基于三菱FX2N的PLC搶答器控制設(shè)計(jì).doc

江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（ 2013 屆 ）設(shè)計(jì)（論文）題目 基于三菱FX2N的PLC搶答器控制設(shè)計(jì) 辦 學(xué) 點(diǎn) （系） 連云港 （信息工程系） 專 業(yè) 機(jī)電一體化 班級(jí) 08機(jī)電（五） 學(xué)號(hào) 0839010307 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 徐以標(biāo) 職稱高級(jí)技師 2012年12月22日江蘇城市職業(yè)學(xué)院教處江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)【摘要】：三菱FX2N系列PLC（Programmable Logic Controller）控制四路搶答器，并且詳細(xì)分析介紹了控制方案。眾所周知，搶答器的應(yīng)用極為廣泛，在各種智力競(jìng)賽及各種娛樂(lè)上用來(lái)作為公正的競(jìng)爭(zhēng)裁判者，促進(jìn)了勤動(dòng)腦、愛(ài)思考的理念。因此人們對(duì)于搶答器的需求越來(lái)越大，由于PLC具有可靠性高、體積小、通用性、使用方便等優(yōu)點(diǎn),具有方便靈活，維護(hù)使用方便等特點(diǎn)。本文采用了三菱 FX2n-32MR型PLC 作為核心控制器進(jìn)行搶答器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、程序指令、梯形圖以及輸入輸出端子的分配方案。同時(shí)根據(jù)搶答器的控制要求和特點(diǎn),確定PLC 的輸入輸出分配,并進(jìn)行調(diào)試?！娟P(guān)鍵字】：PLC；四路搶答器 ;設(shè)計(jì) 目錄1 可編程邏輯控制器PLC概述11.1PLC的簡(jiǎn)介11.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)21.3 PLC的工作原理41.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域52搶答器簡(jiǎn)介72.1 搶答器的分類72.2 基于PLC的搶答器的總體設(shè)計(jì)要求83基于PLC的搶答器的硬件設(shè)計(jì)93.1控制器93.2顯示設(shè)計(jì)103.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)113.4 I/O分配113.5按鈕顯示123.6硬件控制接線圖134基于PLC的搶答器的軟件設(shè)計(jì)144.1搶答器程序144.2程序運(yùn)行過(guò)程的分析18總 結(jié)19參考文獻(xiàn)20致 謝211 可編程邏輯控制器PLC概述自二十世紀(jì)六十年代美國(guó)推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來(lái)，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開(kāi)關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。 可編程控制器（PLC）是一種新型的通用自動(dòng)化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制功能強(qiáng)，可靠性高，用靈活方便，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用越來(lái)越廣泛?？删幊炭刂破鳎≒rogrammable Logic Controller)即PLC?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。他以微處理為核心，用編寫的程序不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來(lái)控制機(jī)械設(shè)備將其正式命名為可編程控制器（Programmable Controller），簡(jiǎn)寫為PC。后來(lái)由于PC這個(gè)名稱常常被用來(lái)稱呼個(gè)人電腦（Personal Computer），為了區(qū)別，現(xiàn)在也把可編程控制器稱為PLC。1.1PLC的簡(jiǎn)介國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）于1987年對(duì)PLC定義如下:PLC是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是帶有存儲(chǔ)器，可以編制程序的控制器。它能夠存儲(chǔ)和執(zhí)行指令，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)等操作,并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形式一體，易于拓展其功能的原則設(shè)計(jì)。事實(shí)上,PLC就是以嵌入式CPU為核心，配以輸入，輸出等模塊，可以方便的用于工業(yè)控制領(lǐng)域的裝置。PLC與機(jī)器人，計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)與制造一起作為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱。1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖1所示： 圖1 PLC硬件結(jié)構(gòu)1.中央處理單元（CPU）在可編程序控制器控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當(dāng)與人的大腦，它不斷地采集輸入信號(hào)執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。 