智力搶答器PLC控制的實(shí)現(xiàn)方法

電氣控制課程設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)：考勤〔10〕守紀(jì)〔10〕過(guò)程〔40〕設(shè)計(jì)報(bào)告〔30〕辯論〔10〕總成績(jī)〔100〕自動(dòng)化自動(dòng)化動(dòng)1001班專業(yè)：動(dòng)1001班班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2013年7月12日智力搶答器PLC控制的實(shí)現(xiàn)方法1問(wèn)題分析及解決方案框架確定1.1問(wèn)題描述在各種形式的智力競(jìng)賽中，搶答器作為智力競(jìng)賽的批判裝置得到了廣泛的應(yīng)用。設(shè)計(jì)搶答器的原那么是：(1)可以根據(jù)比賽規(guī)那么，設(shè)定答題時(shí)間。(2)能夠用聲光信號(hào)表示競(jìng)賽狀態(tài)，調(diào)節(jié)賽場(chǎng)氣氛。(3)用數(shù)碼管顯示參賽者的得分情況。1.2控制任務(wù)和功能要求(1)競(jìng)賽開(kāi)始時(shí)，主持人接通啟動(dòng)/停止按鈕〔SA〕，指示燈HL1亮。(2)當(dāng)主持人按下開(kāi)始搶答按鈕〔SB0〕后，如果在10S內(nèi)無(wú)人搶答，賽場(chǎng)的音響〔HA〕發(fā)出持續(xù)1.5S的聲音，指示燈HL2亮，表示搶答器自動(dòng)撤銷此次搶答信號(hào)。(3)當(dāng)主持人按下開(kāi)始搶答按鈕〔SB0〕后，如果在10S內(nèi)有人搶答〔按下?lián)尨鸢粹oSB3、SB4或SB5〕，那么最先按下按鈕的信號(hào)有效，相應(yīng)的搶答桌上的搶答按鈕燈〔HL3、HL4或HL5〕亮，賽場(chǎng)的音響發(fā)出短促音〔0.2SON,0.2SOFF,0.2SON〕。(4)當(dāng)主持人確認(rèn)搶答有效后，按下答題計(jì)時(shí)按鈕〔SB6〕，搶答桌上的搶答燈滅，計(jì)時(shí)開(kāi)始，計(jì)時(shí)時(shí)間到〔假設(shè)為20S〕，賽場(chǎng)的音響發(fā)出持續(xù)3S的長(zhǎng)音，搶答桌上搶答燈再次亮。(5)如果搶答者在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)正確答復(fù)下列問(wèn)題，主持人或助手按下加分按鈕，為搶答者加分〔分?jǐn)?shù)自定〕，同時(shí)搶答桌上的指示燈快速閃爍3S(閃爍頻率為0.3SON,0.3SOFF)。(6)如果搶答者在規(guī)定的時(shí)間不能正確答復(fù)下列問(wèn)題，主持人或助手按下減分按鈕，為搶答者減分〔分?jǐn)?shù)自定〕。模型如圖1。圖1搶答器模型2PLC選型及硬件配置現(xiàn)在市場(chǎng)上的PLC主要是西門(mén)子的S7-300PLC，具有優(yōu)化配合、強(qiáng)大的模擬技術(shù)、結(jié)構(gòu)緊湊、組裝簡(jiǎn)單、接線方便等特點(diǎn)。我們?cè)谡n堂上老師主要以此PLC給我們講解，我們對(duì)此型號(hào)PLC較為熟悉，所以選S7-300PLC作為此次設(shè)計(jì)的核心。選擇西門(mén)子S7-300PLC,硬件配置如表1。表1硬件配置表槽號(hào)模塊訂貨號(hào)固件MPI地址I地址Q地址1PS30710A6ES7307-1BAOO0AA02CPU314(1)6ES7314-1AE04-0AB0V3.0234DI32xDC24V6ES7321-1BHOO-OAAO0…35DO32xDC24V/0.5A6ES7322-1HHOO-OAAO4…73I/O地址分配表3.1分配PLC的輸入/輸出點(diǎn)，編制輸入/輸出分配表如表2。