PLC控制三路搶答器

1、<<電氣控制與 PLC技術(shù)>>三路智力搶答器的 PLC控制摘要近年來隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應(yīng)用不斷地走向深入，同時(shí)帶動傳統(tǒng)的控制檢測技術(shù)的不斷更新，可編程控制器由于其優(yōu)良的控制性能，極高的可靠性，在各 行各業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛普及。本次設(shè)計(jì)是利用PLC (Programmable Logic Controller )對PLC空制智力搶答器 進(jìn)行控制。首先，選擇這個(gè)題目之后，我對本次設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面的思考。使自己對本 次設(shè)計(jì)有一個(gè)大致的總體思路，然后仔細(xì)分析PLC空制的三路智力搶答器的工作原理， 以及它的一些工作過程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、 選手的搶答、

2、計(jì) 時(shí)及計(jì)分輸出顯示功能等。關(guān)鍵詞：智力控制，三路搶答器，PLC,計(jì)分。3設(shè)計(jì)任務(wù)書(1) 三路搶答器應(yīng)用背景和概述搶答器廣泛用于電視臺、商業(yè)機(jī)構(gòu)及學(xué)校，為競賽增添了刺激性、娛樂性，在一 定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。本文介紹一種搶答器，能使三個(gè)人同時(shí)參加搶答，賽場中設(shè)有1個(gè)裁判臺，三個(gè)參賽臺.總體設(shè)計(jì)選用三菱PLC控制，搶答操作方便，在 很多的場所都可以使用，并且給人的視覺效果非常好。搶答器，顧名思義就是用于比賽時(shí)，跟對手比反應(yīng)時(shí)間，思維運(yùn)轉(zhuǎn)快慢的新型電 器。隨著社會科技技術(shù)的不斷發(fā)展，他的應(yīng)用場合也隨之增加；技術(shù)含量大大提升； 更加方便可靠。用PLC進(jìn)行知識競賽搶答器設(shè)計(jì)，其控制方便，靈活

3、，只要改變輸入 PLC的控制程序，便可改變競賽搶答器的搶答方案。此任務(wù)的搶答器可根據(jù)應(yīng)答者搶答情況自動設(shè)定答題時(shí)間，并根據(jù)情況用燈光和聲音現(xiàn)實(shí)其回答正確和錯(cuò)誤，在工作人員操作下對答題者所顯示的分?jǐn)?shù)進(jìn)行加分和減 分。三路智力搶答器有三個(gè)搶答按鈕最先按下按鈕有效， 在此之后按下按鈕無效，伴 有燈光和聲音指示，并開始計(jì)時(shí)答題時(shí)間。計(jì)時(shí)時(shí)間到聲音提示停止答題。如果搶答 者答題正確和錯(cuò)誤主持人按下加分鍵或減分鍵，將對所顯示的分?jǐn)?shù)進(jìn)行加分和減分。(2) 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求三路智力搶答器應(yīng)達(dá)到以下要求。(1) 按下啟動按鈕(開始搶答)后，若10內(nèi)無人搶答，則搶答器自動撤銷搶答 信號(有聲音提示)，說明該題無人搶

4、答自動作廢。(2) 按下啟動按鈕(開始搶答)后，第一個(gè)按下按鈕有效，其余信號(后按下) 無效。有效信號用燈光和聲音表示。(3) 若有人搶答即按下任意一個(gè)搶答按鈕，從按下按鈕開始計(jì)時(shí)，在答題時(shí)間(約1 min)完畢時(shí)。有燈光和聲音信號提示答題時(shí)間已到。(4) 三路搶答器應(yīng)有燈顯示和分?jǐn)?shù)顯示對答題正確或錯(cuò)誤者,在操作人員控制下可對其加10分或減10分。加分最大可達(dá)到99分，減分最少分值0分。三路智力搶答器工作流程圖如圖1工作任務(wù)1）根據(jù)控制要求，進(jìn)行搶答器 PLC控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，包括主電路、控制 電路及PLC硬件配置電路。2）根據(jù)控制要求，編制搶答器PLC控制應(yīng)用程序。3）編寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)

5、容包括： 設(shè)計(jì)過程和有關(guān)說明。 基丁 PLC的搶答器電氣控制系統(tǒng)電路圖。 PLC控制程序。 電器元器件的選擇和有關(guān)計(jì)算。 電氣設(shè)備明細(xì)表。<<電氣控制與 PLC技術(shù)>>三路智力搶答器的 PLC控制 參考資料、參考書及參考手冊。 其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解 決方法、對課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識和建議等。7第1章?lián)尨鹌鞔T件系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1控制系統(tǒng)選取搶答器對時(shí)間間隔的要求很高，而且多在會議、答辯賽等一些正規(guī)的需要進(jìn)行搶 答的場合中使用，所以對設(shè)備的精準(zhǔn)性和可靠性要求很高。為此，我們對將采用的控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析對比?？删幊炭刂破鳎≒L。是由工業(yè)

