基于PLC的四路搶答器的設(shè)計(jì)

1、包包頭頭鋼鋼鐵鐵職職業(yè)業(yè)技技術(shù)術(shù)學(xué)學(xué)院院畢畢業(yè)業(yè) 實(shí)實(shí)踐踐任任務(wù)務(wù)書書 題 目：基于 PLC 四路搶答器設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 自動(dòng)化系 09 屆機(jī)電 D1 班 姓 名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 2011.3.20 包頭剛鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院制 2011 年 3 月 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書成績(jī)及評(píng)語(yǔ)表包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書成績(jī)及評(píng)語(yǔ)表 姓 名性 別男學(xué) 號(hào) 院（系）自動(dòng)化專 業(yè)機(jī)電一體化班 級(jí)三班 評(píng) 語(yǔ) 總評(píng)成績(jī)： 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日 系（教研室） 主 任 審 查 意 見(jiàn) 簽字： 年 月 日 院領(lǐng)導(dǎo) 審 定 意 見(jiàn) 簽字： 年 月 日 備 注 論文（設(shè)計(jì)、報(bào)告）成績(jī)按五

2、級(jí)記分制（優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格） ； 未安排答辯的學(xué)生，答辯成績(jī)注明“未安排答辯” 。 摘 要 近年來(lái)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。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(lè)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(lè)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(jué)效果非常 好，是各單位開(kāi)展素質(zhì)教育、精神文明、娛樂(lè)活動(dòng)的必備產(chǎn)品。 本次設(shè)計(jì)是利用PLC（Programmabl

3、e Logic Controller）對(duì)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(guò)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、 計(jì)時(shí)及輸出顯示功能等?？紤]到只是PLC控制的四路智力搶答器則輸出端口需要25個(gè)，輸 入端口需要7個(gè)，由于PLC具有可靠性高、體積小、通用性、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因此，我 決定選用SIMATIC S7-200 系列的CPU226和數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM223作為本次設(shè)計(jì)的PLC。具 有方便靈活，維護(hù)使用方

4、便等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：智力控制，四路搶答器， PLC 目 錄 摘 要.II 1 PLC 四路搶答器概述 .1 1.1 PLC 四路搶答器概述.1 1.2 PLC 智能搶答器的工作原理.2 2 PLC 概述 .4 2.1 PLC 的產(chǎn)生、定義、組成、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì).4 2.2 PLC 工作原理.9 2.3 PLC 的編程語(yǔ)言.9 2.4 PLC 的分類及性能指標(biāo).10 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).12 3.1 控制系統(tǒng)選取 .12 3.2 控制系統(tǒng)的硬件組成 .12 3.3 系統(tǒng)控制要求 .13 3.4 控制系統(tǒng) I/O 分配表 .13 3.5 系統(tǒng)硬件連接圖 .15 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).17 4.1 整體設(shè)

5、計(jì) .17 4.2 PLC 控制程序.17 致 謝.36 參考文獻(xiàn).44 1 1 PLCPLC 四路搶答器概述四路搶答器概述 1.11.1 PLCPLC 四路搶答器概述四路搶答器概述 搶答器廣泛用于電視臺(tái)、商業(yè)機(jī)構(gòu)及學(xué)校，為競(jìng)賽增添了刺激性、娛樂(lè)性，在一定程 度上豐富了人們的業(yè)余生活。本文介紹一種數(shù)字式搶答器，能使四個(gè)隊(duì)同時(shí)參加搶答,賽 場(chǎng)中設(shè)有 1 個(gè)裁判臺(tái)，4 個(gè)參賽臺(tái)，分別為 1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)、4 號(hào)參賽臺(tái).總體設(shè)計(jì)選用 西門子 PLC 控制,搶答操作方便，在很多的場(chǎng)所都可以使用，并且給人的視覺(jué)效果非常好。 搶答器，顧名思義就是用于比賽時(shí)，跟對(duì)手比反應(yīng)時(shí)間，思維運(yùn)轉(zhuǎn)快慢的新型電 器

6、。隨著社會(huì)科技技術(shù)的不斷發(fā)展，他的應(yīng)用場(chǎng)合也隨之增加；技術(shù)含量大大提升； 更加方便可靠。目前, 形式多樣、功能完備的搶答器已廣泛應(yīng)用于電視臺(tái)、商業(yè)機(jī)構(gòu)、 學(xué)校及企事業(yè)單位, 它為各種競(jìng)賽增添了刺激性、娛樂(lè)性, 在一定程度上豐富了人們 的業(yè)余生活。用 PLC 進(jìn)行知識(shí)競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)，其控制方便，靈活，只要改變輸入 PLC 的控制程序，便可改變競(jìng)賽搶答器的搶答方案。 PLC 智能搶答器與單片機(jī)搶答器相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性.首先說(shuō)一下單 片機(jī)搶答器，所謂單片機(jī)系統(tǒng)就是采用目前市場(chǎng)上的單片機(jī) CPU 及其它外圍芯片，根 據(jù)不同系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路板，最終設(shè)計(jì)成一臺(tái)簡(jiǎn)易的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程序

7、 以達(dá)到所要求的控制功能。這種形式在 80 年代國(guó)內(nèi)很流行，但由于受到本身可靠性及 其它方面的限制，目前除了儀表上仍然采用外，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用已逐步被 PLC 所代 替。 單片機(jī)的可靠性：由于目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的單片機(jī)芯片的品質(zhì)良莠不齊，很大一部 分還是國(guó)外篩選出來(lái)的次等品，加上其它外圍元件（如電阻、電容等）的參數(shù)離散性 也很大，批量小的產(chǎn)品不可能經(jīng)過(guò)篩選配對(duì)等技術(shù)處理，因此這樣的產(chǎn)品很難做到很 好的一致性和高可靠性，因?yàn)槿我辉膮?shù)偏離設(shè)計(jì)要求都會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。 另外，單片機(jī)的所有器件均不是工業(yè)級(jí)的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力很弱，而 國(guó)內(nèi)的電源一般都很差，加上壓片機(jī)的變頻調(diào)速對(duì)電源的干

