三路抢答器PLC课程设计任务书图文.docx

1、三路抢答器PLC课程设计任务书图文PLC课程设计说明书可倒计时按钮式三路抢答器学生姓名:学号:14070 学院:计算机与控制工程学院专业:电气工程及其自动化指导教师:2016年 12 月目录1 绪论。1 1.1.1 系统基本要求。1 1.1.2 附带功能。11.2 课题主要过程。12 系统设计内容及要求。2 2.1 PLC基本原理及采用。2 2.2 系统控制要求。2 2.3.1系统工作原理及运行过程。22.3.2 附带功能工作原理及运行过程。23 整体设计及仿真过程。3 3.1 变量及程序说明。3 3.1.1输入输出量说明。4 3.1.2六段数码管说明。4 3.2按键拓展补充程序。4 3.3

2、外部接线图。4 3.4 梯形图。5 3.4.1倒计时计时部分。5 3.4.2 基本要求抢答部分。5 3.5编译仿真过程。7 3.6实验动画演示。10 3.6.1抢答器主界面。10 3.6.2外界按钮拓展接线图。10 3.6.3实验按钮拓展时演示。11 3.6.4通知抢答区演示(即倒计时。123.6.5抢答及复位演示。134 课程设计总结感想。13 附录A(梯形图。14 附录B(四路及以上拓展思路。16 参考文献。161 绪论市面上的的知识竞赛抢答器,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

3、多,电路也越复杂,并且成本偏高,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,可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置,它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。现已广泛应用于工业控制的各个领域,它以微处理器为核心,用编写的程序进行逻辑控制、定

4、时、记数和算术运算等,并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。PLC的学习比一般编程学习困难在于,要完成一个控制系统不仅需要掌握一定的编程技术,更为重要的是要知道如何针对实际应用的需要选择合适PLC型号,然后进行资源配置,设计控制系统。本次课程设计采用PLC作为实验工具进行抢答器的通知抢答和抢答功能的实现。1.1.1 系统基本要求一个三路抢答器,任意一组抢先按下后,显示器能及时显示该组的编号并且指示灯开始闪烁,同时锁住抢答器,使其他组按下无效,抢答器复位后才可重新抢答。1.1.2 附带功能在课题要求之外还附带设计了抢答通知区和实体按键的拓展(请见下页工作原理及运行过程1.2

5、课题主要过程1设计功能基本框图,设定变量字符。2 编写梯形图及变量进行调试运行。3 通过仿真运行确保各变量正常运行。4 将变量导入进显示器界面关联界面按键或图形表示。5 给字符变量设定地址,进行I/O点分配(实体按键拓展用6 画出PLC的外部接线图,并接线(实体按键拓展用7 对程序进行编译、下载、运行2 系统设计内容及要求2.1 PLC的原理及采用PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外

6、围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。本次课程设计所选的是施耐德公司所生产的M218系列的TM218LDAE24DRHN。2.2 系统控制要求设计三路抢答器控制系统,其控制要求如下:一个三路抢答器,任意一组抢先按下后,显示器能及时显示该组的编号并且指示灯开始闪烁,同时锁住抢答器,使其他组按下无效,抢答器复位后才可重新抢答。2.3.1 系统工作原理及运行过程基本功能:抢答器的核心设计为抢答模块,抢答模块的主要功能是自锁,即主持人将开关置“开始”状态,宣布开始抢答后,一旦有一个选手首先按下抢答按钮,其他两位选手将无法抢答,同时显示器能及时显示该组的编号并且指示灯

7、开始闪烁,同时锁住抢答器,使其他组按下无效,直到主持人按下再次开始复位按钮,三位选手才可再次抢答。2.3.2 附带功能工作原理及运行过程(1抢答通知区功能:添加开始按钮,当按下开始按钮时,开始倒数时间3秒红灯黄灯绿灯依次点亮后直至出现开始抢答字样闪烁,在此期间各选手无法进行抢答,即抢答按键无效,当出现开始抢答字样闪烁时即为通知抢答,选手即可开始抢答执行上述基本功能。(2抢答实体按键的拓展:利用电机转盘下方实体按键和指示灯进行实体部分的拓展,绿色代表一号选手,黄色代表二号选手,红色代表三号选手,当一号选手按下绿色按键时,绿色指示灯点亮会提示选手按键已按下,同理黄色指示灯提示二号选手按键成功。3整

