基于PLC的8路搶答器設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 院 (系)： 專(zhuān) 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 二一三年十二月五日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專(zhuān) 業(yè)院（系）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目基于PLC的8路搶答器設(shè)計(jì)任務(wù)與要求要求：1.搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0 S7表示。2.設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。3.搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。4. 根據(jù)控制要求，進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)

2、計(jì)，包括PLC硬件配置電路。5. 根據(jù)控制要求，編制PLC控制程序完成時(shí)間段指導(dǎo)教師單位職稱(chēng)院（系）審核意見(jiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表日 期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導(dǎo)教師簽 字2013.6.15-2013.6.28查找資料，選題2013.6.29-2013.8.30完成論文的初稿2013.8.31-2013.9.30完成論文二稿的寫(xiě)作2013.10.1-2013.10.20完成論文的終稿及格式修改2013.10.21-2013.11.20進(jìn)一步修改論文、定稿，打印論文，做好答辯準(zhǔn)備20113.11.21-2013.12.5做好論文答辯準(zhǔn)備教師對(duì)進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況總評(píng) 簽名 年 月 日 本表

3、作評(píng)定學(xué)生平時(shí)成績(jī)的依據(jù)之一專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期檢查記錄表學(xué)生填寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目: 基于PLC的8路搶答器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名: 學(xué)號(hào)：專(zhuān)業(yè)： 指導(dǎo)教師姓名: 職稱(chēng): 檢查教師填寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目工作量飽滿一般不夠畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目難度大適中不夠畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目涉及知識(shí)點(diǎn)豐富比較豐富較少畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目?jī)r(jià)值很有價(jià)值一般價(jià)值不大學(xué)生是否按計(jì)劃進(jìn)度獨(dú)立完成工作任務(wù)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作進(jìn)度填寫(xiě)情況指導(dǎo)次數(shù)學(xué)生工作態(tài)度認(rèn)真一般較差其他檢查內(nèi)容：存在問(wèn)題及采取措施:檢查教師簽字: 年 月 日院（系）意見(jiàn)(加蓋公章): 年 月 日摘 要近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應(yīng)用

4、正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過(guò)程和位置的自動(dòng)控制中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可編程控制器是工業(yè)自動(dòng)化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專(zhuān)家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機(jī)器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。PLC型搶答器是將PLC用于對(duì)搶答器的控制，主要是考慮其具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富，可對(duì)目前使用的搶答器進(jìn)行精確控制，特別是對(duì)多人搶答的控制可方便的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)搶答器，使我們系統(tǒng)掌握可編程控制器的基本原理、功能、應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)方法和編程技巧，

5、是我們掌握一些基本機(jī)型，掌握PLC控制技術(shù)的基本原理和應(yīng)用，并學(xué)習(xí)PLC編程的多樣性、靈活性，是我們掌握PLC在實(shí)際應(yīng)用中的控制作用、動(dòng)作順序與原理，為今后從事自動(dòng)化控制領(lǐng)域的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還能培養(yǎng)我們獨(dú)立工作能力與創(chuàng)造力，綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)及基礎(chǔ)知識(shí)的能力，解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力，查閱圖書(shū)資料、繪圖、書(shū)寫(xiě)報(bào)告的能力。關(guān)鍵詞： PLC 搶答器 七段數(shù)碼器AbstractIn recent years, with the rapid development of science and technology, application of PLC are increasin

6、gly headed for a deep, driving traditional control testing day Crescent benefit updates. It has a simple structure, convenient programming, high reliability, has been widely used in industrial processes and position control. According to statistics, the PLC is one of the most widely used in industri

7、al automation device equipment. Experts believe that the PLC will become the main instrument and an important basis for future industrial control equipment, PLC, robotics, CAD/CAM will be the three pillars of industrial production. PLC-type buzzer is using PLC for control of the buzzer, mainly on ac

