四路搶答器的PLC控制

1、摘 要搶答器廣泛應(yīng)用在學(xué)習(xí)生活及電視節(jié)目中。目前，市面上搶答器的控制核心部件主要有四種類型：數(shù)字電路、接觸器、單片機(jī)和可編程邏輯控制器（PLC）。PLC具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程容易、改變控制要求只需要相應(yīng)地改變程序等優(yōu)點(diǎn)。目前，很多的搶答器設(shè)計(jì)僅僅基于搶答的控制，本研究利用基本指令編程設(shè)計(jì)，不僅實(shí)現(xiàn)了搶答的控制，而且還可在各臺(tái)LED顯示器上顯示出相應(yīng)的臺(tái)號(hào)。關(guān)鍵詞: 可編程控制器 搶答器 PLC 目錄第一章 設(shè)計(jì)選題及目的11.1 設(shè)計(jì)選題11.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想1第二章 搶答器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)22.1 硬件選擇22.2搶答器控制系統(tǒng)I/O分配地址2 2.3搶答器PLC控制系統(tǒng)外部接線圖3 2.4搶答器系統(tǒng)

2、控制流程圖42.5控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)4參考文獻(xiàn)5致謝6第一章 設(shè)計(jì)選題及目的1.1 設(shè)計(jì)選題設(shè)計(jì)選題：四路搶答器的PLC控制電路的設(shè)計(jì)。控制要求：1. 要求：（1）競(jìng)賽搶答器能使4個(gè)隊(duì)同時(shí)參加搶答。（2）設(shè)裁判隊(duì)為裁判臺(tái)，參賽隊(duì)為參賽臺(tái)。裁判臺(tái)設(shè)有音響和裁判臺(tái)燈，并設(shè)有裁判臺(tái)開始按鈕SB0和裁判臺(tái)復(fù)位按鈕SB5;參賽臺(tái)設(shè)有 參賽臺(tái)按鈕及參賽臺(tái)燈，1-4號(hào)參賽臺(tái)分別對(duì)應(yīng)按鈕SB1-SB4及參賽臺(tái)燈EL1-EL4。（3）只是競(jìng)賽搶答器能適合以下比賽規(guī)則：出題后，各隊(duì)搶答必須在裁判員說出“開始”并按下裁判臺(tái)開始按鈕SB0后15S內(nèi)搶答，并由數(shù)碼管顯示時(shí)間。如提前搶答，搶答器將發(fā)出“違規(guī)”信號(hào)。15S

3、時(shí)間到，如無隊(duì)搶答，則搶答器給出時(shí)間已到信號(hào)，該題作廢。在有隊(duì)搶答的情況下，則搶答器發(fā)出“搶答”信號(hào)，數(shù)碼管開始計(jì)時(shí)顯示，并由數(shù)碼管顯示出搶到題的參賽隊(duì)號(hào)。搶到題的隊(duì)必須在30S內(nèi)答完題，如30S內(nèi)未答完，則作超時(shí)處理。 賽場(chǎng)還設(shè)有時(shí)間數(shù)碼顯示器和顯示搶到答題隊(duì)號(hào)的數(shù)碼顯示器。 （4）燈光與音響信號(hào)的意義： 音響叫（響1S）+某臺(tái)燈亮，由某參賽隊(duì)正常搶答。音響叫（響1S）+某臺(tái)燈亮+總臺(tái)燈亮，某參賽隊(duì)違規(guī)。音響叫（響1S）+裁判臺(tái)燈亮，無人搶答或答題超時(shí)。（5）在某個(gè)題目結(jié)束后，裁判員按下裁判臺(tái)上的復(fù)位按鈕SB5，搶答器恢復(fù)原來的狀態(tài)，為下一輪搶答作好準(zhǔn)備。搶答器示意圖如圖1所示。 主持臺(tái)主持

