PLC四路搶答器課程設計報告

1、目錄摘要,2第一部分設計背景與選題,31 應用背景,21.1 設計背景,21.2 設計目的,2第二部分PLC編程與硬件接線,42 搶答器,42.1 四路搶答器概述,42.2 四路搶答器工作原理,43 PLC概述,63.1 PLC產(chǎn)生與發(fā)展,63.2 PLC的特點與應用領域,63.3 PLC工作原理,83.4 PLC的基本結構,93.5 PLC的編程語言,113.6 PLC的分類及性能指標,124 .系統(tǒng)硬件設計,144.1 控制系統(tǒng)選取,144.2 控制系統(tǒng)硬件組成結構圖,144.3 系統(tǒng)IO分配表,154.5 系統(tǒng)硬件連接圖,16第三部分程序設計與調(diào)試,175 系統(tǒng)軟件設計,175.1 整體

2、設計,175.2 編程軟件,185.3 指令表,225.4 軟件調(diào)試,24第四部分分析與總結,246 結論分析,247 心得體會,25參考文獻,25課程設計報告摘要近年來隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應用不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)的控制檢測技術的不斷更新，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)中的應用日益廣泛普及。對于搶答器其廣泛用于電視臺、商業(yè)機構、企事業(yè)工會組織、俱樂部及學校等單位組織舉辦各種知識、技術競賽及文娛活動時作搶答之用，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，并且給人的視覺效果非常好，是各單位開展素質(zhì)教育、精神文明、娛樂活動的必備產(chǎn)品。本

3、次設計是利用PLC(ProgrammableLogicController)對PLC控制智力搶答器進行控制。首先，選擇這個題目之后，我對本次設計進行了全面的思考。使自己對本次設計有一個大致的總體思路，然后仔細分析PLC控制的四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、報警、計時及輸出顯示功能等。關鍵詞：智力控制，四路搶答器，PLC設計背景與選題1.設計背景搶答器廣泛應用于電視臺、商業(yè)機構及學校，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，能使四個人同時參加搶答賽，四個參賽臺總體設計選用西門子S7-200

4、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，跟對手比反應時間，思維運轉(zhuǎn)快慢的新型電器。隨著社會科技技術的不斷發(fā)展，他的應用場合也隨之增加；技術含量大提升；更加方便可靠。用PLC進行知識競賽搶答器設計，其控制方便，靈活，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。并根據(jù)情況用燈光和聲音現(xiàn)實其回答正確和在此之后按下按鈕無效，伴有燈光和聲音指同時有警報響起。主持人有開始和停止按鈕,此任務的搶答器可根據(jù)應答者搶答情況自動設定答題時間,錯誤。四路智力搶答器有四個搶答按鈕最先按下按鈕有效,示，并開始計時答題時間。計時時間到聲音提

5、示停止答題,及系統(tǒng)自帶的復位按鈕。2.設計目的熟悉PLC主機結構及編程環(huán)境；進一步熟悉編程器及STEP7的使用方法，掌握輸入輸出、定時器計數(shù)器、微分、保持繼電器等常用指令的功能和編程方法；理解聯(lián)鎖、跳轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)位移、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、運算等指令的功能，掌握其使用方法；(4)通過基本訓練，設計一個PLC控制搶答器裝置。按控制要求選擇PLC機型和外部設備,設方tPLC外部電路的接線圖。編寫控制程序，并學習上機調(diào)試程序的方法；第二部分PLC編程與硬件接線2 .搶答器2.1 四路搶答器概述搶答器廣泛應用于電視臺、商業(yè)機構及學校，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

6、文介紹一種數(shù)字式搶答器，能使八個隊同時參加搶答，賽場中設有1個主持人參賽臺總體設計選用西門子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，跟對手比反應時間，思維運轉(zhuǎn)快慢的新型電器。隨著社會科技技術的不斷發(fā)展，他的應用場合也隨之增加；技術含量大大提升；更加方便可靠。目前，形式多樣、功能完備的搶答器已廣泛應用于電視臺、商業(yè)機構、學校及企事業(yè)單位，它為各種競賽增添了刺激性、娛樂性，在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。用PLC進行知識競賽搶答器設計，其控制方便，靈活，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?？删幊炭刂破鳎≒L

