基于PLC控制的八路抢答器系统设计11.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流基于PLC控制的八路抢答器系统设计11.精品文档.42基于PLC控制的八路抢答器系统设计摘要利用FX一64MR型PLC设计了八路抢答器控制系统，给出了外部端子接线图及梯形图。 关键词 PLC抢答器梯形图 0引言 抢答器广泛应用于各种知识竞赛中，传统的抢答器大部分都是基于数字电路组成的，制作过程复杂，可靠性差。本文介绍一种以三菱FXm-MR型PLC为核心的八路抢答器系统，它充分利用了PLC的优点，具有结构简 单、可靠性好等特点。 1抢答器系统的功能 (1)抢答器可同时供8组选手参加比赛； (2)具有违规提示功能：只有在主持人发出开始抢答指令后，

2、选手才能开始抢答； (3)具有抢答限时及答题限时功能：在无人抢答及答题超时时都设置了音响提示信号； (4)具有数码显示功能：能显示抢答选手的编号及答题倒计时时间。 2抢答器控制系统 抢答器控制系统分5部分：PLC、抢答按钮、信号灯、音响电路和显示部分，它利用抢答按钮输入各路的抢答信号，经PLC处理，输出控制信号，控制数码管和音响提示电路工作。PLC的VO端子分配见表 1，系统硬件接线如图1所示。3程序设计 3。1梯形图 系统控制部分及数码管 1显示部分梯形图如图2、图3所示。 3。2工作过程 (1)每当主持人发出开始抢答指令(即按下1 1按钮)后，哪组选手最先按下抢答按钮，则数码管1就显示该组

3、的编号，同时绿色指示灯亮、音响电路 1给出音响提示信号(设持续3s)，以指示抢答成功，并对其后的抢答信号不再响应，选手答题完毕后，由主持人按下复位按钮，系统才能开始下一轮抢答。 (2)违规抢答：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 1显示其编号，同时红灯亮、音响电路 2发出声响。(3)抢答限时：当主持人按下开始抢答按钮后，定时器 T0开始计时 (设定 时 10s)，若 10s时限到时仍无人抢答，则黄灯亮、音响电路 3发出声响，以示选手放弃该题。 (4)答题限时：在抢答成功后，主持人按下答题计时开始按钮 SB10，秒脉冲辅助继电器开始工作，并利用响应的指令，使数码管 2、3上

4、显示答题倒计时时间 (该时间可根据需要调节，此处设定为 50s)，数码管 2显示时间十位，数码管 3显示时间个位，选手必须在设定的时间内完成答题，否则，音响电路 4发出答题超时报警信号。数码管 2、数码管 3显示部分的梯形图略去。一 口 4结束语 本抢答器系统虽是针对八路参赛选手设计的，但通过原理分析可知，它也完全适用于少于八路选手的抢答场合。当然，如果对外围电路及程序稍加修改，就很容易使之扩展成更多路的抢答器。基于PLC的六人抢答器设计(论文类)【说明】该全套毕业设计作品包括：论文源代码程序开提报告PPT答辨稿数据流程图、功能模块图、运行界面图、源代码和程序，另附带有开题报告、论文全文，按计

5、算机毕业论文格式要求书写，适用于计算机专业【温馨提示】为防止百度搜取本站内容，故论文只贴出部分！信用说明基于PLC的六人抢答器设计前 言目前,随着工业控制技术的进步,可编程序控制器已广泛地应用于工业生产过程的自动控制领域, 使得工业自动化程度和生产效率得到极大的提高。可编程序控制器（PLC）技术已经在测控专业、自动化专业、机电一体化专业的教学内容中处于极其重要的地位。为了适应社会的发展，很多高校都开设了可编程控制器技术这门课。并且对应这门课程都有课程设计或毕业设计，以便学生在学完这门知识后将其用与实践。学生可以通过自己动手设计基于PLC的控制系统来加深对这门课程的理解和认识。通过毕业设计，也有

