智力竞赛抢答器显示系统PLC控制毕业论文.doc

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1、 智力竞赛抢答器显示系统PLC控制摘要随着微处理器、计算机和数字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了。而实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器，目前市场上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的，只具有强大锁定功能的一个电路，以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品，这部分抢答

2、器已经相当成熟，现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现、屏幕显示、按键发光等多种功能，但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单（有的甚至没有显示电路），无法判断提前抢按钮的行为，不便于电路升级换代，本设计要求就是利用PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用PLC本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。关键词：PLC 智力抢答器目录第一章 绪论1.1 PLC的概述1.2 PLC的历史和发展1.3 PLC的特点和应用第二章 抢答器设计内容2.1 控制要求2.2 I/O分配表2.3 I/O接线图2.4 梯形图的设计

3、2.5 程序说明总结致谢参考文献第一章绪论1.1 PLC的概述可编程控制器（Programmable Logic Controller）,简称PLC。它是20世纪70年代以来，在集成电路，计算机基础上发展起来的一种新型工业控制设备。由于具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，国外已广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业生产自动化技术的支柱产品。近年来，国内在技术与产品开发应用方面发展很快，除有许多从国外引进的设备、自动化生产线外，国内的机床设备已越来越多地采用控制系统取代传统的继电接触器控制系统。国产的小型性能也基本达到国外同类产品的技术指标。因此，作为一名

4、电气工程技术人员，必须掌握及其控制系统的基本原理与应用技术，以适应当前电气技术的发展需要。1.2 PLC的历史和发展年研制成功了第一台可编程控制器-，并在汽车自动装配线上试用成功。随着应用领域日益扩大，技术及其产品仍在继续发展，其结构不断改进，功能日益增强，性能价格比越来越高。1.3PLC的特点和应用1.3.1 PLC的特点：之所以高速发展，除了工业自动化的客观需要外，还有许多适应工业控制的独特的优点，它较好地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题，以下是其主要特点。1可靠性高、抗干扰能力强；2编程简单、易于掌握；3设计、安装容易，维护工作量少；4.功能强，通用性好；

5、5.开发周期短，成功率高；6体积小，重量轻、功耗低。1.3.2 PLC的应用目前，在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保以及文化娱乐等各行各业。随着性能价格比的不断提高，其应用范围不断扩大，大致可归结为如下几类。1.开关量的逻辑控制；2.位置控制；3.过程控制；4.数据处理；5.通信联网；第二章智力抢答器设计内容参加竞赛人分为儿童组、学生组、成人组，其中儿童两人，成人两人，学生为一人，主持人一人，抢答系统示意图如图：成人学生 SB11 SB12 SB21 SB31 SB32儿童 L1 L2 L3学生 L0 SB0 SB1.控制要求（1）当主持人按

6、下SB0后，指示灯L0亮，表示抢答开始，参赛者方可开始按下按钮抢答，否则违例（此时抢答者桌面上灯闪烁）。（2）为了公平，要求儿童组只需一人按下按钮，其对应的指示灯亮，而成人组需要二人同时按下两个按钮对应的指示灯才亮。（3）当一个问题回答完毕，主持人按下SB1，一切状态回复。（4）当抢答开始后时间超过30S，无人抢答，此时铃响，提示抢答时间已过，此题作废。2.2 I/O分配表的确定根据控制要求I/O分配表抢答系统I/O分配表2.3 I/O接线图 SB0 KM1 SB1 KM2 SB11 KM3 SB12 SB21 KM4 SB31 KM5 SB32X0 Y0X1 Y1X11 Y2X12X21 Y

7、3X31 Y4X32COM COM220V2.4梯形图的设计根据控制要求，设计对应的梯形图设计过程：（1）首先把三盏抢答成功亮的灯L1、L2、L3对应的Y1、Y2、Y3按照要求（2）接通，因此X11与X12为并联，而X31、X32为串联，因为抢答用的是按钮，因此分别加上自锁。（2）因为要在主持人的Y0接通后才能抢答，增加一条X0接通Y0的电路。（3）抢答开始后（Y0通）30s无人抢答，铃响，增加电路，T0接通Y4（铃）。（4）用X1动断触点复位，使所有状态返回。（5）一组人抢答成功后，其他组抢答无效，增加了Y1、Y2、Y3之间的动断触点互锁。（6）在所有人抢答的情况下，应考虑Y4不能被T0接通

8、，因此在Y4线圈电路中串入Y1、Y2、Y3动断触点。（7）若在主持人没有启动X0 Y0接通的情况下，有人按抢答按钮，即违例操作时，采用该组灯闪烁。增加了震荡电路T1、T2，将此T2动合触点串入Y1、Y2、Y3线圈电路中，再用Y0短接。同时考虑违例抢答后，因按钮保证在按钮返回违例灯闪不能熄，增加了M1、M2、M3记忆回路。（8）考虑成年人一人违例抢答即出现违例灯闪。通过编程和修改智力竞赛抢答显示系统对应的梯形图。2.4 梯形图的设计 X11 Y2 Y3 X1 T2 Y1 X12 儿童组抢答灯 Y0 Y1 M1 X21 Y1 Y3 X1 T2 Y2 Y2 学生抢答灯 Y0 M2 X31 X32 Y

9、2 Y1 X1 T2 Y3 M3 成人组抢答灯 Y3 Y0 X0 X1 抢答开始灯 Y0 Y0 T0 K300 T0 Y1 Y2 Y3 X1 无人抢答 Y4 T2 T1 K2 T1 T2 X11 Y0 X1 K2 儿童抢答违例 M1 X12 M1 X21 Y0 X1 M2 M2 学生抢答违例 X31 Y0 X1 M3 X32 成人抢答违例 M3总结经过半个学期的努力，在老师和同学的帮助下做完了毕业设计的工作，由于自己知识的缺乏及能力的有限仍然不是那么完善。但经过本次课程设计，让我更加深刻的学习和巩固了电器控制及PLC这门课程，不仅从理论上掌握了课堂上没有学懂得知识，还从实践中拓宽了我 的知识面，让我对我们专业的知识有了更加全面的认识，更加清晰的认识到我们专业知识的实用性是如此的强，可以通过平时的知识自己设计很多有意思的电子产品，不仅能培养我们的兴趣爱好，更对我们今后的发展起到至关重要的作用。 在这次课程设计中遇到了很多问题，也获得了很多意想不到的知识，感谢老师的悉心教导才有了我们的设计取得突破性进展。 参考文献1.廖常初主编PLC编程及应用（第3版）机械工业出版社2008年6月2.基于PLC技术的交通信号灯控制与设计-商场现代化2005（24）3.王淑英编著电器控制与PLC机械工业出版社2006年12月 1