7、C）:所謂PLC系統(tǒng)就是采用目前市場上各大工業(yè)控制廠家生產(chǎn)的可編程控制器，根據(jù)要求選用不同的模塊，在此基礎上設計程序以達到所設計的功能。這種形式目前在工業(yè)現(xiàn)場應用最為廣泛。PLC的可靠性：進口PLC采用的CPU都是生產(chǎn)廠家專門設計的工業(yè)級專用處理器，其余各元件也是直接向生產(chǎn)廠家購買的，經(jīng)過嚴格挑選的工業(yè)級元件，另外它的電源模塊也是集各大公司工業(yè)控制的經(jīng)驗而特別設計的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力有很大提高，即使在電源很差和變頻調(diào)速的干擾下仍能正常工作。PLC的可擴展性：要增加一個功能只要增加相應的模塊和修正對應的程序，而PLC的編程相對比較簡單，這樣對于開發(fā)周期會縮短。PLC的可維護性：PLC

8、本身有很強的自診斷功能，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，根據(jù)自診斷很容易診斷出故障元件，即使非專業(yè)人員也能維修，如果故障由于程序設計不合理引起，由于它提供完善的調(diào)試工具，要找出故障也較為簡單。操作：PLC的操作采用觸摸式操作終端，人機界面，全屏顯示，上面設計了很詳盡的操作指南，即使第一次使用，也能根據(jù)提示順利操作，這就降低了對操作人員的要求，一般工人也能很快掌握。另外，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，畫面自動切換到故障提示畫面，提示故障原因和排除方法。甚至可以顯示故障在機器上的位置，維修人員可以根據(jù)提示很快排除故障。特點：價格與前二種控制器相比略貴，可靠性好，操作簡單。2.2 四路搶答器工作原理這次設計的PLC智能搶答器

9、是適合四人搶答的四路搶答器。給競賽主持人設置了3個控制按鈕，用來控制開始、復位、停止計時，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，音響電路發(fā)出聲響提示信號以指示搶答成功，并對其后的搶答信號不在相應，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。若選手在未開始搶答時提前搶答了，則視為違規(guī)，違規(guī)時數(shù)碼管顯示其編號同時音響電路發(fā)出聲響并且有音響警報。按下啟動按鈕定時器T37計時（設定30秒）若30秒限制到時仍無人搶答音響電路發(fā)出聲響，以示選手放棄該題。此設定為30秒，選手必須在設定時間內(nèi)完成答題，否則，音響電路發(fā)出超時報警信號。其中以上功能都通

10、過編制PLC程序來控制一個數(shù)碼管以及一個蜂鳴器來實現(xiàn)的。本次設計用到三個定時器，T37、T38和T39。在主持人按下啟動按鈕后用定時器T38定日5S,在5s內(nèi)按下?lián)尨鸢粹o是有效的，超出5s此題將作廢，主持人按下復位按鈕重新開始下一題。T39用來延時1S,當搶答有效時，蜂鳴器回響1S。3 PLC概述3.1 PLC產(chǎn)生與發(fā)展在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領域中，繼電器控制占主導地位，應用廣泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點，特別是其接線復雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應性差。1968年美國通用汽車公司(G.MD為了適應汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需

11、要，實現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設計和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。于是就設想將計算機功能強大、靈活、通用性好等優(yōu)點與電器控制系統(tǒng)簡單易懂、價格便宜等優(yōu)點結合起來，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進行編程，使不熟悉計算機的人也能很快掌握使用。1969年美國數(shù)字設備公司(DEC根據(jù)美國通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺可編程控制器，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用，取得很好的效果。從此這項技術迅速發(fā)展起來。早期的可編程控制器僅有邏輯運算、定時、計數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)

12、的繼電器控制，通常稱為可編程邏輯控制器(ProgrammableLogiccontroller)隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展，20世紀70年代中期微處理器技術應用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術運算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。20世紀80年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使PLC真正成為具有邏輯控制、過程控制、運動控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能

13、的名符其實的多功能控制器。自從第一臺PLC出現(xiàn)以后，日本、德國、法國等也相繼開始研制PLC,并得到了迅速的發(fā)展。目前，世界上有200多家PLC廠商，400多品種的PLC產(chǎn)品，按地域可分成美國、歐洲I、和日本等三個流派產(chǎn)品，各流派PLC產(chǎn)品都各具特色，如日本主要發(fā)展中小型PLG其小型PLC性能先進，結構緊湊，價格便宜，在世界市場上占用重要地位。著名的PLC生產(chǎn)廠家主要有美國的A-B(Allen-Bradley)公司、GE(GeneralElectric)公司，日本的三菱電機(MitsubishiElectric)公司、歐姆龍(OMRON公司，德國的AEG公司、西門子(Siemens)公司，法國的

