用PLC实现电梯控制，要求与实际相符，电梯层数不少于4层。5、用PLC实现喷泉控制，要求花样不少于5种，能自动循环、单循环、和手动控制。6、同组同学要求不能完全重复，必须有自己的亮点，对思路新颖的、和用到更多功能指令的有5-10分的加分。三、设计进度安排序 号内 容学时安排（天）1选题、讲解设计要求、查资料； 12方案论证、说题及硬件选型和设计23软件设计

3、24程序及系统调试35绘制图纸、撰写和打印设计报告16设计答辩1合 计10设计指导答辩地点：K3PLC实验室四、基本要求设计报告：不少于5000字，幅面，统一复印封面。1 封面、课程设计任务书2 目录1）方案选择，方案论证（综述、任务详解及设计思路，PLC选型等）2）系统硬件设计（系统功能及原理、系统组成框图、器件选择、电路原理图、I/O分配及接线）3）系统软件设计（各软件模块的功能，梯形图及说明） 4）系统调试（调试步骤、方法及调试过程中的问题及如何解决等）5）结果分析及展望（最后的结果成功点和不足之处、总结及改进等）3 附录-参考文献五、课程设计考核办法与成绩评定根据过程、报告、答辩等确定

4、设计成绩，成绩按得分0100分，可分为优、良、中、及格、不及格五等。评定项目基本内涵分值设计考勤考勤、自行设计、按进度完成任务等情况10设计调试软硬件调试过程及完成情况30设计答辩回答问题等情况20设计报告完成情况、报告规范性、创新性、雷同率等情况4090100分：优；8089分：良；7079分：中；6069分，及格；60分以下：不及格 指导教师： 教研室主任签名： 1 前言目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器，其大致采用模拟电路、数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。对于采用模拟电路或者数字电路的产品，其技术相当成熟。但是随着功能的增多，电路也越复杂，并且成本偏高

5、，故障率高，显示方式简单或者没有，无法准确判断抢按按钮的行为，也不便于参数调节及其功能的升级换代。对于计算机控制系统来说，其程序简单，反应灵敏，便于参数调节及其功能的升级换代，但鉴于其必须配合计算机实用，可操作性差，没有得到广泛的应用。而对于科技飞速发展的今天，PLC、单片机应用的不断深入，带动了传统控制检测技术的不断更新，并鉴于其本身具有的优点，以PLC、单片机为核心的部件成为主流。它对采样获得的各种抢答信号进行分析。但仅有抢答功能的抢答器已经不能满足当今社会的需要。本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一

6、系列的实用功能并简化其电路结构该设计不但有抢答功能，而且还有一个计分系统，能分别对六个选手进行计分，并能够对分数进行加、减。带计分功能的智能抢答器将会取代一般的智能抢答器。2竞赛抢答器控制要求及分析1. 系统上电后，持人在单击开始SB0按钮后，允许各队在之后的10秒内抢答，即抢答有效。响0.5秒，同时开始LED数码管的十秒倒计时显示。2. 在抢答10秒中1-6对任何一队先按下各自的抢答按钮（SB1SB6）后LED数码管立即，连锁其他选手，其他选手继续抢答无效。3. 在有队抢答的情况下，LED数码管显示组号5秒后开始15秒倒计时显示，抢答各队必须在15秒内完成抢答及答题;如果在15秒内未完成则作

7、超时处理。4. 15秒内该队给出答案，主持人对答案进行判断后，可进行加减分处理，主持人按下加分按钮加一分。按下减分按钮减一分。5. 在加分或减分后，同时LED数码管保持显示该组分数5秒。五秒之后自动系统复位。主持人单击开始按钮又继续允许各队进行新一轮抢答。6. 蜂鸣器的附加控制：每次倒计时到最后三秒的没秒钟要嘟一声。抢答器的控制特点分析：智能竞赛抢答器通过PLC进行控制，按要求进行编程；其主要输入就是通过裁判员和参赛选手的按钮，然后将信号传递给信息分析中心PLC,PLC将根据信号作出相应的回应。竞赛抢答器有11个输入信号（即8个输入按钮：SB1-SB6抢答 、SB0开始 SB7停止、SB8加分

