八路抢答器PLC控制系统设计文档格式.docx

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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。

第2章系统要求的分析与设计

2.1控制要求分析，设计主电路

2.1.1PLC抢答器的控制要求

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.设置一个系统抢答和清除控制开关S、S8，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，勇士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存到主持人将系统清楚为止。

4.抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由支持人设定（如30秒）。

当主持人启动“开始”按钮后，定时器惊醒减计时，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搭的时间，并保持到主持人将系统清楚为止。

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。

2.2系统设计思想设计

2.2.1系统设计思想

在主持人按动“开始”按钮后，计时器开始计时，同时扬声器蜂鸣0.5秒，此时各参赛选手开始抢答。

各选手之间实行互锁，在一名选手抢先按下抢答按钮时，其他的选手再按抢答按钮则无效。

在选手按下抢搭按钮后，扬声器蜂鸣0.5秒，在LED显示器上显示抢答选手的编号和抢答时间，一直保存到主持人清除位置，此时可以由选手来回答抢答的问题。

在回答环节进行过后，由主持人对此次的抢答显示进行清除，进而进行下一轮的抢答。

2.2.2抢答器电路分析图

第3章PLC控制系统设计

3.1I/O分配设计及硬件选择

3.1.1I/O分配设计

在了解了系统工艺要求和控制要求后,接着要做的就是将I/O通道分配给PLC的指定I/O端子,具体如表3-1所示。

表3-1I/O点的分配与编号

控制信号

信号名称

元件名称

元件符号

地址编号

输入信号

主持人开始开关

常开按钮

S

I0.0

1号选手按纽

S0

I0.1

2号选手按纽

S1

I0.2

3号选手按纽

S2

I0.3

4号选手按纽

S3

I0.4

5号选手按纽

S4

I0.5

6号选手按纽

S5

I0.6

7号选手按纽

S6

I0.7

8号选手按钮

S7

I1.0

主持人复位开关

S8

I1.1

输出信号

扬声器

接触器

KM1

Q0.0

数码显示0LED管的a端

LED显示管端子

--

Q0.1

数码显示0LED管的b端

Q0.2

数码显示0LED管的c端

Q0.3

数码显示0LED管的d端

Q0.4

数码显示0LED管的e端

Q0.5

数码显示0LED管的f端

Q0.6

数码显示0LED管的g端

Q0.7

数码显示1LED管的a端

Q1.0

数码显示1LED管的b端

Q1.1

数码显示1LED管的c端

Q1.2

数码显示1LED管的d端

Q1.3

数码显示1LED管的e端

Q1.4

数码显示1LED管的f端

Q1.5

数码显示2LED管的g端

Q1.6

数码显示2LED管的a端

Q2.0

数码显示2LED管的b端

Q2.1

数码显示2LED管的c端

Q2.2

数码显示2LED管的d端

Q2.3

数码显示2LED管的e端

Q2.4

数码显示2LED管的f端

Q2.5

Q2.6

3.1.2硬件选择

根据对系统装置的分析，选用以下硬件如表3-2所示

表3-2硬件选择表

名称

型号

数量

PLC主机单元

S7-200（226）

1台

控制按钮S、S0-S7、S8

配套

10个

1个

LED显示器

3个

3.2确定I/O信号数量，选择PLC类型

3.2.1系统I/O数量分析

经分析控制系统有主持人控制开始按钮S、复位按钮S8和参赛选手S0-S710个输入，输出有扬声器1个和21个LED显示管端子22个输出，可以确定为10DI/22DO信号量。

3.2.2S7-200系列PLC的CPU的技术指标

表3-3S7-200系列PLC的CPU的技术指标

特性

CPU221

CPU222

CPU224

CPU226

数字输入量（DI）

6

8

14

24

数字输出量（DO）

4

10

16

3.2.3S7-200系列PLC的CPU型号的选择

根据该系统的信号输出量和输出量的数量，配合S7-200的CPU的数字量I/O数量，考虑选用CPU226型号，并且选用EM222（8点输出）作为扩展模块。

3.3I/O接线图

抢答器I/O接线图如图3-1所示

图3-1I/O接线图

3.4程序流程图

图3-2程序流程图

3.5控制程序的编制

3.5.1控制程序编制

1.程序设计及工作过程分析

本次抢答器的设计由于是供8个代表队参赛使用，所以用了八个按钮，分别由S0-S7来表示，主持人开关由开始开关S、复位开关S8来表示，由于此抢答器具有锁存与显示功能，所以梯形图设计中需要用互锁来实现。

当主持人按下开关I0.0时，定时器工作，扬声器发出响声，持续时间0.5秒。

此时八位选手开始抢答，在规定时间内抢答有效，如果定时器时间到了以后，仍无人抢答，则扬声器发出持续蜂鸣警报，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答。

