PLC控制簡單四路智能搶答器課程設(shè)計

1、滄州師范學院綜合課程設(shè)計報告書設(shè)計題目_ 智能定時搶答器設(shè)計_院 系_機電工程系_專 業(yè)_電氣工程及其自動化_班 級_12-1_姓 名_學 號_ 指導老師_ _2015年6月目錄 目錄.1任務(wù)書.2一、設(shè)計目的. .3二、設(shè)計要求.3三、總體方案. . .3四、單元設(shè)計.6五、模擬程序.11六、器件清單. . 16七、心得體會. 16八、參考文獻. 18電氣工程及其自動化專業(yè)綜合課程設(shè)計任務(wù)書（題目24）系（部）：機電工程系 專業(yè)：電氣工程及其自動化 班級：電氣12-1學生姓名劉新樂同 組 者指導教師馬增強題目名稱智能定時搶答器設(shè)計要求及設(shè)計參數(shù)基本任務(wù)：1設(shè)計一個智能定時搶答器。2. 幾個選

2、手，誰先按下自己手中的按鈕，led顯示器sm就會顯示相對應(yīng)的選手號碼。3. 開始按鈕開啟之后，才可以搶答。4. 顯示搶答剩余時間。發(fā)揮部分：無線搶答控制。設(shè)計工作量二周：1、查找資料，根據(jù)要求給出總體設(shè)計方案、詳細的單元設(shè)計和系統(tǒng)集成與調(diào)試，按要求寫出設(shè)計說明書。 2、學習使用proteus 7軟件，利用proteus 7進行仿真。 3、學習使用protel軟件，利用protel完成原理圖繪制。進度安排起止日期工作內(nèi)容備注2015.6.22布置任務(wù)及調(diào)研1天2015.6.23方案確定1天2015.6.24-2015.6.30原理圖的設(shè)計、仿真與調(diào)試5天2015.7.1撰寫設(shè)計報告書1天2015

3、.7.2-2015.7.3答辯2天主要參考資料1、康華光等，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版），高等教育出版社，20062、楊欣、王玉鳳、劉湘黔。電路設(shè)計與仿真基于multisim9與protel993、梁森，自動檢測技術(shù)及應(yīng)用（第2版），機械工業(yè)出版社，20114、劉瑞新主編：單片機原理及應(yīng)用教程，機械工業(yè)出版社，2003指導教師簽名 年 月 日系（部）主管領(lǐng)導意見年 月 日答辯評委老師 年 月 日教研室意見年 月 日一、設(shè)計目的1. 全面熟練掌握plc的硬件組成以及各種指令的應(yīng)用。2. 掌握小型plc應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計步驟。3. 熟悉和掌握plc開發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用和軟件調(diào)試過程。4. 通過對設(shè)計過程故障的

4、分析、判斷、進一步鍛煉和培養(yǎng)學生的動手能力。二、設(shè)計要求1.搶答器可同時供四組選手參加比賽2.主持人有三個控制按鈕，用來控制搶答開始、復位和答題計時的開始。3每當主持人發(fā)出開始搶答指令后，那組選手最先按下?lián)尨鸢粹o，則數(shù)碼管1就顯示該組的編號，以指示搶答成功，并對其后的搶答信號不再響應(yīng)。選手答題完畢后，由主持人按下復位按鈕，系統(tǒng)才能開始下一輪搶答。4搶答限時：當主持人按下開始按鈕后，定時器t37開始計時（設(shè)定30s）。若30s時限到仍無人搶答，以示選手放棄該題。5答題限時：在搶答成功后，主持人按下答題計時開始按鈕，同時數(shù)碼管2顯示答題倒計時時間（該時間設(shè)定為9s），選手必須在設(shè)定的時間內(nèi)完成答題

5、。三 、總體方案3.1plc智能搶答器的工作原理 我所設(shè)計的plc智能搶答器是適合四個人搶答的四路搶答器，現(xiàn)在以四路搶答器為例。給競賽主持人設(shè)置了3個控制按鈕，用來控制開始、復位、答題計時，每當主持人發(fā)出開始搶答指令后，那組選手最先按下?lián)尨鹌靼粹o，則數(shù)碼管就顯示該組的編號，以指示搶答成功，并對其后的搶答信號不在相應(yīng)，選手答題完畢后，由主持人按下復位按鈕，系統(tǒng)開始下一輪搶答。當主持人按下?lián)尨鹌靼粹o時定時器t37開始計時（設(shè)定30秒）若30秒限制到時仍無人搶答，以示選手放棄該題。在搶答成功后，主持人按下答題計時按鈕，同時數(shù)碼管顯示答題倒計時時間改時間可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，此設(shè)定為9秒，選手必須在設(shè)定時間

6、內(nèi)完答題。3.2結(jié)構(gòu)圖cpu3.3控制系統(tǒng)i/o分配表信號名稱內(nèi)部地址信號名稱內(nèi)部地址搶答開始按鈕sb1i0.0第二組搶答按鈕sb5i1.1主持人復位按鈕sb2i0.1第三組搶答按鈕sb6i1.2答題計時按鈕sb3i0.2第四組搶答按鈕sb7i1.3第一組搶答按鈕sb4i1.03.4搶答器的plc控制系統(tǒng)的輸入端口信號名稱內(nèi)部地址數(shù)碼管1a段q0.0數(shù)碼管1b段q0.1數(shù)碼管1c段q0.2數(shù)碼管1d段q0.3數(shù)碼管1e段q0.4數(shù)碼管1f段q0.5數(shù)碼管1g段q0.6數(shù)碼管2a段q1.0數(shù)碼管2b段q1.1數(shù)碼管2c段q1.2數(shù)碼管2d段q1.3數(shù)碼管2e段q1.4數(shù)碼管2f段q1.5數(shù)碼管2