4、臺(tái) 2臺(tái) 3臺(tái) 4臺(tái) 1臺(tái)圖1 搶答器示意圖1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想 在主持人按下?lián)尨痖_始按鈕后，15s內(nèi)開始搶答，如有一組選手搶先按下按鈕，其他組選手再按下按鈕則無效，各選手之間因采用互鎖的關(guān)系。選手按下?lián)尨鸢粹o后，在對(duì)應(yīng)LED顯示器應(yīng)顯示出該組的編號(hào)并且該燈保持常亮，并有數(shù)碼管開始計(jì)時(shí)顯示。因?yàn)閾尨鹩玫氖屈c(diǎn)動(dòng)按鈕，因此分別加上自鎖，從而顯示編號(hào)及時(shí)間。此時(shí)，選手可以回答問到回答完問題后，主持人按下復(fù)位按鈕，然后再進(jìn)行下一題搶答。如果主持人還沒按下啟動(dòng)鈕，選手按下?lián)尨鸢粹o，則違例，燈閃并且顯示該組編號(hào)，通過增加振蕩電路或者利用特殊輔助繼電器使燈閃爍。2搶答器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1硬件選擇根據(jù)控制要求分析

5、，考慮到搶答器要求響應(yīng)速度較快，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體性、經(jīng)濟(jì)性考慮，采用三菱系列的PLC1。PLC可直接用開關(guān)量輸出與七段LED顯示器的連接，但如PLC控制的是多位LED 七段顯示器，所需的輸出點(diǎn)是很多的2。三菱系列產(chǎn)品具有功能強(qiáng)大、可靠靈活，編程容易等特點(diǎn)，根據(jù)對(duì)系統(tǒng)裝置的分析，選用硬件見表1。 硬件見表1名稱 型號(hào) 數(shù)量 PLC主機(jī)單元 FX0N-32MR 1個(gè) 控制按鈕 NB2-F11 6個(gè) 蜂鳴器 HYT-3015C 1個(gè)指示燈 T22 5個(gè)芯片 1個(gè)LED顯示器型號(hào) 1臺(tái)CD4513驅(qū)動(dòng)共陰極LED七段顯示器 3個(gè) 。2.2搶答器控制系統(tǒng)I/O分配地址搶答器控制系統(tǒng)I/O分配地址，見表2

6、。2.3搶答器PLC控制系統(tǒng)外部接線圖搶答器PLC控制系統(tǒng)的外部接線圖如圖2所示。芯片和顯示器還需要另外提供24 V直流電。2.4搶答器系統(tǒng)控制流程圖根據(jù)對(duì)搶答器系統(tǒng)的硬件組成和控制原理的分析，根據(jù)相對(duì)應(yīng)的程序設(shè)計(jì)思想，搶答器主要由三大部分組成：提前搶答、正常搶答、無人搶答，搶答器的控制流程圖如圖3所示。2.5控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)PLC系統(tǒng)控制程序是控制算法思想的具體體現(xiàn)，通過編制PLC的控制程序，完成對(duì)搶答器系統(tǒng)的控制。主要包括按鈕的控制、時(shí)間的設(shè)定、顯示臺(tái)號(hào)的控制等，并且選用MELSOFT系列GXDeveloper編寫程序3。（1） 當(dāng)主持人按下?lián)尨鸢粹oX0，搶答開始，搶答允許繼電器M0自鎖，同時(shí)搶答時(shí)間T0開始計(jì)時(shí)15s。根據(jù)搶答順序的優(yōu)先原則，利用自鎖保持及互鎖實(shí)現(xiàn)相應(yīng)臺(tái)號(hào)的搶答實(shí)現(xiàn)電路，部分程序如圖4。（2） 當(dāng)主持人搶答按鈕還沒有按下，搶答定時(shí)器T0還有開始計(jì)時(shí)，若某一臺(tái)提前搶答，則該臺(tái)對(duì)應(yīng)的指示燈會(huì)閃爍，若在搶答時(shí)間范圍內(nèi)，則該臺(tái)對(duì)應(yīng)的指示燈常亮，并且顯示相對(duì)應(yīng)的臺(tái)號(hào)，超過搶答時(shí)間，無人搶答則蜂鳴器響，按下復(fù)位按鈕，各臺(tái)燈熄滅。 部分程序如圖5控制信號(hào) 信號(hào)名稱 元件 PIC元件 作用 啟動(dòng)按鈕 SB0 X0