6、微型計(jì)算機(jī)、輸入，輸 出設(shè)備、保護(hù)及抗十?dāng)_隔離電路等構(gòu)成的微機(jī)控制裝置，具有順序、周期性工作的特 征，從應(yīng)用角度看可編程控制器具有如下特點(diǎn)：1、可靠性高2、體積小3、通用性好4、使用方便硬件系統(tǒng)分別選擇4個(gè)額定電壓為24V的電鈴，8個(gè)額定電壓為24V燈泡。6個(gè) 七段數(shù)碼顯示管（七段數(shù)碼顯示管用 7位的信號驅(qū)動。在實(shí)際應(yīng)用中可以用三菱 PLC 指令SEGD只需要用一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器 D）。I/O接口分別為7個(gè)輸入繼電器X,35個(gè)輸出繼電器Y.和20%勺裕量 所以選擇 三菱 PLC的 FX3W80MRg（列FX3U-80M海列的PLC在各種行業(yè)的檢測及控制的自動化都得到廣泛的應(yīng)用。三菱FX2N-80M

7、FM有40個(gè)輸入輔助繼電器X和40個(gè)輸出輔繼電器。PLC的工作方式為 周期掃描。一個(gè)掃描周期大約為0.08us.可見其PLC的可靠性。同時(shí)在使用方面用軟 件GQdeveloper.輸入程序變換看是否有錯(cuò)誤。如果有錯(cuò)誤繼續(xù)修改。沒有通過計(jì) 算機(jī)寫入PLC運(yùn)行調(diào)試。使用很方便。1.2控制系統(tǒng)的硬件組成在搶答器的工作過程中,主控單元的主要控制對象首先是輸入信號，控制系統(tǒng)就 是判別這個(gè)事件有沒有發(fā)生，不同的情況給出不同的結(jié)果，讓大家都很快的明。其硬 件組成結(jié)構(gòu)圖如圖1.1所示：1.3硬件I/O地址分配根據(jù)任務(wù)要求及所選FX3U-80MRt慮20版口裕量）和其他硬件（電鈴，燈，七段數(shù) 碼顯示管）PLC的

8、I/O地址分配如圖1.2 （見下貞）<<電氣控制與PLC技術(shù) >>三路智力搶答器的 PLC控制表1三路智力搶答器輸入輸出口分配表輸入信號輸出信號輸入設(shè)備/符號PLC輸入點(diǎn)車刖出設(shè)備/付虧PLC輸出點(diǎn)主持人復(fù)位/停止開關(guān)SB0X0PLC控制器電源接通指示HL1Y0主持人按搶答開始按鈕SB1X1搶答信號燈、控制聲音(HA)Y1主持人加分按鈕(SB2)X21號燈光和聲音Y2主持人減分按鈕(SB3)X32號燈光和聲音Y3第1號搶答按鈕(SB4)X43號燈光和聲音Y4第2號搶答按鈕(SB5)X5搶答時(shí)間到指示燈HL2答題時(shí)間已到HL3Y5Y6第3號搶答按鈕(SB6)X61號分?jǐn)?shù)值

9、顯示Y10-Y16、Y40-Y462號分?jǐn)?shù)值顯示Y20-Y26、Y40-Y463號分?jǐn)?shù)值顯示Y30-Y36、Y40-Y46圖1.2 I/O地址分配1.4硬件系統(tǒng)接線圖1.4.1外部硬件接線圖根據(jù)題目要求和I/O地址分配，結(jié)合FX3U-80MRJ PLC外部系統(tǒng)接線圖如圖1.3(如 下貞所示)#<<電氣控制與 PLC技術(shù)>>三路智力搶答器的 PLC控制9-SB3X0XIY1Y2Y3X2X3X4X5Y4Y5Y6Y10 1Y16Y2DIY26丫如X6Yj&Y4OJssY461COM HCOM2 'COM3，COM4COM5COM6，COM? HCOMSCOM5