8、擾很大，因此，更可能引 起單片機(jī)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。 單片機(jī)的可擴(kuò)展性：由于單片機(jī)的線路是根據(jù)一定的功能要求特別設(shè)計(jì)的，所以 要增加一個(gè)功能就要重新設(shè)計(jì)線路，而且對(duì)應(yīng)的程序都要重新設(shè)計(jì)。這樣對(duì)于增加功 能的開(kāi)發(fā)成本和周期都會(huì)增加。 單片機(jī)的可維護(hù)性：一旦單片機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很難診斷出故障元件，最簡(jiǎn)單的 方法是更換整個(gè)系統(tǒng)，這樣維修成本增加了。 操作：現(xiàn)在國(guó)內(nèi)單片機(jī)系統(tǒng)的操作均采用自設(shè)計(jì)的鍵盤，設(shè)定數(shù)據(jù)用撥碼開(kāi)關(guān)， 顯示用 LED，整個(gè)面板顯得繁鎖，而且為了減少操作鍵，設(shè)計(jì)時(shí)往往一鍵多用，操作人 員很難脫開(kāi)說(shuō)明書操作。特別是故障顯示只能顯示故障代碼，一旦發(fā)生故障，操作人 員必須翻閱說(shuō)明書方能發(fā)現(xiàn)故障所

9、在，最終按說(shuō)明書指示排除故障，這樣排除故障的 時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)?？傊?，這樣的人機(jī)對(duì)話不夠友善。 特點(diǎn)：不可靠，價(jià)格便宜。 可編程控制器（PLC）： 所謂 PLC 系統(tǒng)就是采用目前市場(chǎng)上各大工業(yè)控制廠家生 產(chǎn)的可編程控制器，根據(jù)要求選用不同的模塊，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程序以達(dá)到所設(shè)計(jì)的 功能。這種形式目前在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最為廣泛。 PLC 的可靠性：進(jìn)口 PLC 采用的 CPU 都是生產(chǎn)廠家專門設(shè)計(jì)的工業(yè)級(jí)專用處理器， 其余各元件也是直接向生產(chǎn)廠家購(gòu)買的，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格挑選的工業(yè)級(jí)元件，另外它的電源 模塊也是集各大公司工業(yè)控制的經(jīng)驗(yàn)而特別設(shè)計(jì)的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力 有很大提高，即使在電源很差和變頻調(diào)速的

10、干擾下仍能正常工作。 PLC 的可擴(kuò)展性：要增加一個(gè)功能只要增加相應(yīng)的模塊和修正對(duì)應(yīng)的程序，而 PLC 的編程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，這樣對(duì)于開(kāi)發(fā)周期會(huì)縮短。 PLC 的可維護(hù)性：PLC 本身有很強(qiáng)的自診斷功能，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，根據(jù)自診斷 很容易診斷出故障元件，即使非專業(yè)人員也能維修，如果故障由于程序設(shè)計(jì)不合理引 起，由于它提供完善的調(diào)試工具，要找出故障也較為簡(jiǎn)單。 操作：PLC 的操作采用觸摸式操作終端，人機(jī)界面，全屏顯示，上面設(shè)計(jì)了很詳盡 的操作指南，即使第一次使用，也能根據(jù)提示順利操作，這就降低了對(duì)操作人員的要 求，一般工人也能很快掌握。另外，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，畫面自動(dòng)切換到故障提示畫 面，提示

11、故障原因和排除方法。甚至可以顯示故障在機(jī)器上的位置，維修人員可以根 據(jù)提示很快排除故障。 特點(diǎn)：價(jià)格與前二種控制器相比略貴，可靠性好，操作簡(jiǎn)單。 1.21.2 PLCPLC 智能搶答器的工作原理智能搶答器的工作原理 我所設(shè)計(jì)的 PLC 智能搶答器是適合四個(gè)人搶答的四路搶答器，現(xiàn)在以四路搶答器 為例。給競(jìng)賽主持人設(shè)置了 3 個(gè)控制按鈕，用來(lái)控制開(kāi)始、復(fù)位、答題計(jì)時(shí)，每當(dāng)主 持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令后，那組選手最先按下?lián)尨鹌靼粹o，則數(shù)碼管就顯示該組的編 號(hào)，同時(shí)綠色指示燈亮，音響電路發(fā)出聲響提示信號(hào)（持續(xù)三秒）以指示搶答成功， 并對(duì)其后的搶答信號(hào)不在相應(yīng)，選手答題完畢后，由主持人按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始

12、 下一輪搶答。若選手在未開(kāi)始搶答時(shí)提前搶答了，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。當(dāng)主持人按下?lián)尨鹌靼粹o時(shí)定時(shí)器 T0 開(kāi)始計(jì)時(shí) （設(shè)定 30 秒）若 30 秒限制到時(shí)仍無(wú)人搶答則黃燈亮音響電路發(fā)出聲響，以示選手放 棄該題。在搶答成功后，主持人按下答題計(jì)時(shí)按鈕，同時(shí)數(shù)碼管顯示答題倒計(jì)時(shí)時(shí)間 改時(shí)間可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，此設(shè)定為 50 秒，選手必須在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成答題，否則，音 響電路發(fā)出超時(shí)報(bào)警信號(hào)。其中以上功能都通過(guò)編制的 PLC 程序來(lái)控 3 個(gè)制數(shù)碼管和 3 個(gè)指示燈以及一個(gè)喇叭來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖 1.1 所示: 圖 1.1 搶答器模型圖 2 2 PLCPLC 概述概述

13、2.12.1 PLCPLC 的產(chǎn)生、定義、組成、特點(diǎn)的產(chǎn)生、定義、組成、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì) 2.1.12.1.1 PLCPLC 的產(chǎn)生的產(chǎn)生 可編程序控制器(Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱 PLC)，是隨著科學(xué)技術(shù) 的進(jìn)步與現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)力式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)的需要而產(chǎn)牛、發(fā)展 起來(lái)的一種新型的工業(yè)控制裝置。 PLC 從 1969 年問(wèn)世以來(lái)，雖然至今還不到 40 年，但由于其具有道用靈活的控制性 能、可以適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的可靠性與簡(jiǎn)單方便的使用性能，在工業(yè)自動(dòng)化各領(lǐng)域取 得了廣泛的應(yīng)用。曾經(jīng)有人將 PLC 技術(shù)與數(shù)控技術(shù)(CNC)、CADC