8、count of its characteristic of the use of environmental adaptability, while its internal timer is very rich in resources, currently use the buzzer can be precisely controlled, especially for people who vie to control can be easily achieved. Through design a VIES players, makes we system master can p

9、rogramming controller of fundamentals, and features, and application, and program design method and programming skills, is we master some basic models, master PLC control technology of fundamentals and application, and learning PLC programming of diversity, and flexibility, is we master PLC in actua

10、l application in the of control role, and action order and principle, for future engaged in Automation control area of work lay solid of based. At the same time, during the design process can develop our independent working ability and creativity, combined the ability to use professional and the bas

11、ics, the ability to solve practical engineering problems, the ability to read books and materials, drawing, writing reports. Key words: PLC buzzer Seven-segment digital目 錄第一章 搶答器的簡(jiǎn)述八個(gè)隊(duì)同時(shí)參加搶答,賽場(chǎng)中設(shè)有1個(gè)主持人臺(tái)和8個(gè)參賽選手臺(tái)?？傮w設(shè)計(jì)選用三菱FX2N系列PLC控制,搶答操作簡(jiǎn)單方便，在很多的場(chǎng)所都可以使用，并且給人的視覺(jué)聽(tīng)覺(jué)效果非常好。搶答器，顧名思義就是用于比賽時(shí)，與對(duì)手比反應(yīng)時(shí)間，思維運(yùn)轉(zhuǎn)快慢的新

12、型電器。隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，它的應(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。八人搶答器工作原理如下，我所設(shè)計(jì)的 PLC智能搶答器是適合八組選手或個(gè)人搶答的搶答器。給競(jìng)賽主持人設(shè)置2個(gè)控制按鈕，用來(lái)控制何時(shí)開(kāi)始搶答以及系統(tǒng)的復(fù)位，每當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令并按下開(kāi)始按鈕后（此時(shí)用綠燈指示已可以搶答），選手方可搶答

13、，哪組選手最先按下?lián)尨鹌靼粹o，則數(shù)碼管就顯示該組的編號(hào)，音響電路發(fā)出聲響提示信號(hào)以指示搶答成功，并對(duì)其后的搶答信號(hào)封鎖而不在響應(yīng)，選手答題完畢后，由主持人按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始下一輪搶答。若選手在主持人未按下開(kāi)始搶答按鈕時(shí)提前搶答了，則視為違規(guī)，違規(guī)時(shí)數(shù)碼管顯示其編號(hào)，音響電路也發(fā)出聲響，同時(shí)違規(guī)指示燈紅燈亮。當(dāng)主持人按下?lián)尨痖_(kāi)始按鈕時(shí)定時(shí)器 T1 開(kāi)始計(jì)時(shí)（設(shè)定 10 秒）若 10秒限制到時(shí)仍無(wú)人搶答則音響電路發(fā)出聲響，以表示選手放棄該題。在搶答成功后，系統(tǒng)自動(dòng)倒計(jì)時(shí)，同時(shí)數(shù)碼管顯示答題倒計(jì)時(shí)時(shí)間，該時(shí)間可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，此設(shè)定為 30 秒，選手必須在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成答題，否則，音響電路發(fā)出超時(shí)

14、報(bào)警信號(hào)。 其中以上功能都通過(guò)編制的 PLC 程序來(lái)控制3個(gè)數(shù)碼管以及3個(gè)揚(yáng)聲器來(lái)實(shí)現(xiàn)，第二章 搶答器的工作原理此設(shè)計(jì)分為正常答題、無(wú)人搶答、違規(guī)操作以及選手答題超時(shí)四方面的設(shè)計(jì)要求，由主持人控制臺(tái)控制八路搶答選手的各項(xiàng)操作。具體說(shuō)明如下：1、正常答題：當(dāng)主持人按下開(kāi)始按鈕SB0時(shí)，搶答指示燈綠燈亮，同時(shí)定時(shí)器T1開(kāi)始計(jì)時(shí)，選手在10s內(nèi)搶答。若10s內(nèi)搶答成功，1號(hào)數(shù)碼管顯示搶答成功選手編號(hào)，并有0號(hào)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音（聲長(zhǎng)為2秒）顯示搶答成功，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)時(shí)，2號(hào)、3號(hào)數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示剩余答題時(shí)間，若選手在規(guī)定時(shí)間內(nèi)回答完畢。則答題成功，主持人按復(fù)位按鈕SB9，進(jìn)入下一題。按SB0 繼續(xù)開(kāi)始