6、利于学生拥有一门比较的扎实的技术，在毕业后拥有一个比较高的起点。可编程控制器这门课程是一门实践性很强的学科，实践环节至关重要。只有通过设计，进行实际操作，才能学通学透可编程序控制器技术。为提高学生就业能力和培养学生基本素质方面起到很重要的作用。本说明书主要介绍用可编程序控制器（PLC）进行“抢答器系统程序设计”毕业设计中的一些步骤、方法、操作过程及实际问题分析。本毕业设计在老师指导下，在毕业设计期间老师给与了热情指导和关心，在此深表谢意。还有众位同学的帮助,在此也深表感谢！ 目 录前 言1第一章 毕业设计的意义和目的3 1. 1 毕业设计的目的3 1. 2 毕业设计意义和要求3第二章 PLC

7、概述 4 2. 1 PLC的命名与定义4 2. 2 PLC的主要特点和应用范围4 2. 3 PLC的发展趋势5第三章 硬件电路设计63. 1 可编程控制器的基本结构6 3. 2 PLC的选择6 3. 3 I /O口分配表7 3. 4 硬件接线原理图8第四章 软件程序设计9 4.1 梯形图程序的设计9 4.2 指令表程序12第五章 模拟实验调试13 5.1 调试前的准备135.2 梯形图程序写入和调试13总 结16参考文献17第一章 毕业设计的目的与意义1.1毕业设计的目的随着我国经济和文化事业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等,因此出现了抢答器。

8、抢答器一般是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难。因此我们设计了以PLC为核心的新型智能的抢答器，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其电路结构。抢答器又称为第一信号鉴别器，其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。1.2毕业设计的意义和要求设计意义：在抢答器毕业设计中，我运用了可编程序控制器和其他选修课程的理论和实际知识进行设计，加深了对以前所学的知识的理解。掌握了PLC设计的一般规律, 提高了我分析和解决实际问题的能力。通过本次毕业设计，我学会了从所实现的目的出发,合理选择所需要的硬件和软件,制订合理的

9、设计方案,省时省力的完成设计。通过此次设计,提高了运用标准、手册、图册和查阅有关技术资料等的能力，提高了可编程控制器设计的基本能力。设计要求：用数据传送、比较指令实现 用六个抢答按钮对应六个抢答指示灯,一个主持人起动按钮和一个复位按钮, 一个准备抢答信号灯和一个犯规信号灯(蜂鸣器),实现先输入有效,后输入无效的抢答器功能。当主持人按下起动按钮时,准备抢答信号灯灭,允许抢答;第一位抢答有效,对应信号灯亮,其他无效。主持人按下复位按钮,回到初始状态,准备抢答信号灯亮。如在准备抢答信号灯亮时抢答,犯规者对应信号灯亮,同时犯规信号灯(蜂鸣器)发光(发声)。第二章 PLC 概述随着微处理器、计算机和数字

10、通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到所有的控制领域。现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一需求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编程控制器就顺应而生。 1969年美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司的这种要求，研制成功了世界上第一台可编程控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用，取得很好的效果。从此这项技术迅速发展起来。2.1 PLC的命名与定义PLC可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器。国际电工委员会（ IEC）于

11、 1982年11月1985年1月对可编程序控制器作了如下的定义:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。2.2 PLC的主要特点及应用范围 2.2.1 PLC的主要特点：1高可靠性 所有的I/O 接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离。 各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰。 良好的自诊断功能

12、一旦电源或其他软硬件发生异常情况CPU立即采用有效措施以防止故障扩大。2丰富的I/O 接口模块 PLC针对不同的工业现场信号如交流或直流、开关量或模拟量等有相应的I/O 模块与工业现场的器件或设备如按钮、行程开关等。 另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络它还有多种通讯联网的接口模块等等。3采用模块化结构 为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC 以外，绝大多数PLC 均采用模块化结构，PLC 的各个部件包括CPU 电源I/O 等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。4 编程简单易学 PLC的编程大