14、AM 技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人 技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的四大支柱。 眾所周知，制造業(yè)中使用的生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)過(guò)程的控制，一般都需要通過(guò)工作機(jī) 構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、原動(dòng)機(jī)以及控制系統(tǒng)等部分實(shí)現(xiàn)。特別是當(dāng)原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)時(shí)，還需 要對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速與定位等動(dòng)作進(jìn)行控制。生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)過(guò)程 的電器操作與控制部分，稱為電氣自動(dòng)控制裝置或電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)。 最初的電氣自動(dòng)控制裝置(包括日前使用的一些簡(jiǎn)單機(jī)械)，只是一些簡(jiǎn)單的手動(dòng) 電器(如刀開(kāi)關(guān)、正反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)等)。這些電器只適合于電機(jī)容量小、控制要求簡(jiǎn)單、動(dòng) 作單一的場(chǎng)合。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電氣自動(dòng)控制提出了越來(lái)越高的要求，電氣自動(dòng)控 制裝置逐

15、步發(fā)展成了各種形式的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)。 作為常用電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的一種，人們習(xí)慣上把以繼電器、接觸器、按鈕、開(kāi) 關(guān)等為主要器件所組成的邏輯控制系統(tǒng)，稱為“繼電接觸器控制系統(tǒng)” 。 “繼電接 觸器控制系統(tǒng)”的基本特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、抗干擾能力強(qiáng)、故障檢修立觀 方便、運(yùn)用范圍廣。它不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，而且還可以滿 足大容量、遠(yuǎn)距離、集中控制的要求。因此，直到今天“繼電接觸器控制系統(tǒng)”仍 是工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域最基本的控制系統(tǒng)之一。 但是，出于“繼電接觸器控制系統(tǒng)”的控制元件(繼電器、接觸器)均為獨(dú)立元 件，它決定了系統(tǒng)的“邏輯控制”與“順序控制”功能只能通過(guò)控制元件間的不

16、同連 接實(shí)現(xiàn)，因此，它不可避免地存在以下不足： 通用性、靈活性差。 體積大，材料消耗多。 功能局限性大。 可靠性較低，性用壽命較短。 不具備現(xiàn)代工業(yè)控制所需要的數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)控制等功能。 正因?yàn)槿绱?，“繼電一接觸器控制系統(tǒng)”難以適應(yīng)現(xiàn)代復(fù)雜多變的生產(chǎn)控制要求 與生產(chǎn)過(guò)程摔制集成化、網(wǎng)絡(luò)化需要。 為了解決“繼電一接觸器控制系統(tǒng)”存在的通用性、靈活性關(guān)，功能局限性大與 通信、網(wǎng)絡(luò)方面欠缺的問(wèn)題，20 世紀(jì) 50 年代末人們?cè)O(shè)想利用計(jì)算機(jī)功能先備、通 用性和靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)來(lái)解次以上問(wèn)題。但由于當(dāng)時(shí)的汁算機(jī)原理復(fù)雜，生產(chǎn)成術(shù)高， 程序編制難度大，加工業(yè)上控制需要大量的外圍接口設(shè)備，可靠性問(wèn)題突出，使

17、得它 在面廣量大的一般工業(yè)控制領(lǐng)域難以普及與應(yīng)用。 到了 20 世紀(jì) 60 年代木，有人這樣設(shè)想：能否把計(jì)算機(jī)通用、靈活、功能完善的 特點(diǎn)與“繼電一接觸器控制系統(tǒng)”的簡(jiǎn)單易懂、使用方便、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)結(jié)合起 來(lái)，生產(chǎn)出一種而向生產(chǎn)過(guò)程順序控制，PLC 利用簡(jiǎn)單語(yǔ)言編程，能讓完全不熟悉計(jì)算 機(jī)的人也能方便使用的控制器呢？ 這一設(shè)想最早由美國(guó)最大的汽車制造商通用汽車公司(GM 公司)于 1968 年提出。 當(dāng)時(shí)，該公司為了適應(yīng)汽車市場(chǎng)多品種、小批量的生產(chǎn)要求，需要解決汽車生產(chǎn)線 “繼電一接觸器控制系統(tǒng)”中普遍存在的通用性、靈活性問(wèn)題，提到了對(duì)一種新穎控 制器的十大技術(shù)要求，并面向社會(huì)進(jìn)行招標(biāo)。

18、十大技術(shù)要求具體如下： 1) 編樣方使，從可以在現(xiàn)場(chǎng)方便地編輯、修改控制程序； 2) 價(jià)格便宜，性能價(jià)格比要而于繼電器系統(tǒng)； 3) 體積要明顯小于繼電器控制系統(tǒng)； 4) 可靠性要明顯高于繼電器控制系統(tǒng)： 5) 具有數(shù)據(jù)通信功能； 6) 輸入可以是 AC115V； 7) 輸出驅(qū)動(dòng)能力在 AC115V/2A 以上； 8) 硬件維護(hù)方便，最好采即 “插接式”結(jié)構(gòu)； 9) 擴(kuò)展時(shí)，只需要對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行很小的改動(dòng)； 10) 用戶存儲(chǔ)器容量至少可以擴(kuò)展到 4KB。 根據(jù)以上要求，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC 公司)在 1969 年首先研制比了全世界第一 臺(tái)可編程序控制器，并稱之為“可編程序邏輯制器”Progra

19、mmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱 PLC)。試樣機(jī)在 GM 公司的應(yīng)用獲得了成功。此后，PLC 得到了快速 發(fā)展，并被廣泛用于各種開(kāi)義量邏輯運(yùn)算與處理的場(chǎng)合。 早期 PLC 的硬件主要由分立元件與小規(guī)模集成電路構(gòu)成，它雖然采用了計(jì)算機(jī)技 術(shù)，但指令系統(tǒng)、軟件與功能相對(duì)較簡(jiǎn)單，一般只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算的處理，同時(shí)通過(guò) 簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與改進(jìn)可靠性等措施，使之能與工業(yè)環(huán)境相適應(yīng)。 正因?yàn)槿绱?，?20 世紀(jì) 70 年代初期曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一些出二極管矩陣、集成電路等 器件組成的所謂“順序控制器”；20 世紀(jì) 70 年末期曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)以 MCl4500 工業(yè)控制單 元(Industria