10、 1COM1O圖1.3外部接線圖-24V +I, I -KA-FII2<<電氣控制與 PLC技術(shù)>>三路智力搶答器的 PLC控制硬件接線分析為了硬件電路接線方便，SB1搶答的開始按鈕，對應(yīng)輸入點(diǎn)為 X1輸出點(diǎn)為Y0。SB1、SB2、SB3分別對應(yīng)三個(gè)參賽對號，輸入點(diǎn)分別 X4、X5、X6,輸出點(diǎn)分別為 Y2、Y3、Y4。SB0為搶答的復(fù)位按鈕，對應(yīng)輸入點(diǎn)為 X0。數(shù)碼管1顯示輸出點(diǎn)為 Y10-Y16。數(shù)碼管2顯示輸出點(diǎn)為Y20-Y26。數(shù)碼管3顯示輸出點(diǎn)為Y30-Y36。PLC 與數(shù)碼管采用申電阻直接連接方式。其外部硬件接線圖如圖1.31.4.2夕卜部控制電路（電源和急

11、停開關(guān)）根據(jù)急停原理在PLC上連接一對常閉觸點(diǎn)具體如圖1.3所示。急停控制電路如下如圖 1.4所示。圖1.4急停電路第2章?lián)尨鹌鬈浖到y(tǒng)設(shè)計(jì)2.1整體設(shè)計(jì)根據(jù)PLC智能搶答器的控制要求，應(yīng)用程序采用一體化結(jié)構(gòu)。通過PLC控制程序 來實(shí)現(xiàn)整體的運(yùn)行，系統(tǒng)僅需要少量的按鈕和接口， 一般的PLC配置都可運(yùn)行。該系 統(tǒng)本著簡單易懂、可靠性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。在搶答時(shí)只需按動按鈕即可 數(shù)碼管在系統(tǒng)程序的控制下自動顯示組號以及倒計(jì)時(shí)時(shí)間。安全、可靠、省時(shí)、省力、價(jià)格便宜。控制軟件應(yīng)用GX-developer編程軟件，采用梯形圖語言編寫，工作系統(tǒng)自動控制流程 框圖如圖4.1.所示。根據(jù)系統(tǒng)控制要求，

12、進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)，要充分保證系統(tǒng)的安全， 保證整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安全可靠。自動條件下，必須復(fù)位后在滿足自動條件下才能進(jìn)行 自動運(yùn)行程序，當(dāng)中充分應(yīng)用各個(gè)過程的互鎖來保證系統(tǒng)的安全。2.2 PLC控制程序?yàn)榱司幊探Y(jié)構(gòu)的簡單、明了在主程序中引用了中間繼電器，X4X6分別為三組選手的搶答信號,同時(shí)我們用中間繼電器 M1,M2,M3,M10,M51,M5勵行自鎖和互鎖功 能，以保證每個(gè)選手公平搶答。主持人控制臺有 X1按鈕用以搶答開始，X1按鈕為復(fù) 位按鈕。程序流程圖如圖1所示2.2.1主持人開始復(fù)位初始化在主持人按搶答開始按鈕 X1時(shí)，復(fù)位D0和M52.同時(shí)有搶答開始聲音信號 丫1,在PLC開始運(yùn)行時(shí)復(fù)位

13、D1 D4 （程序圖如圖2.1所?。㎝80028| |7RST DID4 X00114| |001）搶答開始搶答信號控制聲音驅(qū)動RSTV0(RSTM522.2.2三組搶答者搶答程序'在搶答者按下?lián)尨鸬耐瑫r(shí)即 X4（或X5,X6）為OM寸產(chǎn)生一個(gè)互鎖信號 M10頷定其他選 手搶答）。同時(shí)Y2（或Y3,Y4）有1秒鐘ON信號，為了以后程序選擇置位 M1誠M2,M3） 程序如圖2.213<<電氣控制與 PLC技術(shù)>>三路智力搶答器的 PLC控制15T 13號搶答MOVP K3DOTtcrrflLIPEIM1UjrcpTvoifti"LIOE11UU1|3號燈

14、光和 聲音_r<f?Tu'tY0041Mu1K10X006 MIO T4733號燈光和 聲音77T2Y0043號燈光和 聲音續(xù)1搶答程序2.2.3計(jì)時(shí)時(shí)間程序根據(jù)任務(wù)要求當(dāng)10秒內(nèi)無人搶答則取消答題信號（用111 M2 M39。T4II圖2.2無人搶答程序T4實(shí)現(xiàn)）。程序如圖2.2<T411K()0答到。搶己<<電氣控制與 PLC技術(shù)>>三路智力搶答器的 PLC控制利用中間繼電器M10和Y2和Y3和Y4開始計(jì)時(shí)。如果已搶答則計(jì)時(shí)答題時(shí)間 60秒，計(jì)滿60秒不準(zhǔn)答題。程序如圖2.379YC02I 1 1號燈光林 聲音Y003 I H- 2號燈光和 聲音

