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1、1. 選題的目的和意義1.1 選題的目的PLC即可編程控制器是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置?!癙LC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。近年來隨著科技的飛速發(fā)展,PLC的應(yīng)用不斷地走向深入,同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)的控制檢測(cè)技術(shù)的不斷更新,可編程控制器由于其優(yōu)良的控制性能,極高的可靠性,在各行各業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛普及
2、。對(duì)于搶答器其廣泛用于電視臺(tái)、商業(yè)機(jī)構(gòu)、企事業(yè)工會(huì)組織、俱樂部及學(xué)校等單位組織舉辦各種知識(shí)、技術(shù)競(jìng)賽及文娛活動(dòng)時(shí)作搶答之用,為競(jìng)賽增添了刺激性、娛樂性,在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活,并且給人的視覺效果非常好,是各單位開展素質(zhì)教育、精神文明、娛樂活動(dòng)的必備產(chǎn)品。本次設(shè)計(jì)我選擇的歐姆龍PLC控制的四路智力搶答器進(jìn)行控制。首先,選擇這個(gè)題目之后,我對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面的思考。使自己對(duì)本次設(shè)計(jì)有一個(gè)大致的總體思路,然后仔細(xì)分析PLC控制的四路智力搶答器的工作原理,以及它的一些工作過程,分析后得出它主要需要完成主持人的控制、選手的搶答、報(bào)警功能等。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析目前市場(chǎng)上已有很多類型的競(jìng)賽搶答器
3、,但其中絕大多數(shù)是早期設(shè)計(jì)的,采用模擬電路、數(shù)字電路或者模數(shù)混合電路的產(chǎn)品。這些搶答器已相當(dāng)成熟,但是隨著功能增多,電路也越復(fù)雜,并且成本偏高,故障率高,顯示方式簡(jiǎn)單或者沒有,無法準(zhǔn)確判斷搶按按鈕的行為,也不便于參數(shù)調(diào)節(jié)及功能的升級(jí)換代。近年來隨著科技的飛速發(fā)展,單片機(jī)、PLC 的應(yīng)用正在不斷地走向深入,同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)的控制檢測(cè)技術(shù)的不斷更新??删幊炭刂破魇且晕C(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新一代控制裝置,是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的理想工具之一,它有著傳統(tǒng)繼電接觸控制無法比擬的優(yōu)點(diǎn),因而在控制領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用,若采用可編程控制器制作搶答器,則比用邏輯電路和繼電器制作的搶答器具有更多的優(yōu)點(diǎn),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,抗干擾
4、能力強(qiáng),運(yùn)行穩(wěn)定可靠,定時(shí)準(zhǔn)確,可方便地設(shè)置定時(shí)時(shí)間,編程容易,功能擴(kuò)展方便,修改靈活。本設(shè)計(jì)就是利用 PLC 作為核心部件進(jìn)行邏輯控制及信號(hào)的產(chǎn)生,PLC的性能優(yōu)勢(shì)必會(huì)使得競(jìng)賽真正達(dá)到公正、公平、公開。2、研究?jī)?nèi)容及方案2.1課題的研究?jī)?nèi)容工作原理:通電后,主持人將開關(guān)撥到“清零狀態(tài),搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài),編號(hào)顯示器滅燈,定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間:主持人將開關(guān)置“開始”狀態(tài),宣布“開始”搶答器工作。若是主持人開關(guān)并未置“開始”,此時(shí)若是有人搶答,則對(duì)應(yīng)選手的燈亮,揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲并封鎖輸入電路。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到,卻沒有選手搶答時(shí),系統(tǒng)報(bào)警,并封鎖輸入電路,禁止選手超時(shí)搶答。選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí),搶答器
5、完成:優(yōu)先判斷,編號(hào)鎖存,編號(hào)顯示,揚(yáng)聲器提示。當(dāng)一輪搶答之后,定時(shí)器停止,禁止二次搶答,定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。如果再次搶答必須由主持人再次操作“清除”和“開始:狀態(tài)開關(guān)。對(duì)于搶答者,答對(duì)題則可以進(jìn)行相應(yīng)的加分,提前搶答或是答錯(cuò)則扣掉相應(yīng)的分值。比賽開始時(shí),節(jié)目主持人將開關(guān)置于“清零”位置,搶答器處于禁止工作狀態(tài),編碼顯示器滅燈,限時(shí)顯示器上顯示限定時(shí)間。當(dāng)節(jié)目主持人宣布“搶答開始”并將控制開關(guān)撥到“開始”位置,搶答器處于工作狀態(tài),限時(shí)器開始倒計(jì)時(shí)。若限定時(shí)間到,卻沒有選手搶答時(shí),報(bào)警電路報(bào)警,指示燈亮起,并封鎖輸入電路禁止選手超時(shí)搶答。若選手在限定時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答按鈕,搶答器需完成以下工作:1.