20、l control unit，簡(jiǎn)稱 ICU)為核心出 8 通道數(shù)據(jù)選擇器MCl4512)、 指令計(jì)數(shù)器(MCl4516)、8 位可尋址雙向鎖存器(MCl4599)、存儲(chǔ)器(2732)等組成的“可 編程序控制器”等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品與 PLC 相比，雖然具有一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但最終還 是因可靠性、功能等多方面的原因，未能得到進(jìn)一步的推廣與發(fā)展；而 PLC 則隨著微 處理器價(jià)格的全面下降，最終以其優(yōu)良的性能價(jià)格比，得到了迅速發(fā)展，并最終成為 了當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)的重要支柱枝術(shù)之一。 2.1.22.1.2PLCPLC 的定義的定義 PLC 技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)，立即引起了全世界的廣泛關(guān)注，1969 年首先將其進(jìn)

21、行商品化 并推向市場(chǎng)的是美國(guó) GOULD 公司；1971 年，在引進(jìn)美國(guó)技術(shù)后，日木研制出了自己的 第一臺(tái) PLC；l973 年，德國(guó) SIEMENS 公司也研制出了歐洲第一臺(tái) PLC；1974 年，法國(guó) 隨之也研制出了 PLC。 到了 20 世紀(jì) 70 年代中期，PLC 開(kāi)始采用微處理器。PLC 的功能也從最初的邏輯運(yùn) 算拓展到具有數(shù)據(jù)處理功能，并得到了更為廣泛的應(yīng)用。由于當(dāng)時(shí)的 PLC 功能已經(jīng)不 再局限于邏輯處理的范疇，為此，PLC 也隨之改稱為可編程序控制器(Programmable Controller，簡(jiǎn)稱 PC)。 1980 年，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(National Electr

22、onic Manufacture Association，簡(jiǎn)稱 NEMA)對(duì)可編程序控制器進(jìn)行了如下定義： “可編程序控制器是一種帶有指令存儲(chǔ)器，數(shù)字或模擬輸入/輸出接口；以位運(yùn)算 為主；能完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功能；面向機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng) 控制裝置”。并將其統(tǒng)一命名為 Programmable Controller (PC)。 2.1.32.1.3 PLCPLC 的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同， 如圖 2.1 所示： 圖 2.1 PLC 硬件結(jié)構(gòu) 1、中央處理單元（CPU） 中央處理單元（CPU）是 PLC 的

23、控制中樞。它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收 并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)：檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O 以及警戒定時(shí)器的 狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤，當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接 收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中 逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸 出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 為了進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性，靈活性，近年來(lái)對(duì)大型 PLC

24、還采用雙 CPU 構(gòu)成冗 余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè) CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能 正常運(yùn)行。 2、存儲(chǔ)器（Memory） 可編程控制器的控制中樞，在系統(tǒng)監(jiān)控下工作，承擔(dān)著將外部輸入的信號(hào)的狀態(tài) 寫入映像寄存器區(qū)域，然后將結(jié)果送到輸出映像寄存器區(qū)域。CPU 常用的微處理器有通 用型微處理器，單片機(jī)和位片式計(jì)算機(jī)等。小型 PLC 的 CPU 多采用單片機(jī)或?qū)Ｓ玫?CPU。大型 PLC 的 CPU 多用位片式結(jié)構(gòu)，具有高速數(shù)據(jù)處理能力。 3、基本 I/O 接口電路 （1）輸入接口單元。PLC 內(nèi)部輸入電路作用是將 PLC 外部電路（如行程開(kāi)關(guān)、按 鈕、傳感器等）提供的

25、、符合 PLC 輸入電路要求的電壓信號(hào)，通過(guò)光耦電路送至 PLC 內(nèi)部電路。輸入電路通常以光電隔離和阻容濾波的方式提高抗干擾能力，輸入響應(yīng)時(shí) 間一般在 0.115ms 之間。多數(shù) PLC 的輸入接口單元都相同，通常有兩種類型。一種是 直流輸入，一種是交流輸入。 （2）輸出接口單元。PLC 輸出電路用來(lái)將 CPU 運(yùn)算的結(jié)果變換成一定形式的功率 輸出，驅(qū)動(dòng)被控負(fù)載（電磁鐵、繼電器、接觸器線圈等） 。PLC 輸出電路結(jié)構(gòu)形式分為 繼電器式、晶閘管式和晶體管輸出型等三種。 4、接口電路 PLC 接口電路分為 I/O 擴(kuò)展接口電路和外設(shè)通信接口電路兩類 （1）I/O 擴(kuò)接口電路 I/O 擴(kuò)展接口電路用

26、連接 I/O 擴(kuò)展單元，可以用來(lái)擴(kuò)充開(kāi)關(guān)量 I/O 點(diǎn)數(shù)和增加模擬 量的 I/O 端子。I/O 擴(kuò)展接口電路采用并行接口和串行接口兩種電路形式。 根據(jù)被控制對(duì)象對(duì) PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)和要求，確定用戶所需的輸入、輸出設(shè)備， 據(jù)此確定 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)。 （2）外設(shè)通信接口電路 通信接口電路用于連接手持編程器或其他圖形編程器、文本顯示器，并能組成 PLC 的控制網(wǎng)絡(luò)。PLC 通過(guò) PC/PPI 電纜或使用 MPI 卡通過(guò) RS-485 接口和電纜與計(jì)算機(jī)連接， 可以實(shí)現(xiàn)編程、監(jiān)控、聯(lián)網(wǎng)等功能。 5、電源 PLC 內(nèi)部配有一個(gè)專用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，將交流/直流供電電源轉(zhuǎn)化為 PLC 內(nèi)部電