13、多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。5 安装简单维修方便 PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场的各种设备与PLC 相应的I/O 端相连接即可投入运行，各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障，由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行。2.2.2 PLC的应用范围开关量逻辑控制是PLC应用最广泛的也是最基本的领域是开关量逻辑控制方面，利用PLC最基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制，可以取代传统的继电器

14、控制，用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制等，例如：机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。在其他方面例如：运动控制、过程控制、数据处理、通信联网等方面也有很重要的应用。2.3发展趋势PLC的发展是要配合控制技术和计算机的发展。目前而言： 1高速处理数据、大存储容量是PLC发展的一个方向。 2增加更为丰富的模块技术，比如数控模块、语音处理模块等等，模块自身带有CPU，在工作中可以与主CPU并行工作，有利于PLC扫描速度的提高。 3伴随现在的计算机网络和通讯网络的飞速发展，PLC技术应该迎头赶上，针对工业以太网络技术的PLC技术已经成功应用，但是针对因特网、GSM/CD

15、MA通讯网络，似乎PLC没有跟上脚步，所以针对因特网、GSM/CDMA通讯网络的PLC技术也是PLC发展的一个方向。 知识竞赛抢答器PLC设计 (毕业设计45页20320字+CAD图纸+任务书+外文翻译+调研报告 全套) 摘 要:本文介绍聋用三菱FX2N系列PLC对知识竞赛抢答器的控制,阐述了控制方案。实现抢答器功能的方式有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。本文采用本三菱公司生产的FX2N-48MR型PLC 作为核心控制器进行四路抢答器系统的设计，并且设计出了系统结构图、程序

16、指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。同时根据知识竞赛抢答器的控制要求和特点,确定PLC 的输入输出分配,并进行现场调试。 关键词:PLC 知识竞赛抢答器 PLC程序设计 Knowledge contests Responder PLC design Abstract: This paper describes the use of the Mitsubishi FX2N Series PLC knowledge contest Responder control on the control programme. Responder achieve in the way the vario

17、us functions can be used early analog circuits, digital circuits or a few mixed mode circuit. In recent years, with the rapid development of science and technology, the single-chip microcomputer, the PLC application continuously deepening, and lead the traditional control detection technology consta

18、ntly updated. In this paper, produced by Japans Mitsubishi FX2N-48MR of the PLC as the core controller Quad Responder system design, and design structure of the system, the programming instructions, ladder diagram, as well as input and output terminal of distribution programme. At the same time acco

19、rding to the knowledge contest Responder control requirements and characteristics of the input and output PLC determine distribution, and on-site commissioning. Key words: PLC knowledge contest Responder PLC Program Design 目录 第一章 概述 1 1.1 PLC的简介1 1.2 PLC的用途与特点1 1.2.1 PLC的用途1 1.2.2 PLC的特点 2 1.3 PLC的分

20、类4 1.3.1按I/O点数容量分类4 1.3.2按结构形式分类4 第二章 整体方案的选择6 2.1整体功能介绍 6 2.2控制要求 6 2.3用单片机和PLC分别做系统的比较 7 第三章 硬件电路设计 9 3.1控制特点分析 9 3.2 PLC机型的选择步骤与原则 10 3.3抢答器流程图 11 3.4程序中所使用的FX系列PLC的编程元件介绍11 3.4.1三菱FX系列PLC取指令与输出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT）11 3.4.2三菱FX系列PLC触点串联指令（AND/ANI/ANDP/ANDF） 12 3.4.3三菱FX系列PLC触点并联指令（OR/ORI/ORP/ORF

