您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 电子/通信 > 综合/其它 > 2基于PLC四路抢答器的设计
济源职业技术学院毕业设计I设计任务书设计题目:基于PLC四路抢答器的设计设计要求:1.抢答器可同时供四组选手参加比赛2.主持人有三个控制按钮,用来控制抢答开始、复位和答题计时的开始。3.每当主持人发出开始抢答指令后,那组选手最先按下抢答按钮,则数码管1就显示该组的编号,同时绿色指示灯亮,音响电路给出信箱提示信号(持续3S),以指示抢答成功,并对其后的抢答信号不再响应。选手答题完毕后,由主持人按下复位按钮,系统才能开始下一轮抢答。4.违规抢答:若选手在未开时抢答试题时抢答了,则视为违规,违规时数码管1显示其编号,同时红灯亮,音响电路发出声响。5.抢答限时:当主持人按下开始按钮后,定时器T0开始计时(设定30S)。若30S时限到仍无人抢答,则黄灯亮、音响电路3发出声响,以示选手放弃该题。6.答题限时:在抢答成功后,主持人按下答题计时开始按钮,同时数码管2、3上显示答题倒计时时间(该时间设定为50S),选手必须在设定的时间内完成答题。否则,音响电路发出答题超时报警信号设计进度要求:第一、二周:确定题目,查阅资料,根据要求分析抢答器的设计、工作原理。第三、四周:根据工作原理画流程图并编译梯形图,并进行硬件设计。第五、六周:对软件设计,进行上机调试,找出问题,进行修改,并改进设计。第七、八周:撰写论文,毕业答辩。指导教师(签名)济源职业技术学院毕业设计II摘要近年来随着科技的飞速发展,PLC的应用不断地走向深入,同时带动传统的控制检测技术的不断更新,可编程控制器由于其优良的控制性能,极高的可靠性,在各行各业中的应用日益广泛普及。对于抢答器其广泛用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用,为竞赛增添了刺激性、娱乐性,在一定程度上丰富了人们的业余生活,并且给人的视觉效果非常好,是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。本次设计是利用PLC(ProgrammableLogicController)对PLC控制的四路智力抢答器进行控制。首先,选择这个题目之后,我对本次设计进行了全面的思考。使自己对本次设计有一个大致的总体思路,然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理,以及它的一些工作过程,分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。考虑到只是PLC控制的四路智力抢答器则输出端口需要25个,输入端口需要7个,由于PLC具有可靠性高、体积小、通用性、使用方便等优点,因此,我决定选用SIMATICS7-200系列的CPU226和数字量扩展模块EM223作为本次设计的PLC。具有方便灵活,维护使用方便等特点。关键词:智力控制,四路抢答器,PLC济源职业技术学院毕业设计III目录摘要................................................................II1PLC四路抢答器概述...................................................11.1PLC四路抢答器概述................................................11.2PLC智能抢答器的工作原理..........................................32PLC概述.............................................................42.1PLC的产生、定义、组成、特点及发展趋势............................42.2PLC工作原理......................................................92.3PLC的编程语言...................................................102.4PLC的分类及性能指标.............................................103系统硬件设计.......................................................123.1控制系统选取.....................................................123.2控制系统的硬件组成...............................................123.3系统控制要求.....................................................133.4控制系统I/O分配表...............................................143.5系统硬件连接图...................................................154系统软件设计.......................................................174.1整体设计.........................................................174.2PLC控制程序.....................................................185模拟运行与调试过程.................................................365.1程序的模拟运行...................................................365.2程序的现场调试...................................................37致谢................................................................43参考文献..............................................................44济源职业技术学院毕业设计11PLC四路抢答器概述1.1PLC四路抢答器概述抢答器广泛用于电视台、商业机构及学校,为竞赛增添了刺激性、娱乐性,在一定程度上丰富了人们的业余生活。