14、TE(Telemecanique)公司等。3.2 PLC的特點與應用領域(一)PLC的特點PLC技術之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動化的客觀需要外，主要是因為它具有許多獨特的優(yōu)點。它較好地解決了工業(yè)領域中普遍關心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟等問題。主要有以下特點：1 .可靠性高、抗干擾能力強可靠性高、抗干擾能力強是PLC最重要的特點之一。PLC的平均無故障時間可達幾十萬個小時，之所以有這么高的可靠性，是由于它采用了一系列的硬件和軟件的抗干擾措施：(1)硬件方面I/O通道采用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源對PLC的影響；對供電電源及線路采用多種形式的濾波，從而消除或抑制了高頻干擾；對CPU等重要

15、部件采用良好的導電、導磁材料進行屏蔽，以減少空間電磁干擾；對有些模塊設置了聯(lián)鎖保護、自診斷電路等。(2)軟件方面PLC采用掃描工作方式，減少了由于外界環(huán)境干擾引起故障；在PLC系統(tǒng)程序中設有故障檢測和自診斷程序，能對系統(tǒng)硬件電路等故障實現(xiàn)檢測和判斷；當由外界干擾引起故障時，能立即將當前重要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定的讀寫操作，一旦外界環(huán)境正常后，便可恢復到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的工作。2 .編程簡單、使用方便目前，大多數(shù)PLC采用的編程語言是梯形圖語言，它是一種面向生產(chǎn)、面向用戶的編程語言。梯形圖與電器控制線路圖相似，形象、直觀，不需要掌握計算機知識，很容易讓廣大工程技術人員掌握。當生產(chǎn)

16、流程需要改變時，可以現(xiàn)場改變程序，使用方便、靈活。同時，PLC編程器的操作和使用也很簡單。這也是PLC獲得普及和推廣的主要原因之一。許多PLC還針對具體問題，設計了各種專用編程指令及編程方法，進一步簡化了編程。3 .功能完善、通用性強現(xiàn)代PLC不僅具有邏輯運算、定時、計數(shù)、順序控制等功能，而且還具有A/D和D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)值運算、數(shù)據(jù)處理、PID控制、通信聯(lián)網(wǎng)以等許多功能。同時，由于PLC產(chǎn)品的系列化、模塊化，有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，可以組成滿足各種要求的控制系統(tǒng)。4 .設計安裝簡單、維護方便由于PLC用軟件代替了傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的硬件，控制柜的設計、安裝接線工作量大為減少。PLC的

17、用戶程序大部分可在實驗室進行模擬調(diào)試，縮短了應用設計和調(diào)試周期。在維修方面，由于PLC的故障率極低，維修工作量很??；而且PLC具有很強的自診斷功能，如果出現(xiàn)故障，可根據(jù)PLC上指示或編程器上提供的故障信息，迅速查明原因，維修極為方便。5 .體積小、重量輕、能耗低由于PLC采用了集成電路，其結構緊湊、體積小、能耗低，因而是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。(二)PLC的應用領域課程設計報告PLC文化娛樂等各行各業(yè)，隨著PLC性能價格比的不斷提高，其應用領域不斷擴大。從應用類型看，PLC的應用大致可歸納為以下幾個方面：1.開關量邏輯控制利用PLC最基本的邏輯運算、定時、計數(shù)等功能實現(xiàn)邏輯控制，可以取代

18、傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機控制、多機群控制、生產(chǎn)自動線控制等，例如：機床、注塑機、印刷機械、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC最基本的應用，也是PLC最廣泛的應用領域。2 .運動控制大多數(shù)PLC都有拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機械設備，如對各種機床、裝配機械、機器人等進行運動控制。3.過程控制大、中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能，有的小型PLC也具有模擬量輸入輸出。所以PLC可實現(xiàn)模擬量控制，而且具有PID控制功能的PLC可構成閉環(huán)控制，用于過程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應堆、水處理、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制

19、等方面。4 .數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的PLC都具有數(shù)學運算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能，可進行數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，同時可通過通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置，如計算機數(shù)值控制（CNC設備，進行處理。5 .通信聯(lián)網(wǎng)PLC的通信包括PLC與PLCPLC與上位計算機、PLC與其它智能設備之間的通信，PLC系統(tǒng)與通用計算機可直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換單元相連構成網(wǎng)絡，以實現(xiàn)信息的交換，并可構成“集中管理、分散控制”的多級分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動化（FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要。6 .3PLC工作原理當PLC運行時，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務的，需要執(zhí)行眾多的操作，但CPU可能