7、g段q1.63.5硬件連接圖根據(jù)系統(tǒng)要求和所需的硬件，系統(tǒng)數(shù)字量輸入點總共7個，輸出點總共14個，綜合考慮到系統(tǒng)的的性價和可擴展性，輸入和輸出留出一定的裕量，cpu224xp有14個輸入和10個輸出。em222cn數(shù)字量輸出模塊8輸出繼電器。因此plc選擇siemens的s7-200的cpu224xp和數(shù)字量擴展模塊em222。四、單元設(shè)計4.1開始搶答為了編程結(jié)構(gòu)的簡單、明了在主程序中引用了中間繼電器，i1.0i1.3分別為四組選手的搶答信號，同時我們用中間繼電器m0.0、m1.0m1.3進行自鎖和互鎖功能，以保證每個選手公平搶答。主持人控制臺有i0.0按鈕用以搶答開始，i0.2按鈕用以控制

8、答題時間地開始，i0.1按鈕為復位按鈕。主持人控制臺控制搶答器的開始、答題計時和復位當主持人按下i0.0按鈕后，選手才能正常搶答。如圖所示：4.2選手搶答 主持人發(fā)出搶答命令，選手開始搶答。四組選手的搶答的搶答程序。如圖所示：4.3組別顯示每當主持人發(fā)出開始搶答指令后，那組選手最先按下?lián)尨鸢粹o，則數(shù)碼管1就顯示該組的組號。如圖所示：4.4答題限時 在搶答成功后，主持人按下答題計時開始按鈕i0.2，同時數(shù)碼管2上顯示倒計時時間（9s）。如圖所示：4.5復位功能主持人按下i0.1，計時器復位。五、模擬程序5.1程序的模擬運行將設(shè)計好的程序?qū)懭雙lc后，首先要做的就是仔細檢查程序，并改正寫入時出現(xiàn)的

9、錯誤。用戶程序一般先在實驗室模擬調(diào)試，一般不用接plc實際的負載，也可以根據(jù)功能表圖，在適當?shù)臅r候用開關(guān)或按鈕來模擬實際的反饋信號。在調(diào)試時應(yīng)充分考慮各種可能的情況，對系統(tǒng)各種不同的工作方式、有選擇序列的功能表圖中的每一條支路、各種可能的進展路線，都應(yīng)逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時修改梯形圖和plc中的程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求，下面圖3.13.2是程序運行調(diào)試中的幾個過程圖5.2程序的現(xiàn)場調(diào)試完成上述的工作后，就可以進行現(xiàn)場的調(diào)試工作立刻,首先將plc安裝在控制現(xiàn)場進行聯(lián)機總調(diào)試，在調(diào)試過程中有可能將會顯示出系統(tǒng)中原先可能存在的傳感器、執(zhí)行器和硬接

10、線等方面的問題，以及plc的外部接線圖和梯形圖程序設(shè)計中的問題，應(yīng)對出現(xiàn)的問題及時加以解決。如果調(diào)試達不到指標要求，則可以對相應(yīng)硬件和軟件部分設(shè)計作適當調(diào)整，通常只需要略微修改程序就可能出現(xiàn)實際效果。全部調(diào)試通過后，再經(jīng)過一段時間的實驗，系統(tǒng)才可以投入到實際運用當中。5.2.1組別顯示5.2.2 搶答倒計時模擬5.3在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題：1、 程序過于網(wǎng)絡(luò)麻煩無法編譯，經(jīng)馬老師指點講復雜網(wǎng)絡(luò)簡單化，實驗成功。2、 實際計時部分，將數(shù)碼管與plc輸出相連接，發(fā)現(xiàn)有的管腳不亮，仔細觀察，發(fā)現(xiàn)不亮的部分導線太細而斷掉。6、 器件清單cpu 224xp cn 數(shù)字量擴展模塊em222uanz按鈕開關(guān)

11、組： 3個；4.7k電阻：8個；lg5621ah兩位數(shù)碼顯示管：1個；導線及連接線 ：若干；七、心得體會經(jīng)過一個多禮拜的時間，在各位老師、同學的幫助下，在我的不斷努力下，我的設(shè)計終于要完成了。從設(shè)計中我學到許多知識，也理解了做任何事都要細心的道理。知識的積累是一點一滴的，在設(shè)計中我也感受頗深。在此我要真誠的感謝馬增強老師給予我的指導，在設(shè)計過程中馬老師嚴格督促我，及時的幫我解決我在設(shè)計中遇到的各種問題和困難，在設(shè)計中一直對我嚴格要求，在整個設(shè)計過程中都給我耐心的指導和講解，在此謹向馬老師致以深切的謝意！ 查找資料是一件繁瑣的事情，雖說網(wǎng)上有資料但要找到一些真正有用的資料也不是一件容易的事，需要耐心查找。在查資料的同時，遇到不懂得知識點就不得不去翻書，我趁著做課程設(shè)計的同時也對課本知識有了鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計過程中，我了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。經(jīng)過一個星期的設(shè)計，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我也失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時的信心十足到后來汗水背后的復雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。經(jīng)過一周的磨礪，雖然辛苦，但是我感覺過的很充實。8、 參考文獻1蔣圣平、顏景龍、裴煥斗等。plc在搶答器中的應(yīng)用j。測試技術(shù)學報，20002林明星。電氣控