表2I/O地址分配表序號(hào)符號(hào)地址數(shù)據(jù)類型注釋1SAI0.0BOOL主持人啟動(dòng)按鈕2SB0I0.1BOOL主持人開(kāi)始搶答按鈕3SB3I0.2BOOL1號(hào)搶答按鈕4SB4I0.3BOOL2號(hào)搶答按鈕5SB5I0.4BOOL3號(hào)搶答按鈕6SB6I0.5BOOL主持人應(yīng)答按鈕7SB1I0.6BOOL加分按鈕8SB2I0.BOOL減分按鈕9HAQ4.0BOOL蜂鳴器10HL1Q4.1BOOL現(xiàn)場(chǎng)指示燈111HL2Q4.2BOOL現(xiàn)場(chǎng)指示燈212HL3Q4.3BOOL1號(hào)指示燈13HL4Q4.4BOOL2號(hào)指示燈14HL5Q4.5BOOL3號(hào)指示燈3.2梯形圖中用到的定時(shí)器如表3。表3梯形圖用到的定時(shí)器定時(shí)器號(hào)類型功能說(shuō)明T1SD10S的等待搶答時(shí)間T2SE10S內(nèi)無(wú)人搶答時(shí)產(chǎn)生1.5S的長(zhǎng)音T3SD與T4兩個(gè)產(chǎn)生200MS的脈沖T4SD與T3兩個(gè)產(chǎn)生300MS的脈沖T6SD20S的答題時(shí)間計(jì)時(shí)T8SD與T4兩個(gè)產(chǎn)生200MS的脈沖T9SD與T4兩個(gè)產(chǎn)生200MS的脈沖T10SE答對(duì)題時(shí)相應(yīng)的燈亮3S4PLC外部接線圖根據(jù)控制任務(wù)和設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)此智力搶答器PLC控制運(yùn)行的PLC控制外部接線圖如圖2。圖2智力搶答器PLC控制運(yùn)行外部接線圖5控制流程圖為了清楚地說(shuō)明動(dòng)作的順序和條件，繪制智力搶答器PLC控制流程圖如圖3。結(jié)束開(kāi)始結(jié)束開(kāi)始按下開(kāi)始按鈕10S是否搶答1號(hào)搶到答復(fù)正確1號(hào)加11號(hào)減1答復(fù)正確2號(hào)加12號(hào)減12號(hào)搶到3號(hào)加13號(hào)減1答復(fù)正確是是是是是是否否否否否結(jié)束判斷否是3號(hào)搶到否圖3PLC控制流程圖6系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)根據(jù)上述分析，結(jié)合控制系統(tǒng)流程圖，用西門(mén)子STEP7軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)梯形圖程序如下。7程序調(diào)試使用PLCSIM仿真軟件調(diào)試程序。首先翻開(kāi)仿真程序，然后，將編制好的梯形圖程序下載到仿真PLC中，之后在仿真環(huán)境下運(yùn)行程序，觀察分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并進(jìn)行模擬調(diào)試。仿真結(jié)果如下。(1)當(dāng)主持人按下啟動(dòng)按鈕I0.0和開(kāi)始搶答按鈕I0.1時(shí)，指示燈1亮，并且在10S內(nèi)無(wú)人搶答時(shí)在S7-PLCSIM中仿真結(jié)果如圖4。圖4啟動(dòng)仿真結(jié)果(2)當(dāng)主持人按下開(kāi)始搶答按鈕I0.1時(shí)，1號(hào)桌在10S搶答到，并且在20S答題內(nèi)答對(duì)題在S7-PLCSIM中仿真結(jié)果如圖5。圖51號(hào)搶答仿真結(jié)果8心得體會(huì)智力搶答器PLC控制是一個(gè)貼近實(shí)際生活的設(shè)計(jì)問(wèn)題，通過(guò)對(duì)這一問(wèn)題的研究，激發(fā)了自己的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，從課程設(shè)計(jì)中取得了比擬