27、 源需要的工作電源（5V 直流） 。當(dāng)輸入端子為非干接點(diǎn)結(jié)構(gòu)時(shí)，為外部輸入元件提供 24V 直流電源（僅供輸入點(diǎn)使用） 。 2.1.42.1.4 PLCPLC 的特點(diǎn)的特點(diǎn) 1、軟硬件功能強(qiáng) 2、使用維護(hù)方便 3、運(yùn)行穩(wěn)定可靠 4、組織靈活 2.1.52.1.5 PLCPLC 的發(fā)展趨勢(shì)的發(fā)展趨勢(shì) 從當(dāng)前產(chǎn)品來(lái)看，PLC 的發(fā)展仍然主要體現(xiàn)在提及的縮小與性能的提高兩大方面。 1向高速度、大容量方向發(fā)展 2向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展 3PLC 大力開(kāi)發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力 4增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力 5編程語(yǔ)言多樣化 2.22.2 PLCPLC 工作原理工作原理 2.2.12.2.1

28、 循環(huán)掃描的特點(diǎn)循環(huán)掃描的特點(diǎn) 1、輸入映像寄存器的內(nèi)容是由設(shè)備驅(qū)動(dòng)的，在程序執(zhí)行過(guò)程中的一個(gè)周期內(nèi)輸入 映像寄存器的值保持不變，CPU 采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映像寄存器的 值來(lái)控制程序的執(zhí)行。 2、掃描周期周而復(fù)始地進(jìn)行，讀輸入、輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。 3、對(duì)同一個(gè)輸出單元的多次使用、修改次序會(huì)造成不同的執(zhí)行結(jié)果。 4、各個(gè)電路和不同掃描階段會(huì)造成輸入和輸出延遲，這是 PLC 的主要缺點(diǎn)。 在讀輸入階段，CPU 對(duì)各個(gè)輸入端子進(jìn)行掃描，通過(guò)輸入電路將各輸入點(diǎn)的狀態(tài)鎖 入映象寄存器中。緊接著轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行階段，CPU 按照先左后右、先上后下的順序 對(duì)每條指令進(jìn)行掃描，

29、根據(jù)輸入映象寄存器和輸出映象寄存器的狀態(tài)執(zhí)行用戶程序， 同時(shí)將執(zhí)行結(jié)果寫入輸出映象寄存器。 2.2.2 PLC 中的存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)器 PLC 中的存儲(chǔ)器按用途分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器以及工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 1、用戶程序存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)根據(jù)控制要求而編制的用戶應(yīng)用程序。 2、用來(lái)存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)的區(qū)域稱為工作數(shù)據(jù)區(qū)。 3、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中存放的是廠家根據(jù)其選用的 PLC 的指令的系統(tǒng)編寫的系統(tǒng)程 序，它決定了 PLC 的功能，用戶不能更改其內(nèi)容。 2.32.3 PLCPLC 的編程語(yǔ)言的編程語(yǔ)言 PLC 是通過(guò)程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行控制的，作為一種專用計(jì)算機(jī)，為了適應(yīng)其應(yīng)用領(lǐng)域， 一定有其專用的語(yǔ)言。

30、PLC 的編程語(yǔ)言有多種，如梯形圖、語(yǔ)句表、功能圖等。梯形圖 編程語(yǔ)言是一種圖形語(yǔ)言，具有繼電器控制電路形象、直觀的優(yōu)點(diǎn)；語(yǔ)句表編程語(yǔ)言 類似計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，用助記符來(lái)表示各種指令的功能，是 PLC 用戶程序的基礎(chǔ)元 素。 梯形圖程序讓 PLC 仿真來(lái)自電源的電流通過(guò)一系列的輸入邏輯條件，根據(jù)結(jié)果決 定邏輯輸出的允許條件。梯形圖按邏輯關(guān)系分為“梯級(jí)”或網(wǎng)絡(luò)。 如圖 2.2 所示是用 PLC 控制的梯形圖程序，可完成與繼電器控制的電動(dòng)機(jī)直接起、 停（起、保、停）繼電器控制電路圖相同的功能。 圖 2.2PLC 控制的梯形圖程序 2.42.4 PLCPLC 的分類的分類及性能指標(biāo)及性能指標(biāo) 2.4

31、.12.4.1 按按 I/OI/O 點(diǎn)數(shù)容量分類點(diǎn)數(shù)容量分類 1、小型機(jī)（I/O 點(diǎn)數(shù)小于 256 點(diǎn)） 典型的小型機(jī)有 SIEMENS 公司的 S7-200 系列。 2、中型機(jī)（I/O 點(diǎn)數(shù)在 2561024 之間） 典型的中型機(jī)有 SIEMENS 公司的 S7-300 系列、OMRON 公司的 C200H 系列。 3、大型機(jī)（I/O 點(diǎn)數(shù)在 1024 點(diǎn)以上） 典型的大型 PLC 有 SIEMENS 公司的 S7-400、OMRON 公司的 CVM1 和 CS1 系列。 2.4.22.4.2 按結(jié)構(gòu)形式分按結(jié)構(gòu)形式分 根據(jù) PLC 結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC 主要可分為整體式和模塊式兩類。 1

32、、整體式結(jié)構(gòu) 微型和小型 PLC 一般為整體式結(jié)構(gòu)。如西門子的 S7-200。 2、模塊式結(jié)構(gòu) 目前大、中型 PLC 都采用這種方式。如西門子的 S7-300 和 S7-400 系列 。 2.4.3PLC2.4.3PLC 的性能指標(biāo)的性能指標(biāo) 1、I/O 點(diǎn)數(shù) I/O 點(diǎn)數(shù)，即 PLC 面板上的 I/O 端子的個(gè)數(shù)。I/O 點(diǎn)數(shù)越多，外部可以連接的 I/O 器件就越多，控制規(guī)模就越大。它是衡量 PLC 性能的重要指標(biāo)之一。 2、存儲(chǔ)容量 這里專指用戶存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量，它決定了用戶所編程序的長(zhǎng)短。大、中、小型 PLC 的存儲(chǔ)容量變化范圍一般為 2KB2MB。 3、掃描速度 掃描速度是指 PLC

