基于PLC的四路抢答器设计报告.docx
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基于PLC的四路抢答器设计报告
基于PLC的四路抢答器设计报告
河南农业大学
《PLC生产实训》
报告
实训题目：
基于PLC的智力竞赛抢答器
学院：
理学院
班级：
电子信息科学与技术一班
组员：
相贺鹏、朱泽雷、张少华
指导教师：
腾红丽
成绩：
时间：
2014年12月30日至2015年1月4日
一、实训目的
《PLC生产实训》是一门实践课程。
本实训是配合《可编程控制器原理及应用》课程教学大纲、要求和课程实施计划展开。
通过本课程的实训，使学生在学习了西门子S7-200系列PLC理论知识的基础上，通过上机编程和程序调试实训，进一步提高S7-200系列PLC的应用能力；了初步掌握PLC控制系统的分析、设计能力；掌握PLC的基本原理和选型应用方法，能够根据设备的工艺过程和控制要求正确选用可编程控制器及配套的常用功能模块。
通过实习，要求学生能熟练掌握PLC的理论知识和实验中所掌握的实践知识，能正确地进行系统设计，并通过实验使学生获得软件设计的初步能力。
在实习的全过程中，培养学生勤奋学习、求真、求实的科学品德，培养学生的动手能力、观察能力、查阅文献能力、思维能力、想象能力、表达能力，为今后从事相关的专业技术工作打下基础。
二、实训要求
PLC实训是对综合应用能力的培养，因此在实训过程中要求能够主动思考，积极参与。
每个同学必须做到的是：
根据工艺要求，分析控制要求，设计控制程序，然后再进行编程、调试，以满足加工所要求的基本工艺过程。
个别有能力的同学可以在原有控制要求的基础上进一步完善相应的控制环节，或者结合实际（例如根据控制的某些特点），提出合理化建议并编程实现。
三、实训内容
基于PLC的智力竞赛抢答器，其系统控制流程图如图1所示:
S3
S1
主持人按钮
S5
计时电路
图1
其PLC的硬件连接图如下图2所示：
图2
四、控制要求
控制任务：
有4个抢答席和1个主持席，每个抢答席席上各有1个抢答按钮和1个抢答指示灯。
参赛者在允许抢答时，第一个按下抢答按钮的抢答席上的指示灯将会亮，且释放抢答按钮后，指示灯仍然亮；此后另外两个抢答席上即使在按各自的抢答按钮，其指示灯也不会亮。
这样主持人就可以轻易的知道谁是第一个按下抢答器的。
该题抢答倒计时结束后，指示灯熄灭，又可以进行下一题的抢答比赛。
工艺要求：
本控制系统有五个按钮，其中4个常开按钮S1、S2、S3、S4，一个常闭S0。
另外，作为控制对象有4盏灯H1、H2、H3、H4。
5、设计思路及实施方案
（一）整体设计：
根据PLC智能抢答器的控制要求，应用程序采用一体化结构。
通过PLC控制程序来实现整体的运行，系统仅需要少量的按钮和接口，一般的PLC配置都可运行。
该系统本着简单易懂、可靠性强、适应性强等方面进行设计。
在抢答时只需按动按钮即可数码管在系统程序的控制下自动显示组号以及倒计时时间。
安全、可靠、省时、省力、价格便宜。
控制软件应用SIEMENS编程软件，采用梯形图语言编写,根据系统控制要求，进行针对性设计，要充分保证系统的安全，保证整个系统的运行安全可靠。
自动条件下，必须复位后在满足自动条件下才能进行自动运行程序，当中充分应用各个过程的互锁来保证系统的安全。
（2）PLC控制主要程序：
当主持人按下I0.0按钮后，选手才能正常抢答，如下图3所示：
图3
四组选手的抢答程序如图4所示：
图4
当选手抢答成功后，答题计时开始，程序如图5所示：
图5
六、输入输出端口分配（I/0分配表）
抢答器的PLC控制系统的I/O端口如下表1所示：
PLC输入信号
PLC输出控制信号
S1（I0.1）
抢答席1上的抢答按钮
H1（Q0.1）
抢答席1上的指示灯
S2（I0.3）
抢答席2上的抢答按钮
H2（Q0.2）
抢答席2上的指示灯
S3（I0.3）
抢答席3上的抢答按钮
H3（Q0.3）
抢答席3上的指示灯
S4（I0.4）
抢答席4上的抢答按钮
H4（Q0.4）
抢答席4上的指示灯
S5（I0.5）
主持席上的开始抢答按钮
H5（Q0.5）
主持席上的指示灯
I0.0
抢答器工作按钮
表1
七、编写程序，上机调试
梯形图如下图6所示：
图6
程序指令表2如下：
表2
八、实训小结
在自己的努力、组员的帮助和老师的指导下，终于完成了此次实训。
通过思考，我发现可以做适当扩展。
当给电路加入适当的编、译码器件，就可以将指示灯变为直观的数字显示，对外围电路稍加修改，就可以变成多路多人抢答器，如六路或十路等，改为多路多人抢答器，可以在梯形图中再加入两路或六路分支即可。
通过这次实训，学习了S7-200系列PLC的基本指令和功能指令，系统地掌握了PLC在工业自动化控制系统中的应用以及计算机控制的相关知识，更加了解可编程控制器的构造及应用。
激发了我们的创新意识，为今后从事专业技术工作打下了扎实的基础。
【参考文献】
[1]廖常初.PLC基础及应用.北京：
机械工业出版社.
[2]史国生.电气控制与可编程控制器技术.北京：
化学工业出版社，2003.
[3]孙振强.可编程控制器原理及应用教程.北京：
清华大学出版社.
[4]阮友德.电气控制与PLC实训教程.北京：
人民邮电出版社，2006.
[5]陈宇．可编程控制器基础及编程技巧［M］．广州：
华南理工大学出版社，1999．
[6]彭利标，徐耀生，王芯．可编程控制器原理及应用［M］．西安：
西安电子科技大学出版社，2000．
[7]邓则名，邝穗芳．电器与可编程控制器应用技术［M］．北京：
机械工业出版社，1999．
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