20、同時去執(zhí)行多個操作，它只能按分時操作（串行工作）方式，每一次執(zhí)行一個操作，按順序逐個執(zhí)行。由于CPU的運算處理速度很快，所以從宏觀上來看，PLC外部出現(xiàn)的結果似乎是同時（并行）完成的。這種串行工作過程稱為PLC的掃描工作方式。掃描工作原理1、輸入映像寄存器的內(nèi)容是由設備驅(qū)動的，在程序執(zhí)行過程中的一個周期內(nèi)輸入映像寄存器的值保持不變，CPU采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映像寄存器的值來控制程序的執(zhí)行。2、掃描周期周而復始地進行，讀輸入、輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。3、對同一個輸出單元的多次使用、修改次序會造成不同的執(zhí)行結果。4、各個電路和不同掃描階段會造成輸入和輸出延遲，這是PLC的主

21、要缺點。在讀輸入階段，CPU對各個輸入端子進行掃描，通過輸入電路將各輸入點的狀態(tài)鎖入映象寄存器中。緊接著轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行階段，CPU按照先左后右、先上后下的順序?qū)γ織l指令進行掃描，根據(jù)輸入映象寄存器和輸出映象寄存器的狀態(tài)執(zhí)行用戶程序，同時將執(zhí)行結果寫入輸出映象寄存器。7 .4PLC的基本結構PLC是微機技術和控制技術相結合的產(chǎn)物，是一種以微處理器為核心的用于控制的特殊計算機，因此PLC的基本組成與一般的微機系統(tǒng)類似。一、PLC的硬件組成PLC的硬件主要由中央處理器（CPU、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴展接口電源等部分組成。其中，CPU是PLC的核心，輸入單元與輸出單元是連接現(xiàn)場輸入

22、/輸出設備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器、上位計算機等外設連接。對于整體式PLQ所有部件都裝在同一機殼內(nèi)，其組成框圖如圖2-5所示；對于模塊式PLC,各部件獨立封裝成模塊，各模塊通過總線連接，安裝在機架或?qū)к壣?，其組成框圖如圖2-6所示。無論是哪種結構類型的PLG都可根據(jù)用戶需要進行配置與組合。輸入項口PLC基本單元CPU編程器1寫入器-打印機廠人機界面-上位計算機一PLC一通信接口存儲器輸出端口強單元擴展接口擴蜃元CPU模塊圖2-5整體式PLC組成框圖通信模塊智能工汽模塊編程器機它設位其信上或通備工業(yè)現(xiàn)場圖2-6模塊式PLC組成框圖盡管整體式與模塊式PLC的結構不太一樣，但各部

23、分的功能作用是相同的，下面PLC主要組成部分:1、中央處理單元（CPU2、存儲器（Memory）3、基本I/O接口電路4、通信接口5、智能接口模塊6、編程裝置7、電源PLC的軟件組成PLC的軟件由系統(tǒng)程序和用戶程序組成。系統(tǒng)程序由PLC制造廠商設計編寫的，并存入PLC的系統(tǒng)存儲器中，用戶不能直接讀寫與更改。系統(tǒng)程序一般包括系統(tǒng)診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序、監(jiān)控程序等。PLC的用戶程序是用戶利用PLC的編程語言，根據(jù)控制要求編制的程序。在PLC的應用中，最重要的是用PLC的編程語言來編寫用戶程序，以實現(xiàn)控制目的。由于PLC是專門為工業(yè)控制而開發(fā)的裝置，其主要使用者是廣大電氣技術

24、人員，為了滿足他們的傳統(tǒng)習慣和掌握能力，PLC的主要編程語言采用比計算機語言相對簡單、易懂、形象的專用語言。PLC編程語言是多種多樣的，對于不同生產(chǎn)廠家、不同系列的PLC產(chǎn)品采用的編程語言的表達方式也不相同，但基本上可歸納兩種類型：一是采用字符表達方式的編程語言，如語句表等；二是采用圖形符號表達方式編程語言，如梯形圖等。3.5 PLC的編程語言1梯形圖語言梯形圖語言是在傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器等圖形表達符號的基礎上演變而來的。它與電器控制線路圖相似，繼承了傳統(tǒng)電器控制邏輯中使用的框架結構、邏輯運算方式和輸入輸出形式，具有形象、直觀、實用的特點。因此，這種編程語言為廣大電氣技術人員