33、執(zhí)行程序的快慢，是一個(gè)重要的性能指標(biāo)，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制 取代繼電器控制的穩(wěn)合程度。可編程控制器采用循環(huán)掃描的工作方式。 4、指令系統(tǒng) 它是衡量 PLC 能力強(qiáng)弱的標(biāo)志，決定了 PLC 的處理能力、控制能力的強(qiáng)弱。限定 了計(jì)算機(jī)發(fā)揮運(yùn)算功能、完成復(fù)雜控制的能力。 5、通信功能 通信有 PLC 之間的通信和 PLC 與計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備之間的通信。主要涉及通信模 塊、通信接口、通信協(xié)議、通信指令等。 6、擴(kuò)展能力 擴(kuò)展能力包括 I/O 點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和 PLC 功能的擴(kuò)展兩方面的內(nèi)容。 7、特殊功能單元 特殊功能單元種類多，也可以說(shuō) PLC 的功能多。典型的特殊功能單元有模擬量、 模糊控制連網(wǎng)等功能。

34、3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3.13.1 控制系統(tǒng)選取控制系統(tǒng)選取 搶答器對(duì)時(shí)間間隔的要求很高，而且多在會(huì)議、答辯賽等一些正規(guī)的需要進(jìn)行搶 答的場(chǎng)合中使用，所以對(duì)設(shè)備的精準(zhǔn)性和可靠性要求很高。為此，我們對(duì)將采用的控 制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析對(duì)比?？删幊炭刂破鳎≒LC）是由工業(yè)微型計(jì)算機(jī)、輸入, 輸 出設(shè)備、保護(hù)及抗干擾隔離電路等構(gòu)成的微機(jī)控制裝置，具有順序、周期性工作的特 征，從應(yīng)用角度看可編程控制器具有如下特點(diǎn)： 1、可靠性高：由于可編程控制器的輸入, 輸出端口均采用繼電器或光電耦合器件， 采取了隔離和抗干擾措施，使其具有很高的抗干擾能力，因而能在惡劣環(huán)境下可靠工 作。 2、體積?。河捎谠谥圃鞎r(shí)采用了大

35、規(guī)模集成電路和微處理器，用軟件編程代替了 硬連線，便于安裝，實(shí)現(xiàn)了小型化。 3、通用性好：由于可編程控制器采用模塊化結(jié)構(gòu)，一般有CPU 模塊、電源模塊、 PID模塊、模擬輸入和輸出模塊等，可以用這些模塊靈活的組成各種不同的控制系統(tǒng)， 對(duì)不同的控制系統(tǒng)，只需選取不同的模塊即可，因而具有很好的適用性。 4、使用方便：對(duì)于不同的控制系統(tǒng)，當(dāng)硬件結(jié)構(gòu)選定后，如果輸入、輸出作很小 的變動(dòng)時(shí)，只需修改相應(yīng)程序即可，無(wú)需對(duì)系統(tǒng)連線做較大的修改，減少了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 的工作量，使用起來(lái)靈活方便。基于可編程控制器的上述優(yōu)點(diǎn)能夠適應(yīng)和滿足立體車 庫(kù)高性能的使用要求，所以我確定該車庫(kù)控制系統(tǒng)為PLC(西門子S7-200系

36、列)。 S7-200 系列的 PLC 在各種行業(yè)的檢測(cè)及控制的自動(dòng)化都得到廣泛的應(yīng)用。由于其 具有極高的性價(jià)比，在以下幾方面都有優(yōu)越的表現(xiàn)：極高的可靠性、程序易于掌握， 實(shí)時(shí)特性功能、編程語(yǔ)言指令豐富，操作簡(jiǎn)便，有豐富的擴(kuò)展功能。搶答器所使用的 各種判斷信號(hào)均為數(shù)字量，所以用西門子 S7-200 系列就完全可以滿足電氣控制系統(tǒng)方 面的要求。 3.23.2 控制系統(tǒng)的硬件組成控制系統(tǒng)的硬件組成 在搶答器的工作過(guò)程中，主控單元的主要控制對(duì)象首先是輸入信號(hào)，控制系統(tǒng)就 是判別這個(gè)事件有沒(méi)有發(fā)生，不同的情況給出不同的結(jié)果，讓大家都很快的明。其硬 件組成結(jié)構(gòu)圖如圖 3.1 所示: 圖 3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)

37、構(gòu) 3.33.3 系統(tǒng)控制要求系統(tǒng)控制要求 1搶答器可同時(shí)供四組選手參加比賽 2給主持人設(shè)置三個(gè)控制按鈕，用來(lái)控制搶答的開(kāi)始、復(fù)位和答題計(jì)時(shí)的開(kāi)始。 3每當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令后，那組選手最先按下?lián)尨鸢粹o，則數(shù)碼管 1 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)（持續(xù) 3S） ，以指示 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(kāi)始下一輪搶答。 4違規(guī)搶答：若選手在未開(kāi)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 1 顯示其編號(hào)，同時(shí)紅燈亮，音響電路發(fā)出聲響。 5搶答限時(shí)：當(dāng)主持人按下開(kāi)始按鈕后，定時(shí)器 T0 開(kāi)始計(jì)時(shí)（設(shè)定 3

38、0S） 。若 30S 時(shí)限到仍無(wú)人搶答，則黃燈亮、音響電路發(fā)出聲響，以示選手放棄該題。 6. 答題限時(shí)：在搶答成功后，主持人按下答題計(jì)時(shí)開(kāi)始按鈕，同時(shí)數(shù)碼管 2、3 上顯示答題倒計(jì)時(shí)時(shí)間（該時(shí)間設(shè)定為 50S） ，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) 3.43.4 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) I/OI/O 分配表分配表 3.4.13.4.1 搶答器的搶答器的 PLCPLC 控制系統(tǒng)的輸出端口控制系統(tǒng)的輸出端口 搶答器的 PLC 控制系統(tǒng)的輸出端口如表 3.1 所示： 表 3.1 輸出信號(hào)對(duì)照表 信號(hào)名稱內(nèi)部地址信號(hào)名稱內(nèi)部地址 數(shù)碼管 1a 段 Q0.0 數(shù)碼管 2g 段