15、頌4I 1 3號燈光和 聲音8488o LT .11M-r M-r6曰00題到0答己0152)圖2.4加減分初始化17圖2.3答題計(jì)時(shí)程序2.2.4加減分初始化初始時(shí)需要解碼D0作為加減分選通信號，同時(shí)有搶答者的信號（M1,M2,M3參與加 減分的選擇。程序如圖2.4所示100MH000T I-deoo noM2D108Mli I就00pH 1 持人魚 位停止<H5L<<電氣控制與 PLC技術(shù)>>三路智力搶答器的 PLC控制392.2.5 加減分顯示程序如果答題正確加10分，錯(cuò)誤減10分。如果加分超過99分或減分低丁 0分則置零處理。同時(shí)考慮到個(gè)位一直為零則用同一

16、種輸出接口連接數(shù)碼管。直接加減十位。程序如圖2.5X002 M2L12« I I1 卜主持人加分INCPD1131XQQ3分M21H F(segd mRSTDECK142 < Dl KOSEGJJDLRSTMOVPK0157= DlXQQ2主持.人加 分xooa M221 荒一| 1 F主掉入減分179<=K101NCFSEGJJ 1)2RSTDEjCPQSECD D2RSTD2KO JMOVP K0" 皿 1圖2.5加減分顯示(續(xù)頁如下)K2YO1OJMlmK2Y010MlDlD2K2Y020M2DQK2Y020K2021M8000T I-K2Y040194X

17、（X）2 II- 主持人加 分XOO3分MOVP K0(SFGE D4D3D3K2Y030216D3K0DGK10D3續(xù)1加減分顯示2.2.6搶答器總程序X4 X6分別為三組選手的搶答信號， 同時(shí)我們用中間繼電器 M1,M2,M3,M10,M51,M52!行自鎖和互鎖功能，以保證每個(gè)選手公平搶答。主持人控 制臺有X1按鈕用以搶答開始，X0按鈕為復(fù)位按鈕。在按下啟動按鈕 SB1時(shí)復(fù)位所有數(shù)據(jù)寄存器（累加計(jì)分的數(shù)據(jù)寄存器除外 D1 D4）然后三組搶答者開始搶答，搶答的同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)切斷信號M10（目地后者搶答無效）搶答后開始計(jì)時(shí)答題時(shí)間 60秒。答完以后主持人開始加減分（在搶答的基 礎(chǔ)之上產(chǎn)生一個(gè)選

18、通信號）沒有搶答的組加不了或見不了分?jǐn)?shù)。在加減分的同時(shí)需要 對D1 D4進(jìn)行判斷（可以用CMP旨令或LD9 .如果超過99或低丁 0都以0處理由各功能塊程序及任務(wù)要求編寫程序如圖 2.6所示（續(xù)下貞）Meooo<YOOOFL娘通電源顯示驅(qū)動IfSEGDK2Y040ZRSTDID414202-1X001危答開始<Y001 搶答信號 控制聲音 驅(qū)動X001起答開始xooo 主津援 位停止M50H IM5OmcRSTDOM520150M100NO M100TO職一|卜RST¥0021號燈光和 聲音X0O5 MIO T4F一肝SET M10SET Y0032號燈光和 聲音SETK

19、10<T1聲音T160|RST¥0032號燈光和聲音£MOVP K3L073YCO1I I 3號燈光和 街音續(xù)1總程序SETSETMIO Y0043號燈光和 聲音SFT M3K102)108Ml彳IXOOO主持人慕位停止M51)M51M52T卜M521161 卜<M52)MC N1 M101KI M1O1X002120 H 主持人加 分M21T FINCP DI K003M2113 |1 F主持人減分(SEGC DIK2Y010RSTMl)DECP L)1SEGD DIRST142 <DIKOJ10VP KO=DIK10)K2YO10MlDI1續(xù)3總程序X

20、002157| H主持人如分£incp IEX003M22161 |1 卜主持人減分SEED2K2Y0S0RSTM2DECPD2179 < D2 ECO SEGDD2KSTMOVFK0= D2 K10X002M23一| |1 |主持人如分INCPK2Y020M2D2D3X003205| | 主持人減 分M23T卜SEGD D3囪DECPSEGD IBRST216<KO1MOVPKO2S1-IBK10MCRK2Y030M3D3K2Y0S0MSDC1N1續(xù)4總程序(END續(xù)5總程序2.2.7總程序指令表根據(jù)程序編寫以下指令表如圖2.7所示KZ：MSOOOYOOOMSOOO 口