2、存儲(chǔ)器（Memory） 可編程控制器的控制中樞，在系統(tǒng)監(jiān)控下工作，承擔(dān)著將外部輸入的信號(hào)的狀態(tài)寫入映像寄存器區(qū)域，然后將結(jié)果送到輸出映像寄存器區(qū)域。 3、基本I/O接口電路 輸入(Input)模塊和輸出(Output)模塊簡(jiǎn)稱為I/O模塊，它們是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和CPU模塊的橋梁。 輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)。數(shù)字量(或稱開(kāi)關(guān)量)輸入模塊用來(lái)接收從按鈕、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等發(fā)出的數(shù)字量信號(hào)。模擬量輸入模塊用來(lái)接收電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號(hào)。數(shù)字量輸出模塊用來(lái)控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備。模擬量輸出模塊用來(lái)控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置。4、接口電路 PLC接口電路分為I/O擴(kuò)展接口電路和外設(shè)通信接口電路兩類(1) I/O擴(kuò)接口電路I/O擴(kuò)展接口電路用連接I/O擴(kuò)展單元，可以用來(lái)擴(kuò)充開(kāi)關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)和增加模擬量的I/O端子。I/O擴(kuò)展接口電路采用并行接口和串行接口兩種電路形式。根據(jù)被控制對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)和要求，確定用戶所需的輸入、輸出設(shè)備，據(jù)此確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。(2) 外設(shè)通信接口電路通信接口電路用于連接手持編程器或其他圖形編程器、文本顯示器，并能組成PLC的控制網(wǎng)絡(luò)。PLC通過(guò)PC/PPI電纜或使用MPI卡通過(guò)RS-485接口和電纜與計(jì)算機(jī)連接，可以實(shí)現(xiàn)編程、監(jiān)控、聯(lián)網(wǎng)等功能。 5、電源 PLC內(nèi)部配有一個(gè)專用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，將交流/直流供電電源轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部電源需要的工作電源（5V直流）。當(dāng)輸入端子為非干接點(diǎn)結(jié)構(gòu)時(shí)，為外部輸入元件提供24V直流電源（僅供輸入點(diǎn)使用）。1.3 PLC的工作原理掃描技術(shù) 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 (一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 (二) 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 (三) 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。 同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略，那么二者之間就沒(méi)有什么區(qū)別了。 一般來(lái)說(shuō)，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。PLC信號(hào)傳遞過(guò)程，如圖2所示：圖2 PLC的傳遞過(guò)程1.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國(guó)內(nèi)外己廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納如下幾類：（1）開(kāi)關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代了傳統(tǒng)的繼電器，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，又可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線；如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。（2）模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位元元和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬控制。（3）運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾科都是有運(yùn)動(dòng)控制功能。廣泛地用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。（4）過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLD模塊，目前許多小型PLC也具有PID功能。PID處理一般是運(yùn)用專用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。（5）數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成資料的采集、分析及處理。這些資料可以與儲(chǔ)存在內(nèi)存中的參考值比較、完成一定的控制操作，也可以利用功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?，?