15、搶答，如此循環(huán)。2、無(wú)人搶答：當(dāng)主持人宣布開(kāi)始并按下開(kāi)始按鈕SB0后，綠燈發(fā)出綠光，但10秒內(nèi)無(wú)人搶答，10秒時(shí)間到2號(hào)揚(yáng)聲器響，表示無(wú)人搶答，可理解為選手放棄該題，主持人按復(fù)位按鈕SB9，進(jìn)入下一題。（還有后面“注”的情況）。3、違規(guī)操作：若主持人未按下開(kāi)關(guān)時(shí)，有選手搶答，搶答選手則犯規(guī)，紅燈亮。此時(shí)，主持人宣布違規(guī)選手編號(hào)，予以相應(yīng)處罰，主持人按復(fù)位按鈕SB9，進(jìn)入下一題。4、選手答題超時(shí)：選手搶答成功后，需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成作答，本次限定時(shí)間為30秒（此時(shí)間可根據(jù)需要改動(dòng)）。若選手在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，則屬于正常答題。限定時(shí)間到后，1號(hào)揚(yáng)聲器報(bào)警聲響，倒計(jì)時(shí)顯示為00，而選手仍未答完題目，則

16、選手失去繼續(xù)答題機(jī)會(huì)。此時(shí)，由主持人按復(fù)位按鈕SB9，進(jìn)入下一題作答。注：本系統(tǒng)為避免多次違規(guī)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了封鎖設(shè)置，如在主持人宣布開(kāi)始并按下開(kāi)始按鈕SB0后，綠燈發(fā)出綠光，但10秒內(nèi)無(wú)人搶答，10秒時(shí)間到2號(hào)揚(yáng)聲器響，而正在此時(shí)或之后即主持人復(fù)位之前，選手按下?lián)尨鸢粹o，按鈕將不起作用，從而避免了在此時(shí)選手違規(guī)操作，以使節(jié)目或活動(dòng)可以盡量順利的進(jìn)行。第三章 搶答器的硬件設(shè)計(jì)與連接第一節(jié) PLC控制器本設(shè)計(jì)的控制器采用日本三菱公司生產(chǎn)的PLC，選用FX2N-64MR。FX2N系列是三菱PLCFX家族中先進(jìn)的系列。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

17、點(diǎn)。三菱PLC編程采用編程軟件GX-Developer，簡(jiǎn)單易懂，好用好學(xué)，十分方便。第二節(jié) 顯示數(shù)碼管圖3.1 數(shù)碼管圖為此數(shù)碼管采用7段發(fā)光二極管組成，由plc控制其A,B,C,D,E,F,G的組合亮滅，來(lái)達(dá)到數(shù)字的倒計(jì)時(shí)輸出。第三節(jié) 系統(tǒng)其它硬件 本系統(tǒng)還用到了電阻器（根據(jù)PLC輸出電壓以及數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電流選擇阻值，使電流不超出數(shù)碼管允許電流即可）、手動(dòng)按鈕（瞬時(shí)型）、指示燈以及音響設(shè)備，這些設(shè)備均可采用日常生活常見(jiàn)常用的電器，無(wú)特殊可言。示意圖如下所示。圖3.2 常見(jiàn)幾種電器第四節(jié) I/O口分配表3.1 PLC的I/O分配表（一）PLC輸入端子功能說(shuō)明PLC輸出端子功能說(shuō)明X001選手一