本文介绍一种数字式抢答器,能使四个队同时参加抢答,赛场中设有1个裁判台,4个参赛台,分别为1号、2号、3号、4号参赛台.总体设计选用西门子PLC控制,抢答操作方便,在很多的场所都可以使用,并且给人的视觉效果非常好。抢答器,顾名思义就是用于比赛时,跟对手比反应时间,思维运转快慢的新型电器。随着社会科技技术的不断发展,他的应用场合也随之增加;技术含量大大提升;更加方便可靠。目前,形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校及企事业单位,它为各种竞赛增添了刺激性、娱乐性,在一定程度上丰富了人们的业余生活。用PLC进行知识竞赛抢答器设计,其控制方便,灵活,只要改变输入PLC的控制程序,便可改变竞赛抢答器的抢答方案。PLC智能抢答器与单片机抢答器相比,在许多方面都显示出优越性.首先说一下单片机抢答器,所谓单片机系统就是采用目前市场上的单片机CPU及其它外围芯片,根据不同系统设计电路板,最终设计成一台简易的计算机系统,并在此基础上设计程序以达到所要求的控制功能。这种形式在80年代国内很流行,但由于受到本身可靠性及其它方面的限制,目前除了仪表上仍然采用外,在工业现场的应用已逐步被PLC所代替。单片机的可靠性:由于目前国内市场上的单片机芯片的品质良莠不齐,很大一部分还是国外筛选出来的次等品,加上其它外围元件(如电阻、电容等)的参数离散性也很大,批量小的产品不可能经过筛选配对等技术处理,因此这样的产品很难做到很好的一致性和高可靠性,因为任一元件的参数偏离设计要求都会引起系统的不稳定。另外,单片机的所有器件均不是工业级的,抗干扰性特别是抗电源干扰能力很弱,而国内的电源一般都很差,加上压片机的变频调速对电源的干扰很大,因此,更可能引起单片机系统的不稳定。单片机的可扩展性:由于单片机的线路是根据一定的功能要求特别设计的,所济源职业技术学院毕业设计2以要增加一个功能就要重新设计线路,而且对应的程序都要重新设计。这样对于增加功能的开发成本和周期都会增加。单片机的可维护性:一旦单片机系统出现故障,很难诊断出故障元件,最简单的方法是更换整个系统,这样维修成本增加了。操作:现在国内单片机系统的操作均采用自设计的键盘,设定数据用拨码开关,显示用LED,整个面板显得繁锁,而且为了减少操作键,设计时往往一键多用,操作人员很难脱开说明书操作。特别是故障显示只能显示故障代码,一旦发生故障,操作人员必须翻阅说明书方能发现故障所在,最终按说明书指示排除故障,这样排除故障的时间相对较长。总之,这样的人机对话不够友善。特点:不可靠,价格便宜。可编程控制器(PLC):所谓PLC系统就是采用目前市场上各大工业控制厂家生产的可编程控制器,根据要求选用不同的模块,在此基础上设计程序以达到所设计的功能。这种形式目前在工业现场应用最为广泛。PLC的可靠性:进口PLC采用的CPU都是生产厂家专门设计的工业级专用处理器,其余各元件也是直接向生产厂家购买的,经过严格挑选的工业级元件,另外它的电源模块也是集各大公司工业控制的经验而特别设计的,抗干扰性特别是抗电源干扰能力有很大提高,即使在电源很差和变频调速的干扰下仍能正常工作。PLC的可扩展性:要增加一个功能只要增加相应的模块和修正对应的程序,而PLC的编程相对比较简单,这样对于开发周期会缩短。PLC的可维护性:PLC本身有很强的自诊断功能,一旦系统出现故障,根据自诊断很容易诊断出故障元件,即使非专业人员也能维修,如果故障由于程序设计不合理引起,由于它提供完善的调试工具,要找出故障也较为简单。操作:PLC的操作采用触摸式操作终端,人机界面,全屏显示,上面设计了很详尽的操作指南,即使第一次使用,也能根据提示顺利操作,这就降低了对操作人员的要求,一般工人也能很快掌握。另外,一旦系统发生故障,画面自动切换到故障提示画面,提示故障原因和排除方法。甚至可以显示故障在机器上的位置,维修人员可以根据提示很快排除故障。特点:价格与前二种控制器相比略贵,可靠性好,操作简单。济源职业技术学院毕业设计31.2PLC智能抢答器的工作原理我所设计的PLC智能抢答器是适合四个人抢答的四路抢答器,现在以四路抢答器为例。给竞赛主持人设置了3个控制按钮,用来控制开始、复位、答题计时,每当主持人发出开始抢答指令后,那组选手最先按下抢答器按钮,则数码管就显示该组的编号,同时绿色指示灯亮,音响电路发出声响提示信号(持续三秒)以指示抢答成功,并对其后的抢答信号不在相应,选手答题完毕后,由主持人按下复位按钮,系统开始下一轮抢答。若选手在未开始抢答时提前抢答了,则视为违规,违规时数码管显示其编号同时红灯亮音响电路发出声响。当主持人按下抢答器按钮时定时器T0开始计时(设定30秒)若30秒限制到时仍无人抢答则黄灯亮音响电路发出声响,以示选手放弃该题。在抢答成功后,主持人按下答题计时按钮,同时数码管显示答题倒计时时间改时间可根据需要调节,此设定为50秒,选手必须在设定时间内完成答题,否则,音响电路发出超时报警信号。其中以上功能都通过编制的PLC程序来控3个制数码管和3个指示灯以及一个喇叭来实现,如图1.1所示:图1.1抢答器模型图济源职业技术学院毕业设计42PLC概述2.1PLC的产生、定义、组成、特点及发展趋势2.1.1PLC的产生可编程序控制器(ProgrammableLogicController,简称PLC),是随着科学技术的进步与现代社会生产力式的转变,为适应多品种、小批量生产的需要而产牛、发展起来的一种新型的工业控制装置。PLC从1969年问世以来,虽然至今还不到4
本文标题:2基于PLC四路抢答器的设计
链接地址:https://www.777doc.com/doc-4346069 .html