抢答器PLC控制系统程序设计.docx
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抢答器PLC控制系统程序设计
1绪论…………………………………………………………………….…….2~3
1.1课程题目…………………………………………………………………2
1.2设计目的及要求…………………………………………………………2
1.3原始资料…………………………………………………………………2
1.4课题要求…………………………………………………………………3
1.5日程安排…………………………………………………………………3
1.6主要参考书…………………………………………………………....…3
2器件选择……………………………………………………………………...4~6
2.1PLC的概述……………….….……………………………………………4
2.2抢答器整体功能的介绍…………………….……………………………4
2.3硬件电路设计………………………………………………...……….…4~6
2.3.1控制系统选取…………………………………………………….…4
2.3.2OMRONSYSMAC系列PLC的编程元件介绍……………………5
2.3.3OMRONSYSMAC系列PLC通用定时器……………….……..……6
2.3.4输入继电器与输出继电器……………………………..……………6~7
2.3.5蜂鸣器的说明…………………………………………………..……7
3程序设计…………………………………………………………………….8~13
3.1总体设计思路…………………………………………………….…….8
3.2PLC输入输出口分配…………………………………….…….………9
3.3抢答器的输入输出接线图……………………….………………….…10
3.4抢答器的外部接线图………………………….….…………………….11
3.5抢答器的梯形图………………………….………………………….12~14
4安装、接线及系统联合测试…………………………………………………15
5总结……………………………………………………………………………16
6参考文献…………………………………………………………………….…17
1绪论
1.1课程题目
抢答器PLC控制系统设计
1.2设计目的及要求
1、熟悉电气控制系统的一般设计原则、设计内容及设计程序。
2、掌握电气设计制图的基本规范，熟练掌握PLC程序设计的方法和步骤。
3、学会收集、分析、运用电气设计有关资料及数据。
4、培养独立工作和工程设计能力以及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。
1.3原始资料
1.3.1设备概况
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，只具有抢答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，这部分抢答器已相当成熟。
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。
1.3.2控制要求
1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0-S7表示。
2）设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
3）抢答器具有锁存与显示功能。
即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。
选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。
当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。
5）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
1.4课题要求
1、设计原则：
国家现行有关电气设计规范及主管部门规定等。
2、设计范围：
控制系统主电路及控制电路设计，电器设备选型。
3、设计成果：
课程设计报告（设计说明书及计算书等），主电路图、控制电路图、流程图、I/O端子接线图、梯形图及程序。
（所有成果均应为打印稿）
1.5日程安排
本次课程设计时间共一周，进度安排如下：
1、设计准备，熟悉有关电气设计规范，熟悉课题设计要求及内容。
（1天）
2、分析控制要求、主电路及控制电路方案设计。
（1天）
3、绘制控制流程图、I/O端子接线图。
（1天）
4、梯形图设计、编制程序及程序说明。
（1天）
5、整理计算书及图纸、写课程设计报告。
（1天）
1.6主要参考书
1、《电气控制与可编程控制器应用技术》郁汉琪主编东南大学出版社
2、《工厂电气控制技术》方承远主编机械工业出版社
3、《可编程控制器原理应用网络》徐世许主编中国科学技术大学出版社
4、《工厂常用电气设备手册》（第2版）上、下册中国电力出版社
3程序设计
3.1总体设计思路
当主持人打开启动开关后，在设定时间TO（如30s）内，如果某组抢先按下抢答按钮，则驱动音效电路发出声响（因实验室无蜂鸣器，此次采用小灯泡代替），并且在8段数码管显示器（因实验室无显示器，此次采用BCD码输出至小灯泡代替）上显示出抢答成功的组号，此时电路实现互锁，其他组再按下抢答按钮为无效;
在抢答成功后，定时器停止工作。
显示器显示选手的编号和抢答的时间。
主持人打开开关S，系统清零。
3.2PLC输入输出口分配
I/O分配表：
输入输出
元件符号
地址
元件作用
输入
SB0
0.00
主持人开关
SB9
0.09
复位
SB1
0.01
1号选手按纽
SB2
0.02
2号选手按纽
SB3
0.03
3号选手按纽
SB4
0.04
4号选手按纽
SB5
0.05
5号选手按纽
SB6
0.06
6号选手按纽
SB7
0.07
7号选手按纽
SB8
0.07
8号选手按纽
输出
HR
10.07
蜂鸣器（由小灯泡代替）
HL1
10.01
选手编号BCD码显示
（由小灯泡代替）
HL2
10.02
HL3
10.03
HL4
10.04
HL5
11.01
时间倒计时BCD码显示（十位）
（由小灯泡代替）
HL6
11.02
HL7
11.03
HL8
11.04
HL9
11.05
时间倒计时BCD显示（个位）
（由小灯泡代替）
HL10
11.06
HL11
11.07
HL12
11.08
3.3抢答器的输入输出接线图
3.4抢答器的外部接线图
3.5抢答器的梯形图
1号抢答按钮，输出自锁
2号抢答按钮，输出自锁
3号抢答按钮，输出自锁
4号抢答按钮，输出自锁
5号抢答按钮，输出自锁
6号抢答按钮，输出自锁
7号抢答按钮，输出自锁
8号抢答按钮，输出自锁
（主持人闭合抢答开关SB0，即0.00闭合，抢答开始。
8组选手任一选手按其抢答按钮，将其输出自锁。
当抢答结束或无人抢答时，主持人打开开关SB9，即0.09打开，系统复位清零。
该段梯形图使用互锁，一旦有选手选中，其他选手抢答无效）
开始，触发计时器
定时器，本次实验定时为30秒，以BCD码输出。
8位选手一旦其中一位抢答成功，定时器停止
蜂鸣器
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