18、按鈕SB1Y00,Y10綠燈，紅燈X002選手二按鈕SB2Y01,Y11綠燈，紅燈X003選手三按鈕SB3Y02,Y12綠燈，紅燈X004選手四按鈕SB4Y03,Y13綠燈，紅燈X005選手五按鈕SB5Y04,Y14綠燈，紅燈X006選手六按鈕SB6Y05,Y15綠燈，紅燈X007選手七按鈕SB7Y06,Y16綠燈，紅燈X011選手八按鈕SB8Y07,Y17綠燈X000主持人開(kāi)始按鈕SB0Y40紅燈X010主持人復(fù)位按鈕SB9Y41蜂鳴器0Y42蜂鳴器1表3.2 PLC的I/O分配表（二）PLC輸出端子功能說(shuō)明PLC輸出端子功能說(shuō)明Y20數(shù)碼管1控制端子AY30數(shù)碼管2控制端子AY21數(shù)碼管1

19、控制端子BY31數(shù)碼管2控制端子BY22數(shù)碼管1控制端子CY32數(shù)碼管2控制端子CY23數(shù)碼管1控制端子DY33數(shù)碼管2控制端子DY24數(shù)碼管1控制端子EY34數(shù)碼管2控制端子EY25數(shù)碼管1控制端子FY35數(shù)碼管2控制端子FY26數(shù)碼管1控制端子GY36數(shù)碼管2控制端子GCOM1、2接電源正極COM3、4接電源正極圖3.3 八人搶答器PLC控制系統(tǒng)輸入輸出及主線路硬件連線第四章 搶答器的軟件設(shè)計(jì)第一節(jié) 搶答開(kāi)始部分程序 主持人按下X000（即SB0按鈕），輸出Y007，綠燈亮，搶答開(kāi)始。Y007自鎖，綠燈可以一直亮著，定時(shí)器T1開(kāi)始計(jì)時(shí)，選手規(guī)定時(shí)間內(nèi)搶答，否則T1計(jì)時(shí)到，觸點(diǎn)動(dòng)作，蜂鳴器響

20、（響兩秒便停），同時(shí)T1將選手按鈕封鎖，禁止搶答。圖4.1 搶答開(kāi)始部分第二節(jié) 選手按鈕部分程序選手按鈕為X001 X007和X011(即SB1-SB8),每個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)一個(gè)中間繼電器，選手中間繼電器之間使用互鎖，實(shí)現(xiàn)優(yōu)先選擇，同時(shí)各中間繼電器自鎖，以確保按鈕彈起后仍然得電。4.2 選手按鈕部分程序第三節(jié) 選手違規(guī)提前搶答程序在主持人未按下開(kāi)始鈕時(shí)，Y007的常閉觸點(diǎn)閉合，此時(shí)，選手按下按鈕，現(xiàn)象如同搶答成功，但違規(guī)提示紅燈亮，以示違規(guī)搶答。而當(dāng)主持人按下開(kāi)始后，Y007常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，此紅燈便不再因選手搶答而亮。圖4.3選手違規(guī)提前搶答程序第四節(jié) 選手搶答成功后音響及計(jì)時(shí)程序某選手搶答成功后，例

21、如1號(hào)成功，則M1得電，Y010輸出聲響（設(shè)定為響2秒），同時(shí)開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，選手須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)答完，該系統(tǒng)計(jì)時(shí)設(shè)定為30秒，之后T0觸點(diǎn)動(dòng)作。蜂鳴器1發(fā)出聲響，同時(shí)2、3數(shù)碼管顯示時(shí)間為00。圖4.4 強(qiáng)大成功后音響及計(jì)時(shí)程序第五節(jié) 數(shù)碼管1顯示選手編號(hào)部分程序由于數(shù)碼管1采用分段控制方式，沒(méi)有用譯碼指令，顯得略繁瑣，但調(diào)試時(shí)可以一目了然的看出顯示是否正確。但選手搶答成功后，其編號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管段便導(dǎo)通光。圖4.5 數(shù)碼管1顯示選手編號(hào)程序結(jié) 論本搶答器系統(tǒng)雖是針對(duì)八位參賽選手設(shè)計(jì)的，但通過(guò)原理分析可知，它也完全適用于多于八位選手的搶答場(chǎng)合。當(dāng)然，如果對(duì)外圍電路及程序稍加修改，就很容易使之?dāng)U展成更