8、SB9减分 ）15个输出信号（即Y0-Y6七段显示码，Y10-Y15六队显示，Y16蜂鸣器，Y17启动指示灯）。由上述可知，PLC共有8个输入点，15个输出点。系统控制结构框图如下图所示3程序流程图4 I/O分配表X1X6SB1SB6六组抢答按钮Y0H蜂鸣器X0SB0开始抢答按钮Y1Y7abcdef数码管1（十位）X7SB7停止按钮Y10Y16abcdef数码管2（个位）X10SB8加分按钮X11SB8减分按钮5硬件接线图6 程序梯形图程序调试与分析解释当系统上电后，由STOP到RUN,辅助继电器M8002的初始化脉冲置位S0并复位用于存各组得分的寄存器。S0步中组复位各步、辅助继电器、数码管

9、显示。主持人在总台控制台单击开始按钮X0，同时置位S20和S24。其中S24用于数码管的显示程序，用MOV指令实现，如MOV K6 K2Y001和MOV K109 K2Y010就是让数码管显示15，从上到下依次是显示15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0。这样什么时候要显示什么数就接通哪两条MOV。而S20为左位移的赋初值M10=1，赋完初值马上转S21,在S21中用STLF M8002 M10 K10 K1来移位。一秒移位一次。故用M10M19来对应10秒的倒计时LED数码管显示。倒计时时间到无人抢答则复位会S0。同时这一步中还监测是否有某组按下抢答，有1

10、到6组的某组抢答则置位对应的M1M6。则接通M8跳到下一步S22.在S22中关掉上一步的倒计时显示。开启数码管的组别号显示，显示5秒钟。然后关闭组别好显示，开始显示15秒倒计时 ，该倒计时的原理和S21中的10秒倒计时原理一样。也使用的移位指令SFTL M8002 M20 K16 K1 。M20 M35对应的就是15秒到0秒的LED显示。在15秒内没有回答则会复位回S0。若该组15秒内回答，则主持人根据答案按下加分或减分按钮。则数码管停止15秒倒计时。开始显示加分或减分后的分数。并保持显示5秒，在这5秒钟内主持人可以更改分数，即可以持续加分或减分，每次只能加减1分。并在上面说的5秒里实时显示。

11、5秒后复位回S0。关于加减分的实现，把每一组都分配一个寄存器专门记分，16组分别对应D1D6。每按一次加分X10或减分X11，则执行一次ADD D? K1 D? 或 SUB D? K1 D? 其中“？”表示第几组。然后统一赋值给给D7。然后MOV D7 K2 M200,用M200 M201 M202 M203 四个继电器的状态识别出0到15分，在活动不S23显示步显示出来。每次复位回S0不会复位D1D6故每组计分结果会保留。下次该组答题加减分实在原来的基础上进行。总 结在本次实验中发现了一个抢答其设计的盲区，我发现这个问题没有人去注意。这个问题我暂时把它叫做“系统抖动”。在抢答按钮对应的X点取

12、其上升沿pls给一个M点，然后用这个M点的信号作为抢答信号（如LD X3 PLS M2 ）。这样做是为了避免有人在主持人开始前按下抢答键而抢答成功。但这种做法真的能在“系统抖动下”避免这种情况吗？不能！如我的程序在S21之前就第二组按下抢答键则X3常开闭合，主持人按下开始进入S21，由于先前S21为非活动步变成活动步，这样在这一步内的所有动作都要受到一个上电上升沿。这个上升沿会通过X3执行PLS M2,这样M2会产生一个不是因为X3按下而产生的一扫描周期高电平。这样该组会抢答到。解决系统抖动也很简单，只要加一个该步上电禁止M2输出的延时即可。 参 考 文 献1李仁主编，电气控制，北京：机械工业

13、出版社，20002陈立定等主编，电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社，20013王仁祥主编，常用低压电器原理及其控制技术，北京：机械工业出版社，20024郑萍主编，现代电气控制技术，重庆：重庆大学出版社，20015佟为明等编，低压电器继电器及其控制系统，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20006欧阳华明.基于PLC技术电梯控制系统的新思维J.湘潭师范学院学报，2008.67刘春禹等.提高PLC控制系统可靠性研究J.中国新技术新产品，2008.78王亚东.FX2N系列PLC在电梯控制系统中的应用J.工程技术，2007.69何满润等. FX-64MR可编程控制器在电梯控制系统中的应用J.五邑大学学报，2009.1110汪海燕.基于PLC电梯速度曲线产生方法J.安徽电子信息职业技术学院学报，2009.611周波等主编.可编程序控制器原理与应用M.国防工业出版社 ，200812范永胜等编.电气控制与PLC应用.中国电力出版社，2007