21、）13 3.4.4三菱FX系列PLC块作指令（ORB / ANB） 14 3.4.5三菱FX系列PLC置位与复位指令（SET/RST） 15 3.4.6传送类指令MOV SMOV CMOV BMOV FMOV15 3.4.7三菱FX系列PLC常数（K、H）18 3.4.8三菱FX系列PLC输入继电器（X） 18 3.4.9三菱FX系列PLC输入继电器（Y） 19 3.4.10辅助继电器 19 3.4.11三菱FX系列PLC定时器（T）20 3.4.12微分指令（PLS/PLF） 22 3.4.13位右移和位左移指令 23 3.5 PLC与七段LED显示器连接设计 24 3.5.1 LED数码管

22、的结构及主要特性 24 3.5.2 PLC与七段数码管方案选择 25 3.5.3 PLC与七段数码管直接连接阻值计算 26 3.5.4 外部硬件接线图 26 第四章 软件设计27 4.1I/O分配 27 4.2根据控制要求进行梯形图设计 28 4.3程序运行过程分析 33 4.4 源程序34 4.5程序的下载、安装和调试 41 第五章 总结与展望 42 致谢43 参考文献45 第一章 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，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。可编程控制器(Progra

23、mmable Logic Controller)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或生产过程。美国电气制造商协会经过4年调查，与1980年将其正式命名为可编程控制器（Programmable Controller），简写为PC。后来由于PC这个名称常常被用来称呼个人电脑（Personal Computer），为了区别，现在也把可编程控制器称为PLC。长见的几种PLC如下图1-1所示：图1-1三种常见的PLC1.1 PLC的简介国际电工委员会（IEC）于198

24、7年对PLC定义如下:PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置,是带有存储器,可以编制程序的控制器。它能够存储和执行指令,进行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术等操作,并通过数字式和模拟式的输入输出,控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关的外围设备,都应按易于与工业控制系统形式一体,易于拓展其功能的原则设计。事实上,PLC就是以嵌入式CPU为核心,配以输入,输出等模块,可以方便的用于工业控制领域的装置。PLC与机器人,计算机帮助设计与制造一起作为现代工业的三大支柱。1.2 PLC的用途与特点1.2.1 PLC的用途PLC的初期由于其价格高于继电器控制装置,使其应用

25、受到限制。但近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降,使PLC的成本下降,同时又由于PLC的功能大大增强,使PLC 的应用越来越广泛,广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、纺织、环保等行业。PLC的应用通常可分为五种类型：（1）顺序控制 这是PLC应用最广泛的领域，用以取代传统的继电器顺序控制。PLC可应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。如注塑机、印刷机械、订书机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。（2）运动控制 PLC制造商目前已提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模版。在多数情况下，PLC把扫描目标位置

26、的数据送给模版块，其输出移动一轴或数轴到目标位置。每个轴移动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。相对来说，位置控制模块比计算机数值控制（CNC）装置体积更小，价格更低，速度更快，操作方便。（3）闭环过程控制 PLC能控制大量的物理参数，如温度、压力、速度和流量等。PID（Proportional Intergral Derivative）模块的提供使PLC具有闭环控制功能,即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。当过程控制中某一个变量出现偏差时,PID控制算法会计算出正确的输出,把变量保持在设定值上。（4）数据处理 在机械加工中，出现了把支持顺序控制的PLC和计算机数

27、值控制（CNC）设备紧密结合的趋向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列，已将CNC控制功能作为PLC的一部分。为了实现PLC和CNC设备之间内部数据自由传递，该公司采用了窗口软件。通过窗口软件，用户可以独自编程，由PLC送至CNC设备使用。美国GE公司的CNC设备新机种也同样使用了具有数据处理的PLC。预计今后几年CNC系统将变成以PLC为主体的控制和管理系统。（5）通信和联网 为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化（FA）系统、柔性制造系统（FMS）及集散控制系统（DCS）等发展的需要，必须发展PLC之间，PLC和上级计算机之间的通信功能。作为实时控制系统，不仅PL

28、C数据通信速率要求高，而且要考虑出现停电故障时的对策。1.2.2 PLC的特点（1）抗干扰能力强，可靠性高 继电接触器控制系统虽具有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了系统的可靠性。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障，PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和复杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。