3.5.2程序梯形图

如图所示

图3-2程序梯形图

3.指令语句表程序

使用简易编程器输入程序，将上述梯形图转化成指令语句表的形式，如下所示。

//主持人按下开始按钮（I0.0）

LDI0.0

EU

OM0.0

ANM1.1

=M0.0

//主持人清除上一轮抢答信息（I1.1）

LDI1.1

AM0.0

=M1.1

//定时器开始计时通电延时定时器（30s）

LDM0.0

ANM0.1

ANM0.2

ANM0.3

ANM0.4

ANM0.5

ANM0.6

ANM0.7

ANM1.0

TONT37,+300

//选手1抢答控制

LDI0.1

OM0.1

ANT37

=M0.1

SEG1,QB0

//选手2抢答控制

LDI0.2

OM0.2

=M0.2

SEG2,QB0

//选手3抢答控制

LDI0.3

OM0.3

AM0.0

=M0.3

SEG3,QB0

//选手4抢答控制

LDI0.4

OM0.4

=M0.4

SEG4,QB0

//选手5抢答控制

LDI0.5

OM0.5

=M0.5

SEG5,QB0

//选手6抢答控制

LDI0.6

OM0.6

=M0.6

SEG6,QB0

//选手7抢答控制

LDI0.7

OM0.7

=M0.7

SEG7,QB0

//选手8抢答控制

LDI1.0

OM1.0

ANM0.3

=M1.0

SEG8,QB0

//主持人按下开始按钮SB0（M0.0）及选手抢答成功时扬声器蜂鸣

SQ0.0,1

//扬声器蜂鸣定时控制扬声器蜂鸣时间（0.5s）

LDQ0.0

TONT38,+5

Network14

//扬声器停止蜂鸣

LDT38

RQ0.0,1

//在抢答时间内没有选手抢答扬声器蜂鸣

LDNM0.1

AT37

=Q0.0

//主持人按下开关显示器显示30

MOVW30,VW200

//主持人按下开关定时器倒计时开始并显示

ASM0.5

-IVW200,1

//选手抢答成功显示并锁定抢答时间

LDSM0.0

MOVW30,VW202

AENO

DIVVD200,10

SEGVB201,QB1

SEGVB203,QB2

结束语

通过本次课程设计使我比较系统地掌握有关PLC控制系统的设计思想和设计方法，主要对PLC（西门子S7-200）的结构、功能、内部资源等了解并对其进行测试和加以应用的知识得到学习。

经过多次的反复实验与分析,可以对电路的原理及功能更加熟悉,同时提高了设计能力与及对电路的分析能力.同时在软件的编程方面得到更到的提高,对编程能力得到加强.同时对所学的知识得到很大的提高与巩固.

我在这次课程设计中，刚开始我没有完全明白设计要求走了不少错路耽误了不少时间，在老师的指导下我才慢慢的弄明白。

经过这次设计我学会了怎么去发现问题，解决问题。

遇到不明白的问题都会去找寻相关的资料或者的去询问老师。

从中学到了很多知识。

这次课程设计我们把我们的课堂理论知识运用到实际生活中，贴近生活，实现我们的人生价值。

并且通过对知识的综合利用，加入个人的分析和比较，加深了了我们对理论知识的理解和运用。

也让我了解了关于PLC设计原理。

有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。

遇到问题和同学互相讨论交流。

我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。

多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。

通过这次PLC控制抢答器设计，让我对PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解。

经过一个星期的PLC课程设计，在老师的指导和同学们的帮助下，完成了本次课程设计，由于缺乏设计经验，在设计中有许多忽略或考虑不周全的地方，多亏老师的指点和同学的提醒让我能及时纠正。

在这论文完成之时，首先衷心感谢我的指导老师李杰老师。

在李老师的悉心指导下，本课题的设计任务才能最终完成。

另外，要感谢我的同学积极的帮助，能及时一起讨论发现错误改正错误使设计少走错路。

在课下我反复的阅读课本，弄清楚PLC的工作原理，对每条指令都争取理解清楚，这也是我这次课程设计能够完成的重要因素之一。

其次，也要感谢那些帮助过我们的同学，是他们不厌其烦的回答我们的疑问，解决了不少我们不太明白的设计上的难题，使我们能够顺利的完成调试工作。

总之，本次毕业设计能够能顺利完成，李杰老师倾注了大量的心血和汗水，在此，向李杰老师致以最诚挚的谢意。

参考文献

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机械工业出版社，1998

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天津大学出版社，2001

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机械工业出版，2206.

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机械工业出版社，2005.

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北京邮电大学出版社，2009.

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