21、4VO 4QMSOO2：DID4XOOlYQO 1171 toXCO1MIOxoooIVI.LiO耘NOM1OCXOO4M】OKIOOMIOYOO2YOOTOK1OYCO2XCODMl. QK.El><)MIOYCO3-YCO3,r 1KILOvcosX()Ml OK3E?OMIOVCO4YCO4T2K±QK1OCM2OMl (：)14.、 4 soooooooo0 sclM". 0T 3 5 TT" T” ±VTTT T T TlvTTr T T 1±VTT T T T ”'rT l'rTRcnT T 口打'

22、;r ciTT-rJFCDRDIIwDR-rJuoCJ-DNFJoELEErJTI-DmDNNoEFCfnIJool-HDrJNoEEtL.DTTclsrJKRRIIDuclLIoNrJT.IDIJcclELciRR-rJTJDRIIDOCIrJrJEH oLMz:LORHoAoMLAnMsmsoRLAAMsLMoR會 Msm以QRkoQokoAnooMLDLooAQoQ 如 latsr_。1.二'21一'=?4-與總口-01n:,_L?<l5m”lelTm9oH4，£J7Iw34LEYo1WH<L5_olw34Tmmo_L2M4L:oGow3elT_I-

23、o _I-l=3o1?;34-.r3;cvolH.l?o lll-2二.;.-.£wr.5.:L>T3Erh;s<l4444<l5L?,L>lc%f5atjci?eF7Tp7FFT7'HBm_T:rK:nmamD§99ocloolll±lln,>s.-'.!.-:3圖2.7指令表LD AND DECP SEGD RST LD< OR= MOVP LD AND INCP SEGD RST LD AND DECP SEGD RST LD< OR= MOVP LD AND INCP SEGD RST LD AND

24、 DECP SEGD RST LD< OR= MOVP MCR END22202222220DDMXMDDMDDK3 03233302333330MDDMXMDDMDDKN1續(xù)1指令表K2Y010KOK10D3K2YO2OK2Y02OKOK10D2K2YO3OK2YO3OKOK10D3131 132 1 33 136 141 142 147 1 52 157 158 159 162 1 S7 168 169 170 173 1 78 179 184 189 194 195 196 199 204 205 206 207 210 215 216 221 226 231 233第3早控制柜臺

25、設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)要求，硬件布置及主持人操作方便設(shè)計(jì)如圖3.1所示柜臺Y1(HA)PLC控制器Y0(HL1)Y5(HL2)£9Y6(HL3)圖3.1柜臺設(shè)計(jì)第4章安裝與調(diào)試將各個(gè)輸入輸出端子和實(shí)際控制系統(tǒng)中的按鈕、所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。知識競賽搶答器的程序是由三菱 PLC編程軟件GX-DEVELOPER編制完 成，正常工作時(shí)程序存放在存儲卡中，若要修改程序，先將 PLC設(shè)定在STOP狀態(tài) 下，運(yùn)行三菱PLC編程軟件GX-DEVELOPER編程軟件，打開知識競賽搶答器的程 序，即可在線調(diào)試，也可用編程器進(jìn)行調(diào)試9。(1) 按下?lián)尨痖_始按鈕SB1.先在10秒內(nèi)搶答，看答題開始計(jì)

26、時(shí)60秒后是否有燈光 和聲音信號。(2) 按下?lián)尨痖_始按鈕SB1.10秒內(nèi)無人搶答是否有燈光和聲音信號。(3) 在正確的搶答情況下加減分是否有正確顯示。(4) 所有的信號顯示都要根據(jù)I/O分配?？词欠裾_。結(jié)束語經(jīng)過這兩個(gè)星期的努力，在老師和同學(xué)的幫助下做完了任務(wù)設(shè)計(jì)的工作，通過 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我能運(yùn)用已學(xué)的知識解決我在設(shè)計(jì)中遇到的問題， 使自己的動手能 力和思考問題的能力得到了很大的提高。在做設(shè)計(jì)的過程中我查閱了很多的資料，并 認(rèn)真的閱讀這些與我的設(shè)計(jì)相關(guān)的資料， 從而我的專業(yè)涵養(yǎng)得到了提高，知識的儲備 量也有所增加。在做設(shè)計(jì)時(shí)，我復(fù)習(xí)了很多專業(yè)課的知識，這使得我的專業(yè)知識在離 校之前得到了鞏固。整個(gè)設(shè)計(jì)通過了軟件和硬件上的調(diào)試、 仿真。我想這對于自己以 后的學(xué)習(xí)和工作都會有很大的幫助的。 在這次設(shè)計(jì)中遇到了很多實(shí)際性