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基于PLC四路抢答器的设计I摘要本次设计是利用PLC（ProgrammableLogicController）对PLC控制的四路智力抢答器进行控制。首先，选择这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。使自己对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。考虑到只是PLC控制的四路智力抢答器则输出端口需要7个，输入端口需要7个，由于PLC具有可靠性高、体积小、通用性、使用方便等优点,具有方便灵活，维护使用方便等特点。关键词：智力控制，四路抢答器，PLC基于PLC四路抢答器的设计2目录摘要---------------------------------------------------------------I目录---------------------------------------------------------------2一、PLC智能抢答器的工作原理---------------------------------------3二PLC的概述--------------------------------------------------4三、整体功能的介绍-------------------------------------------------5四、硬件电路设计---------------------------------------------------64.1程序中所使用的FX系列PLC的编程元件介绍---------------------64.11三菱FX系列PLC通用定时器---------------------------------------------------------64.12三菱FX系列PLC有关用到的取指令与输出指令的介绍(LDOUT);-64.13三菱FX系列PLC触点串联指令(ANI)与并联指令（OR）;--------------64.14三菱FX系列PLC输入继电器(X)与输出继电器（Y）;-------------------74.15显示灯的说明-------------------------------------------------------------------------------94.16报警器的的说明--------------------------------------------------------------------------10五、设计要求--------------------------------------------------------------------------------------------115.1根据要求绘制的流程图--------------------------------------125.2外部硬件接线图--------------------------------------------135.3I/O分配--------------------------------------------------145.4根据控制要求进行梯形图绘制--------------------------------155.5程序运行过程的分析-----------------------------------16六、致谢-------------------------------------------------------------------------------------------------------17七、参考文献----------------------------------------------------------------------------------------------19基于PLC四路抢答器的设计3一、PLC智能抢答器的工作原理我所设计的PLC智能抢答器是适合四个人抢答的四路抢答器，现在以四路抢答器为例。给竞赛主持人设置了3个控制按钮，用来控制开始、复位、答题计时，每当主持人发出开始抢答指令后，那组选手最先按下抢答器按钮，则数码管就显示该组的编号，同时绿色指示灯亮，音响电路发出声响提示信号以指示抢答成功，并对其后的抢答信号不在相应，选手答题完毕后，由主持人按下复位按钮，系统开始下一轮抢答。若选手在未开始抢答时提前抢答了，则视为违规，违规时数码管显示其编号同时红灯亮音响电路发出声响。当主持人按下抢答器按钮时定时器T0开始计时（设定10s）10s限制到时仍无人抢答则红灯亮音响电路发出声响，以示选手放弃该题。在抢答成功后，主持人按下答题计时按钮，同时数码管显示答题倒计时时间改时间可根据需要调节，此设定2min，选手必须在设定时间内完成答题，否则，音响电路发出超时报警信号。其中以上功能都通过编制的PLC程序来实现。抢答器的应用场合效果图如图所示基于PLC四路抢答器的设计4二PLC的概述可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可靠性高，用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。可编程控制器（ProgrammableLogicController)即PLC。现已广泛应用于工业控制的各个领域。他以微处理为核心，用编写的程序不仅可以进行逻辑控制，还可以定时，计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备将其正式命名为可编程控制器（ProgrammableController），简写为PC。后来由于PC这个名称常常被用来称呼个人电脑（PersonalComputer），为了区别，现在也把可编程控制器称为PLC。基于PLC四路抢答器的设计5三、整体功能的介绍知识竞赛抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢的新型电器。