39、 Q1.6 數(shù)碼管 1b 段 Q0.1 數(shù)碼管 3a 段 Q2.0 數(shù)碼管 1c 段 Q0.2 數(shù)碼管 3b 段 Q2.1 數(shù)碼管 1d 段 Q0.3 數(shù)碼管 3c 段 Q2.2 數(shù)碼管 1e 段 Q0.4 數(shù)碼管 3d 段 Q2.3 數(shù)碼管 1f 段 Q0.5 數(shù)碼管 3e 段 Q2.4 數(shù)碼管 1g 段 Q0.6 數(shù)碼管 3f 段 Q2.5 數(shù)碼管 2a 段 Q1.0 數(shù)碼管 3g 段 Q2.6 數(shù)碼管 2b 段 Q1.1 音響 Q3.0 數(shù)碼管 2c 段 Q1.2 綠色指示燈 Q3.1 數(shù)碼管 2d 段 Q1.3 黃色指示燈 Q3.2 數(shù)碼管 2e 段 Q1.4 紅色指示燈 Q3.3 數(shù)

40、碼管 2f 段 Q1.5 3.4.23.4.2 搶答器的搶答器的 PLCPLC 控制系統(tǒng)的輸入端口控制系統(tǒng)的輸入端口 搶答器的 PLC 控制系統(tǒng)的輸入端口如表 3.2 所示 表 3.2 輸入信號(hào)對(duì)照表 信號(hào)名稱內(nèi)部地址信號(hào)名稱內(nèi)部地址 搶答開(kāi)始按鈕 SB1 I0.0 第二組搶答按鈕 SB5 I1.1 主持人復(fù)位按鈕 SB2 I0.1 第三組搶答按鈕 SB6 I1.2 答題計(jì)時(shí)按鈕 SB3 I0.2 第四組搶答按鈕 SB7 I1.3 第一組搶答按鈕 SB4 I1.0 3.53.5 系統(tǒng)硬件連接圖系統(tǒng)硬件連接圖 根據(jù)系統(tǒng)要求和所需要的硬件，系統(tǒng)數(shù)字量輸入點(diǎn)總計(jì) 7 個(gè)點(diǎn)，輸出點(diǎn)總計(jì) 25 個(gè) 點(diǎn)。

41、綜合考慮到系統(tǒng)的性價(jià)比和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，輸入、輸出點(diǎn)留出一定的富裕量， 因此 PLC 選擇 SIEMENS 的 S7-200 系列的 CPU226 繼電器輸出型和數(shù)字量擴(kuò)展模塊 EM223。輸入、輸出端子電氣接線圖如圖 3.2 所示。 （具體請(qǐng)參考表 3.1 和表 3.2） 圖 3.2 控制系統(tǒng)外部 I/O 接線圖 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.14.1 整體設(shè)計(jì)整體設(shè)計(jì) 根據(jù) PLC 智能搶答器的控制要求，應(yīng)用程序采用一體化結(jié)構(gòu)。通過(guò) PLC 控制程序 來(lái)實(shí)現(xiàn)整體的運(yùn)行，系統(tǒng)僅需要少量的按鈕和接口，一般的 PLC 配置都可運(yùn)行。該系 統(tǒng)本著簡(jiǎn)單易懂、可靠性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。在搶答時(shí)只需按動(dòng)

42、按鈕即可 數(shù)碼管在系統(tǒng)程序的控制下自動(dòng)顯示組號(hào)以及倒計(jì)時(shí)時(shí)間。安全、可靠、省時(shí)、省力、 價(jià)格便宜。 控制軟件應(yīng)用 SIEMENS 編程軟件，采用梯形圖語(yǔ)言編寫,工作系統(tǒng)自動(dòng)控制流程框 圖如圖 4.1.所示。根據(jù)系統(tǒng)控制要求，進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，要充分保證系統(tǒng)的安全，保 證整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安全可靠。自動(dòng)條件下，必須復(fù)位后在滿足自動(dòng)條件下才能進(jìn)行自 動(dòng)運(yùn)行程序，當(dāng)中充分應(yīng)用各個(gè)過(guò)程的互鎖來(lái)保證系統(tǒng)的安全。如下圖所示，有主程 序和若干子程序組成，其整體設(shè)計(jì)工作系統(tǒng)自動(dòng)控制流程圖如圖 4.1 所 圖 4.1PLC 工作系統(tǒng)自動(dòng)控制流程圖 4.24.2 PLCPLC 控制程序控制程序 為了編程結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單、明了

43、在主程序中引用了中間繼電器，I1.0I1.3 分別為四 組選手的搶答信號(hào)， 同時(shí)我們用中間繼電器 M0.0、M0.1、M1.0M1.3 進(jìn)行自鎖和互 鎖功能，以保證每個(gè)選手公平搶答。主持人控制臺(tái)有 I0.0 按鈕用以搶答開(kāi)始，I0.2 按 鈕用以控制答題時(shí)間地開(kāi)始，I0.1 按鈕為復(fù)位按鈕。 4.2.14.2.1 主持人控制臺(tái)控制搶答器的開(kāi)始、答題計(jì)時(shí)和復(fù)位主持人控制臺(tái)控制搶答器的開(kāi)始、答題計(jì)時(shí)和復(fù)位 當(dāng)主持人按下 I0.0 按鈕后，選手才能正常搶答，否則視為違規(guī)搶答開(kāi)始程序如下 圖 4.2 所示： 圖 4.2 搶答開(kāi)始 當(dāng)選手搶答成功后，主持人按下答題計(jì)時(shí)開(kāi)始按鈕 I0.2 后，答題計(jì)時(shí)開(kāi)始

44、，程序 如圖 4.3 所示： 圖 4.3 答題計(jì)時(shí)開(kāi)始 搶答完畢，當(dāng)主持人按下按鈕 I0.1，系統(tǒng)才能進(jìn)行下一輪的搶答，如圖 4.4 所示： 圖 4.4 復(fù)位 4.2.24.2.2 組別顯示組別顯示 每當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令后，那組選手最先按下?lián)尨鸢粹o，則數(shù)碼管 1 就顯 示該組的組號(hào)，如圖 4.5 所示： 圖 4.5 組別顯示 4.2.3 選手的搶答選手的搶答 主持人發(fā)出搶答開(kāi)始指令后，選手開(kāi)始搶答，否則搶答無(wú)效視為違規(guī)搶答，四組 選手的搶答程序如圖 4.6 所示： 圖 4.6 四組選手的搶答 4.2.44.2.4 答題限時(shí)答題限時(shí) 在搶答成功后，主持人按下答題計(jì)時(shí)開(kāi)始按鈕，同時(shí)數(shù)碼管 2