22、多路的搶答器。若去掉程序中的互鎖功能，可以將本搶答器改成呼叫器，用在醫(yī)院病房等多種地方。由此可見(jiàn)，只要我們運(yùn)用恰當(dāng)，PLC技術(shù)能實(shí)現(xiàn)許多復(fù)雜的功能，能極方便的控制我們所需要控制的對(duì)象，給我們生產(chǎn)和生活帶來(lái)極大的方便。 知識(shí)競(jìng)賽的一個(gè)最重要的硬件設(shè)備就是搶答器。以往的電子搶答器，許多功能也達(dá)不到的，比如播放視頻題，搶答視頻暫停再繼續(xù)功能等。 但是，隨著科學(xué)技術(shù)飛速的發(fā)展，搶答器由硬件化逐步向軟件化發(fā)展。搶答器競(jìng)賽軟件利用計(jì)算機(jī)搞知識(shí)競(jìng)賽，經(jīng)過(guò)調(diào)查，利用搶答器競(jìng)賽軟件辦一次類(lèi)似電視臺(tái)效果的知識(shí)競(jìng)賽，其費(fèi)用僅僅是到電視臺(tái)演播廳舉辦一次競(jìng)賽費(fèi)用的十分之一還少。更關(guān)鍵的是，搶答器競(jìng)賽軟件不是一次性產(chǎn)品，

23、可以多次重復(fù)使用，這是一次擁有長(zhǎng)期受益的軟件。 采用搶答器競(jìng)賽軟件是大勢(shì)所趨 對(duì)于一個(gè)每年都有賽事的單位企業(yè)，只要單位有計(jì)算機(jī)和投影儀，搞知識(shí)競(jìng)賽不利用搶答器競(jìng)賽軟件，如同是有好馬沒(méi)有配好鞍。 以往企業(yè)自己搞知識(shí)競(jìng)賽，都是主持人讀題，觀眾選手得安靜仔細(xì)聽(tīng)題目，有條件的花上萬(wàn)元買(mǎi)個(gè)電子搶答器，算是給知識(shí)競(jìng)賽賽場(chǎng)添彩了。大多依靠主持人發(fā)揮水平，選手和觀眾渴望的類(lèi)似電視臺(tái)的節(jié)目效果難以實(shí)現(xiàn)。與電視播放的那些競(jìng)賽場(chǎng)面對(duì)照選手坐在顯示器前答題，觀眾看著大屏幕顯示題目和答案，大屏幕有搶答顯示計(jì)分排行等，絢麗的畫(huà)面有節(jié)奏的音樂(lè)差距很大，但這些都不是電視臺(tái)的專(zhuān)利，利用搶答器競(jìng)賽軟件，用戶(hù)自己就可以實(shí)現(xiàn)這樣的視覺(jué)效果。運(yùn)用互動(dòng)式多媒體技術(shù)，將競(jìng)賽題目制作成演示程序。通過(guò)投影儀大屏幕或電視墻在現(xiàn)場(chǎng)播放，給觀眾強(qiáng)烈的視聽(tīng)感受，凝聚競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)氣氛。通過(guò)選手面前的顯示器，為參賽隊(duì)員提供最直接的看題效果，保證隊(duì)員對(duì)題目的正確理解。 搶答器競(jìng)賽軟件