江南大学plc课程设计报告抢答器Word文档格式.doc

江南大学plc课程设计报告抢答器Word文档格式.doc

《江南大学plc课程设计报告抢答器Word文档格式.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江南大学plc课程设计报告抢答器Word文档格式.doc（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出铃声进行提示。

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”按键后，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.

二、仪器设备及硬件线路

2.1 开发环境

PLC：

西门子300系列PLC

操作系统：

WinXP

开发平台：

STEP7

开发语言：

LAD

2.2 外围器件

开关板：

8*3拨动开关

扬声器*3：

报警用扬声器（*1）、提示用扬声器（*2）

LED*8：

显示抢答组亮灯

数码管*3：

显示抢答组别（*1）、剩余时间（*2）

其他器材：

螺丝刀、导线等

2.3 硬件线路连接

抢答桌

S

S7

S6

S5

S4

S3

S2

S1

S0

三、设计思路与原理

经对设计要求分析，对本次设计有以下几点：

1、参赛选手控制的开关应该选用跳沿有效，且上升沿和下降沿并联有效。

2、数码管显示功能，相对复杂，需要显示抢答者的组别，还有显示计时器的剩余时间，剩余时间的显示又相对更复杂。

3、在进行设计之前我们确定了各功能的实现方式:

1）时间限制：

定时器

2）跳沿信号保持：

中间继电器自锁

3）抢答互锁：

引入使能端作为信号有效的先决条件

4）各个蜂鸣器：

5）组别的数码管显示：

从接LED的Q读取状态，作为MOVE模块使能端

6）获取剩余时间：

从30s定时器的BCD输出获取

7）显示剩余时间：

将读取的BCD位逻辑作为MOVE模块使能端

3.1设计电路分析

3.2MOVE原理

MOVE模块是数据传送指令，当使能端Eable有效时，PLC将IN入口参数自动赋值给OUT端口，OUT端口用字节选址，IN端口可以用字节选址，也可以使用立即数，在本课程设计中，MOVE起到根据需求，将数码管赋值给预先设置好的输出口（直接接数码管的各段）

3.3数码管显示原理

数码管是常用的显示器件，有共阴极和共阳极两种接法，本课程设计中采用共阴极接法，0到9的数字十六进制段码依次如下：

3f,06,5b,4f,66,6d,7d,07,7f,6f。

本设计中，将Q的每一位分别接到每一段的阳极，接法如下：

PLC输出

数码管段

QX.0

a

QX.1

b

QX.2

c

QX.3

d

QX.4

e

QX.5

f

QX.6

g

QX.7

h

四、引脚分配

端口

功能

I0.1

组1开关

I0.2

组2开关

I0.3

组3开关

I0.4

组4开关

I0.5

组5开关

I0.6

组6开关

I0.7

组7开关

I1.0

组8开关

I0.0

主持人开关

备注

T1

30s定时

限时用

T2

0.5s定时

开始提示用

T3

1s定时

抢答提示用

Q4.0

第1组抢到

连接对应

LED灯

Q4.1

第2组抢到

Q4.2

第3组抢到

Q4.3

第4组抢到

Q5.0

第5组抢到

Q5.1

第6组抢到

Q5.2

第7组抢到

Q5.3

第8组抢到

Q4.4

接蜂鸣器

开始计时提示

Q4.5

超时报警

Q4.7

抢答成功提示

QB6

接数码管

显示组别

QB12

剩余时间个位

QB13

剩余时间十位

M1.0

已有人成功抢答

M1.1

时间到

M1.2

抢答使能端

实现互锁

M2.0

检验S0跳沿

电平保持

M2.1

检验S1跳沿

M2.2

检验S2跳沿

M2.3

检验S3跳沿

M2.4

检验S4跳沿

M2.5

检验S5跳沿

M2.6

检验S6跳沿

M2.7

检验S7跳沿

M10.0

剩余时间

十位,BCD_0

M10.1

十位,BCD_1

M11.0

个位,BCD_0

M11.1

个位,BCD_1

M11.2

个位,BCD_2

M11.3

个位,BCD_3

用于暂存S0状态

PLC对跳沿检测必须存在暂存上一状态的区间

M20.1

M20.2

用于暂存S1状态

M20.3

M20.4

用于暂存S2状态

M20.5

M20.6

用于暂存S3状态

M20.7

M21.0

用于暂存S4状态

M21.1

M21.2

用于暂存S5状态

M21.3

M21.4

用于暂存S6状态

M21.5

M21.6

用于暂存S7状态

M21.7

五、程序设计

5.1程序流程图

主持人

闭合开关

30s定时器

清零

0.5s到?