8、体设计及仿真过程3.1 变量及程序说明 3.1.1输入输出量说明 输入量 3.3 外部接线图 3.4 梯形图3.4.1倒计时计时部分 123行为当触碰Start键时会触发Start结节通过T7计时第一秒到触发置位D3为1,同时Start复位为0,第二三秒同理直到置位D1之前必须保证ABC 为无效状态即第4行,第5行触发复位键使D1复位同时使ABC为0。3.4.2 基本要求抢答部分 第6 9 12行在AB或C抢答时需保证其他输出为0,同时要保证在倒计时完成后即D1置位状态时方可输出点亮,点亮之后输入与结果并联可以锁存输出量。 显示从而实现指示灯的闪烁。 15 16 17 18行为控制数码管显示部

9、分,通过对输出状态的判断来决定L1-4的值,并联中各个支路为之前抢答部分的抢答结果,并联即可实现各种点亮Ln情况的叠加,在交互界面中数码管每一个灯绑定不同的L可实现不同情况下的数值显示。3.5编译仿真过程(一号绿队选手抢答成功 倒计时部分工作时状态 抢答部分倒计时未结束按键时状态 此时A为等待触发状态 控制闪烁部分状态 抢答部分一号抢答成功后,同时将其锁存,使其他按键失效 一号抢答成功后控制数码管部分 一号选手抢答成功后各状态 由梯形图可容易看出,在每一个变量之前加入了复位触电,当按下复位键时,致使三路选手的原锁存失效,抢答重新进行。即可重新开始倒计时继续进行下轮抢答。3.6实验动画演示3.6

10、.1抢答器主界面 3.6.2外界按钮拓展接线图 3.6.3实验按钮拓展时演示此时按下黄色按钮时黄色指示灯提示按钮按下抢答成功,同时其他按钮按下为无效状态。 3.6.4通知抢答区演示(即倒计时 倒计时第三秒红灯表示 倒计时第二秒黄灯表示 倒计时第一秒绿灯表示 倒计时结束快闪通知抢答3.6.5抢答及复位演示 当率先按下2时2号选手抢答成功二号指示灯闪烁同时数码管显示2 当按下RESET键时界面恢复原始界面,待重新按下START键重新开始倒计时。4课程设计总结感想通过此次课程设计,对PLC的基本概念及基本设计方法有了一定的了解,培养了一定的工程设计的逻辑思维,在课程设计中,发现问题,及时领悟并修正错

11、误,虽然可能会碰到更多的问题,但经过的思考和慢慢的检查终于找出了原因所在,也使我发现之前我在这方面的知识欠缺和经验的不足。实践后才能出真知,通过亲自动手制作,使我们掌握的知识不再只是理论知识。这次课程设计完成后,在设计中遇到了很多问题,例如抢答环节设计过程中会存在无法正常抢答的情况,在数码管设计中存在点亮错误的情况,最后在老师和研究生们的指导下与同学的帮助下,加上自己的独立思考后终于解决了问题。在今后中北大学可编程控制器件课程设计报告书 社会的发展和学习实践过程中，我一定要不懈努力，不能遇到问题就想到退缩，一 定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想 做的事，才

12、能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成 功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可! 这次课程设计，使得我能够更好地文献检索，特别是如何利用互联网检索需要 的文献资料；我的综合分析问题、发现问题和解决问题的能力得到了一定得提高； 我比以前能够更加灵活得运用知识并完成简单的工程设计。我认为，在这学期的实 践中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。 从理论到实践， 在这段日子里， 可以说得是苦多于甜,但是我学到了很多很多的 东西，同时不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过 的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与

13、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，但可喜的是最终都得到了解决。两个星期 的课程设计让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查 询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就能解决光靠理论所不能解决的众多问 题，为成为一名合格的工程技术人员打好基础。 附录 A（梯形图） 5.1 总体梯形图 第 14 页 共 16 页 中北大学可编程控制器件课程设计报告书 第 15 页 共 17 页 中北大学可编程控制

14、器件课程设计报告书 附录 B 四路及以上拓展思路 6.1 四路及以上抢答器设计 本次设计的三路抢答器是基于 Y1-Y3”的闪烁灯与“ L1-4”的数码管显示方 案所设计的，如果拓展路数以四路抢答器为例，闪烁灯直接以之前为模板在 Y1-Y3 之后添加相同的触点及计时器设置以数字位直接代替即可， 一直增加到 Yn， 倒数计时则直接在 Qn 前增加 D1 即可； 数码管则是要在每个 L 中并联之中 的串联增加拓展路此时的状态， 同时由于情况增多并联的路数也随之增加以相 同原理设置即可。 参考文献 1 曾繁玲. 施耐德 PLC、变频器入门与应用实训.中国电力出版社.2011 2 王阿根. 电气可编程控制原理与应用. 清华大学出版社.2010 3 郭纯生. 可编程序控制器编程实战与提高. 电子工业出版社.2006 4 谢克明 夏路易. 可编程控制器. 电子工业出版社.2003 第 16 页 共 18 页