随着社会科技技术的不断发展，他的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。目前,形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校及企事业单位,它为各种竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。用PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案基于PLC四路抢答器的设计6四、硬件电路设计4.1程序中所使用的FX系列PLC的编程元件介绍4.11三菱FX系列PLC通用定时器通用定时器的工作原理，当输入接通时，定时器T从0开始对时钟脉冲进行累积计数，当计数值与设定值相等时，定时器的常开接通。当断开后定时器复位，计数值变为0，其常开触点断开，输出也随之OFF。若外部电源断电，定时器也。将复位。4.12三菱FX系列PLC有关用到的取指令与输出指令的介绍(LDOUT);(1)LD（取指令），一个常开触点与左母线连接的指令，每一个以常开触点开始的逻辑行都用此指令。(2)OUT(输出指令)，对线圈进行驱动的指令，也称为输出指令。(3)END(结束指令)，程序结束指令，表示程序结束，返回起始地址。4.13三菱FX系列PLC触点串联指令(ANI)与并联指令（OR）;(1)ANI与反指令，一个常开触点串联连接指令，完成逻辑与非运算。(2)OR（或指令），用于单个常闭触点的并联，实现逻辑或运算。如图所示:指令语句表：基于PLC四路抢答器的设计7LDX000OUTY000LDX001ORX003ANIX002OUTY001END4.14三菱FX系列PLC输入继电器(X)与输出继电器（Y）;(1)输入继电器(X)输入继电器(X)与输入端相连，专门用来接收PLC外部开关信号的器件。PLC通过输入接口将外部输入信号的状态(接通时为“1”，断开时为“0”)读入并存储在输入映像寄存器中。输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动，所以在程序中不可能出现它的线圈。由于输入继电器反映输入映像寄存器的状态，所以其触点的使用次数不限。FX系列PLC的输入继电器采用X和八进制共同组成编号，FX2N型的PLC输入继电器编号范围为X0～X267.X0的常开触点X0的常闭触点X0COMDC24V外部输入X0线圈输入端子PLC基于PLC四路抢答器的设计8输出继电器的等效电路图如图所示(2)输出继电器输出继电器是用来将内部信号输出送给外部负载用户输出设备的器件。输出继电器线圈是由内部程序的指令驱动，其线圈状态传送给输出单元，再有输出单元对应的硬触点来驱动外部负载。每个输出继电器在输出单元中都对应唯一的一个常开触点，但在程序中供编程的输出继电器，不管是常开触点还是常闭触点，都是软触点，所以可以使用无数次。FX系列PLC的输出继电器采用和八进制共同组成编号。其中编号范围为。与输入继电器一样，基本单元的输出继电器编号是固定的，扩展单元和扩展模块的编号也是从基本单元最靠近处开始，顺序进行编号的。在实际使用中，输入输出继电器的数量，要视系统的具体配置情况而定。俗称名称符号说明常开触点1为触点断开，0为触点断开常闭触点1为触点断开，0为触点接通基于PLC四路抢答器的设计9继电器线圈1为线圈得电激励，0为线圈失电不激励输出继电器的等效电路图4.15显示灯的说明每当主持人发出开始抢答指令后，若有选手最先按下抢答按钮，则绿色指示灯亮以指示其抢答成功；若选手在未开时抢答试题时抢答了，则视为违规，同时红灯亮以示其违规抢答；当主持人按下开始按钮后，定时器T0开始计时（设定10S），10S时限时到仍无人抢答，则红灯亮，以示选手放弃该题。每当主持人发出开始抢答指令后，若有选手最先按下抢答按钮，则绿色指示灯亮以指示其抢答成功；当主持人按下开始按钮后，定时器T0开始计时（设2min），若2min时限时到仍无人抢答，则红灯亮，以示选手放弃该题。内部常开触点X000Y000X001Y000Y000COMY000外部电源输出设备输出端子基于PLC四路抢答器的设计104.16报警器的的说明蜂鸣器的作用是，当无人抢答或是抢答超时时起到报警作用，如图所示：R12VCCGNDLSIBELL基于PLC四路抢答器的设计11五、设计要求（1）竞赛者若要回答主持人所提问题时，须抢先按下桌上的抢答按钮；（2）绿色指示灯亮后，须等主持人按下复位按钮PB5后，指示灯才熄灭；（3）如果竞赛者在主持人打开SW1开关10s内抢先按下按钮，电磁线圈将使彩球摇动，以示竞赛者得到一次幸运的机会；（4）如果在主持人打开SW1开关10s内无人抢答，则必须有声音警示，同时红色指示灯亮，以示竞赛者放弃该题；（5）在竞赛者抢答成功后，应限定一定的时间回答问题，根据题目难易可设定时间（如2min）（6）当主持人打开SW2开关后记时开始，如果竞赛者在回答问题时超出设定时限，则红色指示灯亮并伴有声音提示，竞赛者停止回答问题。基于PLC四路抢答器的设计125.1根据要求绘制的流程图抢答按钮抢答成功显示组数断开并计时2min内回答完毕复位红灯亮报警红灯亮报警是是是是否否基于PLC四路抢答器的设计135.2外部硬件接线图基于PLC四路抢答器的设计145.3I/O分配1．2选定输入、输出设备输入设备输入端子号输出设备输出端子号一组抢答按钮SB1X0001组抢答成功绿色指示L1Y000二组抢答按钮SB2X0012组抢答成功绿色指示L2Y001三组抢答按钮SB3X0023组抢答成功绿色指示L3Y002四组抢答按钮SB4X0034组抢答成功绿色指示L4Y003复位按钮PB5X008红灯L5Y005抢答开始SW1X009抢答成功按钮L6Y006限时开关SW2X010报警提示Y008基于PLC四路抢答器的设计155.4根据控制要求进行梯形图绘制基于PLC四路抢答器的设计165.5程序运行过程的分析（1）由于一组的线圈Y000使用他的自身触点（常开触点），在X000闭合后仍保持在ON状态（自锁）。同时，将