6、優(yōu)先編碼器電路立即分辨出搶答者的編號(hào),并由鎖存器進(jìn)行鎖存,然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào);2.指示燈亮起,提醒節(jié)目主持人注意;3.控制電路對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖,避免其他選手再次進(jìn)行搶答;4.控制電路使限時(shí)器停止工作,時(shí)間顯示器上顯示剩余的搶答時(shí)間,并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。當(dāng)選手將問題回答完畢時(shí),主持人操作控制開關(guān),是系統(tǒng)恢復(fù)到禁止工作狀態(tài),以便進(jìn)行下一輪搶答。2.2研究方案搶答器可同時(shí)供四組選手參加比賽主持人有三個(gè)控制按鈕,用來控制搶答開始、復(fù)位和答題計(jì)時(shí)的開始。每當(dāng)主持人發(fā)出開始搶答指令后,那組選手最先按下?lián)尨鸢粹o,則數(shù)碼管就顯示該組的編號(hào),同時(shí)綠色指示燈亮,音響電路給出信箱提示信號(hào),以
7、指示搶答成功,并對(duì)其后的搶答信號(hào)不再響應(yīng)。選手答題完畢后,由主持人按下復(fù)位按鈕,系統(tǒng)才能開始下一輪搶答。違規(guī)搶答:若選手在未開時(shí)搶答試題時(shí)搶答了,則視為違規(guī),違規(guī)時(shí)數(shù)碼管顯示其編號(hào),同時(shí)紅燈亮,音響電路發(fā)出聲響。搶答限時(shí):當(dāng)主持人按下開始按鈕后,定時(shí)器開始計(jì)時(shí)若時(shí)限到仍無人搶答,則黃燈亮、音響電路發(fā)出聲響,以示選手放棄該題。答題限時(shí):在搶答成功后,主持人按下答題計(jì)時(shí)開始按鈕,同時(shí)數(shù)碼管上顯示答題倒計(jì)時(shí)時(shí)間,選手必須在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)完成答題。否則,音響電路發(fā)出答題超時(shí)報(bào)警信號(hào)2.3預(yù)期目標(biāo)競(jìng)賽者若要回答主持人所提問題時(shí),須搶先按下桌上的搶答按鈕;綠色指示燈亮后,須等主持人按下復(fù)位按鈕后,指示燈才熄
8、滅;如果競(jìng)賽者在主持人打開開關(guān)10秒內(nèi)搶先按下按鈕,同時(shí)綠色指示燈亮且有聲音警示,以示競(jìng)賽者得到一次幸運(yùn)的機(jī)會(huì)。如果在主持人打開開關(guān)幾秒內(nèi)無人搶答,則必須有聲音警示,同時(shí)紅色指示燈亮,以示競(jìng)賽者放棄該題在競(jìng)賽者搶答成功后,.應(yīng)限定一定的時(shí)間回答問題,根據(jù)題目難易可設(shè)定時(shí)間;當(dāng)主持人打開開關(guān)后記時(shí)開始,如果競(jìng)賽者在回答問題時(shí)出設(shè)定時(shí)限,則紅色指示燈亮并伴有聲音提示,競(jìng)賽者停止回答問題。3、研究進(jìn)度安排階段具體內(nèi)容時(shí)間安排開題報(bào)告通過搜集相關(guān)資料,設(shè)計(jì)控制方案。56周研究?jī)?nèi)容1、進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)。7周10周2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)條件,完成基于plc的4路搶答器控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)11周13周3、實(shí)物調(diào)試在實(shí)
9、驗(yàn)中達(dá)到預(yù)期效果14周論文撰寫完成論文的撰寫,準(zhǔn)備答辯。15周17周參考文獻(xiàn)1 孫長(zhǎng)偉,王艷春. 基于EDA技術(shù)的智能搶答器的設(shè)計(jì)J. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2011(01) 2 徐軼林,丁斌杰. 基于VHDL語言的數(shù)字智能搶答器設(shè)計(jì)J. 信息與電腦(理論版). 2011(05) 3 楊俊秀,趙文來,鮑佳. 基于FPGA的多路搶答器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J. 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(02) 4 劉凱,王紅航. 電子搶答器的EDA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J. 電子元器件應(yīng)用. 2010(08) 5 黃亞菲,段新文,沈衛(wèi)香. 基于VHDL狀態(tài)機(jī)的智力搶答器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J. 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版). 2010(12) 6 杜新
10、虎,韓芝俠. 基于FPGA的智力競(jìng)賽搶答器實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2008(03) 7 李偉英,謝完成. 基于EDA技術(shù)的搶答器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2008(11) 8 王甲琛. 基于VHDL語言的8路搶答器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J. 電腦知識(shí)與技術(shù)(學(xué)術(shù)交流). 2007(05) 9 胡丹. 基于VHDL的智力競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J. 現(xiàn)代機(jī)械. 2007(03)10 夏江濤. 八路搶答器的PLC程序設(shè)計(jì)J. 安陽(yáng)工學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(01) 11蔣圣平、顏景龍、裴煥斗等。PLC在搶答器中的應(yīng)用J。測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào),200012林明星。電氣控制及可編程序控制器M。北京:
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