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于程控系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。（6）通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通訊功能。紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通訊接口，通訊非常方便。變?yōu)槎M(jìn)制碼。2搶答器簡(jiǎn)介搶答器廣泛應(yīng)用于電視臺(tái)、商業(yè)機(jī)構(gòu)及學(xué)校，為競(jìng)賽增添了刺激性、娛樂(lè)性，在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。以下介紹一種簡(jiǎn)單式搶答器，能使四個(gè)隊(duì)同時(shí)參加搶答,賽場(chǎng)中設(shè)有1個(gè)裁判臺(tái)，4個(gè)參賽臺(tái)，分別為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)參賽臺(tái). PLC控制,搶答操作方便，在很多的場(chǎng)所都可以使用，并且給人的視覺(jué)效果非常好。搶答器，顧名思義就是用于比賽時(shí)，跟對(duì)手比反應(yīng)時(shí)間，思維運(yùn)轉(zhuǎn)快慢的新型電器。隨著社會(huì)科技技術(shù)的不斷發(fā)展，他的應(yīng)用場(chǎng)合也隨之增加；技術(shù)含量大大提升；更加方便可靠。目前, 形式多樣、功能完備的搶答器已廣泛應(yīng)用于電視臺(tái)、商業(yè)機(jī)構(gòu)、學(xué)校及企事業(yè)單位, 它為各種競(jìng)賽增添了刺激性、娛樂(lè)性, 在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。用PLC進(jìn)行知識(shí)競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)，其控制方便，靈活，只要改變輸入PLC的控制程序，便可改變競(jìng)賽搶答器的搶答方案。PLC智能搶答器與單片機(jī)搶答器相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性.首先說(shuō)一下單片機(jī)搶答器，所謂單片機(jī)系統(tǒng)就是采用目前市場(chǎng)上的單片機(jī)CPU及其它外圍芯片，根據(jù)不同系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路板，最終設(shè)計(jì)成一臺(tái)簡(jiǎn)易的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程序以達(dá)到所要求的控制功能。這種形式在 80年代國(guó)內(nèi)很流行，但由于受到本身可靠性及其它方面的限制，目前除了儀表上仍然采用外，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用已逐步被PLC所代替。2.1 搶答器的分類（1）電子搶答器 電子搶答器的中心構(gòu)造一般都是由搶答器由單片機(jī)以及外圍電路組成，其搭配的配件不同又分為，非語(yǔ)音非記分搶答器和語(yǔ)音記分搶答器。多適用于學(xué)校和企事業(yè)單位舉行的簡(jiǎn)單的搶答活動(dòng)。非語(yǔ)音記分搶答器構(gòu)造很簡(jiǎn)單，就是一個(gè)搶答器的主機(jī)和一個(gè)搶答按鈕組成，在搶答過(guò)程中選手是沒(méi)有記分的顯示屏。語(yǔ)音記分搶答器是有一個(gè)搶答器的主機(jī)和主機(jī)的顯示屏和選手的記分顯示屏。（2）電腦搶答器 電腦搶答器又分為無(wú)線電腦搶答器和有線電腦搶答器。無(wú)線電腦搶答器的構(gòu)成是由：主機(jī)和搶答器專用的軟件和無(wú)線按鈕。無(wú)線電腦搶答器利用電腦和投影儀，可以把搶答氣氛活躍起來(lái)，一般多使用于電臺(tái)等大型的活動(dòng)。有線電腦搶答器也是由主機(jī)和電腦配合起來(lái)，電腦在和投影儀配合起來(lái)，利用專門研發(fā)的配套的搶答器軟件，可以十分完美的表現(xiàn)搶答的氣氛。2.2 基于PLC的搶答器的總體設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)總結(jié)實(shí)際比賽的經(jīng)驗(yàn)，由總控制臺(tái)控制四路搶答選手的各項(xiàng)操作。A.B.C.D四個(gè)人桌上各有一個(gè)搶答按鈕，分別接到PLC的X0.X1.X2,X3輸入端，通過(guò)Y0,Y1,Y2,Y3,用四個(gè)燈L1,L2,L3,L4顯示他們的搶答信號(hào)。在具體說(shuō)明如下：1）當(dāng)控制按下開(kāi)始開(kāi)關(guān)SB0時(shí)，搶答開(kāi)始，最先按下按鈕的搶答者對(duì)應(yīng)的亮，與此同時(shí)，另外三個(gè)搶答者的燈不亮。2）在Y0,Y1,Y2,Y3的控制電路中，分別用了常開(kāi)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自鎖，為了實(shí)現(xiàn)互鎖(即某個(gè)燈亮后另外兩個(gè)燈不能亮)，將各輸出繼電器的常閉觸點(diǎn)與另外兩個(gè)輸出繼電器的線圈分別串聯(lián)。注意事項(xiàng)1）當(dāng)搶答允許開(kāi)關(guān)SB0沒(méi)有接通時(shí)，各搶答器按鈕是否是對(duì)應(yīng)燈亮。它接通后，按某一個(gè)按鈕是否能是對(duì)應(yīng)的燈亮。2）某一搶答者的燈亮后，另外兩個(gè)搶答者的燈是否還能被點(diǎn)亮。3）斷開(kāi)搶答允許開(kāi)關(guān)SB0，是否是否使已亮的燈熄滅。1.根據(jù)要求繪制的流程圖3基于PLC的搶答器的硬件設(shè)計(jì)3.1控制器FX2n系列是FX系列PLC家族中最先進(jìn)的系列。