45、、3 上顯示答題倒計(jì) 時(shí)時(shí)間（該時(shí)間設(shè)定為 50S） 。如圖 4.7 所示： 圖 4.7 倒計(jì)時(shí)程序 4.2.54.2.5 音響電路音響電路 每當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令后，那組選手最先按下?lián)尨鸢粹o音響電路給出音響 提示信號(hào)（持續(xù) 3S） ，以指示搶答成功，并對(duì)其后的搶答信號(hào)不再響應(yīng)；若選手在未開(kāi) 時(shí)搶答試題時(shí)搶答了，則視為違規(guī)，音響電路發(fā)出聲響警告；當(dāng)主持人按下開(kāi)始按鈕 后，若 30S 時(shí)限時(shí)到仍無(wú)人搶答，音響電路發(fā)出聲響，以示選手放棄該題；在搶答成 功后，主持人按下答題計(jì)時(shí)開(kāi)始按鈕，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)。如圖 4.8 所示： 圖 4.8 音響電路

46、 4.2.64.2.6 指示燈電路指示燈電路 每當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令后，若有選手最先按下?lián)尨鸢粹o，則綠色指示燈亮 以指示其搶答成功；若選手在未開(kāi)時(shí)搶答試題時(shí)搶答了，則視為違規(guī)，同時(shí)紅燈亮以 示其違規(guī)搶答；當(dāng)主持人按下開(kāi)始按鈕后，定時(shí)器 T0 開(kāi)始計(jì)時(shí)（設(shè)定 30S） ，若 30S 時(shí) 限時(shí)到仍無(wú)人搶答，則黃燈亮，以示選手放棄該題。 每當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令后，若有選手最先按下?lián)尨鸢粹o，則綠色指示燈亮 以指示其搶答成功；當(dāng)主持人按下開(kāi)始按鈕后，定時(shí)器 T0 開(kāi)始計(jì)時(shí)（設(shè)定 30S） ，若 30S 時(shí)限時(shí)到仍無(wú)人搶答，則黃燈亮，以示選手放棄該題。如圖 4.9 所示： 圖 4.9 成功、無(wú)人搶

47、答 若選手在未開(kāi)時(shí)搶答試題時(shí)搶答了，則視為違規(guī)，同時(shí)紅燈亮以示其違規(guī)搶答。 如圖 4.10 所示： 圖 4.10 違規(guī)搶答 4.2.74.2.7 搶答器控制程序搶答器控制程序 為了便于讀懂和了解搶答器的控制過(guò)程，其詳細(xì)控制程序如圖 4.11 所示： 圖 4.11 四路搶答器的總程序 致 謝 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的時(shí)間，在各位老師、同學(xué)的幫助下，在我的不斷努力下，我的畢業(yè) 實(shí)踐任務(wù)書終于要完成了。從設(shè)計(jì)中我學(xué)到許多知識(shí)，也理解了做任何事都要細(xì)心的 道理。知識(shí)的積累是一點(diǎn)一滴的，在設(shè)計(jì)中我也感受頗深。在此我要真誠(chéng)的感謝郭繼 紅老師給予我的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中徐桂巖老師嚴(yán)格督促我的畢業(yè)設(shè)計(jì)速度，及時(shí)的 幫我解決

48、我在設(shè)計(jì)中遇到的各種問(wèn)題和困難，在設(shè)計(jì)中一直對(duì)我嚴(yán)格要求，在整個(gè)畢 業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都給我耐心的指導(dǎo)和講解，并主動(dòng)為我提供各種相關(guān)技術(shù)資料，在徐老 師的幫助和指導(dǎo)下我順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也讓我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中受益匪淺， 在此謹(jǐn)向徐老師致以深切的謝意！ 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我也遇到了許多困難得到了學(xué)校里其他老師的幫助和指導(dǎo)，我 也要感謝我的母校包頭鋼鐵職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，是她提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán) 境，讓我的三年大學(xué)生活豐富多彩，為我的人生留下精彩的一筆。 感謝評(píng)閱和閱讀本設(shè)計(jì)論文的老師為此付出的辛勤勞動(dòng)！ 在此還要感謝包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院的全體老師，感謝他們對(duì)我的培養(yǎng)！ 最后祝愿各位老師：合家

49、歡樂(lè)！工作順利！身體健康 參考文獻(xiàn) 1 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)， 2000 2 林明星。電氣控制及可編程序控制器M 。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 3 周淑珍、高鴻斌。PLC 分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用。北京：電子工業(yè)出版社，2004 5 王玉中。電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù)。河南：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2006 6 孫平?？删幊绦蚩刂破髟砑皯?yīng)用，北京：高等教育出版社，2003 7 張新軍。電氣控制與 PLC 技術(shù)及應(yīng)用。濟(jì)源：濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院出版社，2006 8 王芳。立體車庫(kù)及其控制J。電器傳動(dòng)，1998 9 鄒其洪、黃智偉、高嵩、等編著。電工電子

50、實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真M。電子工業(yè)出版 社，2005 10 王成福主編?？删幊绦蚩刂破髟砑皯?yīng)用。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 11 張進(jìn)秋主編。可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例M。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 12 江秀漢、湯楠主編。可編程序控制器原理及應(yīng)用。西安：西安電子科技大學(xué)出版 社，2003 13 陳新華主編。電工技術(shù)與可編程序控制器實(shí)踐。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 e 馬,陪F?lm嫄 W 壙獑?N?)?0?q?3拞屓?p 勌 m:b5a 漬璺1 疆 lv0 瘩艌 v?2 屘 b 瘌 Tq 妋 4UK袢,疀薤,A6 玭$? $徤?|?罪=T?G 駁 op1 尚懇袹戦疈 u 圻?賡 O?

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