开始提示

蜂鸣器响

N

蜂鸣器关

到时？

30s计时器

开始工作

Y

停止工作

有抢答？

抢答失败

禁止抢答

读剩余时间

送数码管23

信号

自锁

抢答

互锁

抢答提示

1s到?

LED输出

送数码管1

断开开关

抢答锁存

复位

5.2程序流程说明

在每次抢答开始前，主持人断开开关，对抢答状态锁存复位，同时30s定时器停止工作，当再次闭合开关时，所有状态被重置。

1、30s定时器，0.5s定时器开始工作（提供蜂鸣器输出）

2、30s定时器计时完毕，答题失败，不允许再抢答

3、30s到之前，有一个选手抢答，则跳沿检测信号自锁，信号保持；

复位使能端，其他选手不可抢答实现互锁；

根据抢答输出，点亮选手数码管；

1s定时器提供抢答提示音；

30s计数器停止及时，对应数码管维持原值不变。

5.3程序软件设计及分析：

程序段1：

程度端2到9：

选手的抢答信号为跳沿有效，即将开关由0拨至1或由1拨至0，均产生有效的抢答信号，为此采用跳沿检测与置位指令的配合来实现。

这种类型的程序共有8个。

程序段10：

在新的一轮抢答开始之前，必须将6.2中锁存的抢答信号清空，否则会造成系统的误判，使某一组在未拨动开关。

为实现此功能，可以采用主持人开关的低电平有效触发对应M复位来实现。

程序段11到18：

抢答有效信号输出（×

8）：

上述中间继电器M2.0~M2.7只提供对有效跳沿的抢答信号锁存，未实现互锁，为此，通过M触发Q，并在此环节实现互锁功能。

程序段19：

抢答输出使能端（抢答互锁）：

当有一组有抢答信号的有效输出时，将使M1.2置位，使其他组不能再抢答，即优先锁存，实现原理见6.4节。

M1.2信号的检测原理很简单，即在有效时间内，若有一组有效输出，则M1.2置位。

程序段20到21：

延时5s蜂鸣器短暂鸣响

程度端22：

判断是否有人抢答，当任何一组抢答有效后，应及时置位M1.0信号，使定时器停止计时。

程序段23到25：

为蜂鸣器输出，蜂鸣器共三个，分别是开始计时提示，超时报警，抢答成功提示

程序段26到34：

为显示抢答选手号（x8）显示程序

程序段35到48：

其中35到38为计时器显示程序中的十位显示分别为1,2,3。

39到48为计时器计时时间显示中的个位显示

所有的使能端、MOVE模块如下表:

个位显示

使能端

IN

OUT

显示数字

3

常开

79

QB11

2

常闭

91

1

6

63

十位显示

M11.7

M11.6

M11.5

M11.4

QB10

4

102

5

109

125

7

8

127

9

111

六、心得体会

此次课程设计以分组的方式进行，每组有一个题目。

我们做的是抢答器。

通过前期各方面的查资料并学习。

分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。

并且很荣幸的成为第一个完成抢答器设计的小组。

前后，我们经历了简单的四路抢答设计，到违规报警与违规限制的八路抢答设计，到跳沿有效的八路抢答设计，到最后的带LED显示的跳沿有效八路抢答设计，这个过程充分锻炼了我们的学习和合作能力。

通过这次设计实践，我进一步加强了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

通过合作，我们的合作意识得到加强。

合作能力得到提高。

在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。

在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。

做事要学思结合。

在此感谢赵老师对我们的认真指导，耐心地为我们解惑答疑！

19