由于FX2n-32MR（系列具備如下特點(diǎn)最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊，靈活性和控制能力強(qiáng)，可擴(kuò)展到256點(diǎn)。定位控制達(dá)到16軸，脈沖串輸出或?yàn)镴和K型熱電偶或Pt傳感器開(kāi)發(fā)了溫度模塊。主單元可配置總計(jì)達(dá)38個(gè)特殊功能模塊。輸入點(diǎn)數(shù)16，輸出點(diǎn)數(shù)16，輸入輸出點(diǎn)總數(shù)32。3.2顯示設(shè)計(jì)發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)如圖3發(fā)光二極管構(gòu)造圖圖3發(fā)光二極管構(gòu)造圖3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)搶答器通過(guò)PLC進(jìn)行按控制要求編程，其主要的輸入就是通過(guò)主持人和參賽選手的按鈕，然后將信號(hào)傳遞給信息分析中心（PLC），PLC將根據(jù)信號(hào)作出相應(yīng)的響應(yīng)。圖4系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖3.4 I/O分配PLC的I/O分配如表：PLC端子功能說(shuō)明PLC端子功能說(shuō)明X0搶答選手按鈕L1Y0控制二極管顯示X1搶答選手按鈕L2Y1控制二極管顯示X2搶答選手按鈕L3Y2控制二極管顯示X3搶答選手按鈕L4Y3控制二極管顯示X10主持人開(kāi)關(guān)按鈕Y13控制電路通與斷主機(jī)COM0、COM1、COM2、COM3、COM4等接電源GND3.5按鈕顯示圖5按鈕顯示圖3.6硬件控制接線圖圖6硬件控制接線圖4基于PLC的搶答器的軟件設(shè)計(jì)4.1搶答器程序主持人提出問(wèn)題后，按下開(kāi)始開(kāi)關(guān)SB0，選手開(kāi)始搶答，X0常開(kāi)觸點(diǎn)閉合并自鎖。在X0閉合后仍保持在ON狀態(tài)（自鎖）。同時(shí)，將其常閉觸點(diǎn)串入其他各回路中，在Y001接通后，他的常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，切斷其他搶答回路（互鎖）；根據(jù)控制要求進(jìn)行梯形圖繪制，梯形圖如圖7圖7搶答器梯形圖語(yǔ)句指令YOO0梯形圖Y000語(yǔ)句指令Y001梯形圖Y001語(yǔ)句指令Y002梯形圖Y002語(yǔ)句指令Y003梯形圖Y003語(yǔ)句指令4.2程序運(yùn)行過(guò)程的分析（1）由于一組的線圈Y000使用他的自身觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)），在X000閉合后仍保持在ON狀態(tài)（自鎖）。同時(shí)，將其常閉觸點(diǎn)串入其他各回路中，在Y000接通后，他的常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，切斷其他搶答回路（互鎖）；（2）二組的線圈Y001，三組的線圈Y002和四組的線圈Y003以同樣方式動(dòng)作，再次動(dòng)作時(shí)將清零；（3）主持人按下開(kāi)關(guān)SB0使X010閉合后，使PLC通電工作；（4）如果Y000，Y001，Y002和Y003任何一個(gè)閉合，則以示搶答成功。（5）觸點(diǎn)X010斷開(kāi)后，PLC清零，為下一輪搶答做好準(zhǔn)備總 結(jié)本次的搶答器的設(shè)計(jì)將我們學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到了實(shí)踐，深化了對(duì)可編程控制器梯形圖設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，在設(shè)計(jì)的實(shí)踐中獲得新知。該項(xiàng)目主要以三菱FX2n-32MRPLC為核心器件，通過(guò)計(jì)算機(jī)按項(xiàng)目要求，用梯形圖編程并輸入PLC，按預(yù)定的輸入輸出接點(diǎn)接入了所需的按鈕及指示燈，經(jīng)過(guò)幾次對(duì)照實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的搶答器能可靠實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目要求。我這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，基本上完成了搶答器的設(shè)計(jì)要求，原本想拓展其功能，通過(guò)程序的設(shè)定顯示選手的組號(hào)，但由于時(shí)間太匆忙，沒(méi)來(lái)得及做，只是將設(shè)計(jì)要求完成。在整個(gè)論文的完成中遇到了很多的困難，剛開(kāi)始從網(wǎng)上搜索了很多相關(guān)的內(nèi)容及排版，又根據(jù)自己的想法寫了些提綱，結(jié)果徐老師給我說(shuō)了很多很多不合理的地方，主要還是結(jié)構(gòu)不清晰、不調(diào)理。后來(lái)我又在網(wǎng)上找了個(gè)思路非常清晰的論文提綱，老師又說(shuō)必須按照系格式寫，我才從學(xué)校網(wǎng)站下載下論文格式。后來(lái)經(jīng)過(guò)自己一步步的歸納總結(jié)以及徐老師的耐心輔導(dǎo)，才完成了現(xiàn)在的論文，自我感覺(jué)寫的還可以。此外我還遇到了許多知識(shí)上的不理解，有的是自己看書，有的是問(wèn)周圍的老師和同學(xué)，最后還是把不懂的地方學(xué)會(huì)學(xué)懂了，知識(shí)結(jié)構(gòu)框架更加立體了，感覺(jué)非常充實(shí)。參考文獻(xiàn)1湯自春.PLC原理及應(yīng)用技術(shù) 高等教育出版社 20062林明星.電氣控制及可編程序控制器M 。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 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