25、所熟知，是應用最廣泛的PLC的編程語言，是PLC的第一編程語言。如圖2-9所示是傳統(tǒng)的電器控制線路圖和PLC梯形圖。圖2-9電器控制線路圖與梯形圖a)電器控制線路圖b)PLC梯形圖從圖中可看出，兩種圖基本表示思想是一致的，具體表達方式有一定區(qū)別。PLC的梯形圖使用的是內(nèi)部繼電器，定時/計數(shù)器等，都是由軟件來實現(xiàn)的，使用方便，修改靈活，是原電器控制線路硬接線無法比擬的。2語句表語言這種編程語言是一種與匯編語言類似的助記符編程表達方式。在PLC應用中，經(jīng)常采用簡易編程器，而這種編程器中沒有CRT屏幕顯示，或沒有較大的液晶屏幕顯示。因此，就用一系列PLC操作命令組成的語句表將梯形圖描述出來，再通過簡

26、易編程器輸入到PLC中。雖然各個PLC生產(chǎn)廠家的語句表形式不盡相同，但基本功能相差無幾。3功能表圖語言功能表圖語言（SFC語言）是一種較新的編程方法，又稱狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖語言。它將一個完整的控制過程分為若干階段，各階段具有不同的動作，階段間有一定的轉(zhuǎn)換條件，轉(zhuǎn)換條件滿足就實現(xiàn)階段轉(zhuǎn)移，上一階段動作結束，下一階段動作開始。是用功能表圖的方式來表達一個控制過程，對于順序控制系統(tǒng)特別適用。4局級語言隨著PLC技術的發(fā)展，為了增強PLC的運算、數(shù)據(jù)處理及通信等功能，以上編程語言無法很好地滿足要求。近年來推出的PLG尤其是大型PLG都可用高級語言，如BASIC語言、C語言、PASCALS言等進行編程。采用高級

27、語言后，用戶可以像使用普通微型計算機一樣操作PLC,使PLC的各種功能得到更好的發(fā)揮。3.6 PLC的分類及性能指標3.6.1 按I/O點數(shù)容量分類1、小型機（I/O點數(shù)小于256點）典型的小型機有SIEMENS公司的S7-200系列。2、中型機（I/O點數(shù)在2561024之間）典型的中型機有SIEMENS公司的S7-300系列、OMRON公司的C200H系列。3、大型機（I/O點數(shù)在1024點以上）典型的大型PLC有SIEMENS公司的S7-400和OMRON公司的CVM1和CS1系歹U。3.6.2 按結構形式分根據(jù)PLC結構形式的不同，PLC主要可分為整體式和模塊式兩類。1、整體式結構微型

28、和小型PLC一般為整體式結構。如西門子的S7-200O2、模塊式結構目前大、中型PLC都采用這種方式。如西門子的S7-300和S7-400系列。3.6.3 PLC的性能指標1、I/O點數(shù)I/O點數(shù)，即PLC面板上的I/O端子的個數(shù)。I/O點數(shù)越多，外部可以連接的I/O器件就越多，控制規(guī)模就越大。它是衡量PLC性能的重要指標之一。2、存儲容量這里專指用戶存儲器的存儲容量，它決定了用戶所編程序的長短。大、中、小型PLC的存儲容量變化范圍一般為2KB2MB。3、掃描速度掃描速度是指PLC執(zhí)行程序的快慢，是一個重要的性能指標，體現(xiàn)了計算機控制取代繼電器控制的吻合程度?？删幊炭刂破鞑捎醚h(huán)掃描的工作方式

29、。4、指令系統(tǒng)它是衡量PLC能力強弱的標志，決定了PLC的處理能力、控制能力的強弱。限定了計算機發(fā)揮運算功能、完成復雜控制的能力。5、通信功能通信有PLC之間的通信和PLC與計算機或其它設備之間的通信。主要涉及通信模塊、通信接口、通信協(xié)議、通信指令等。6、擴展能力擴展能力包括I/O點數(shù)的擴展和PLC功能的擴展兩方面的內(nèi)容。7、特殊功能單元特殊功能單元種類多，也可以說PLC的功能多。典型的特殊功能單元有模擬量、模糊控制連網(wǎng)等功能。4. 系統(tǒng)硬件設計4.1 控制系統(tǒng)選取搶答器對時間間隔的要求很高，而且多在會議、答辯賽等一些正規(guī)的需要進行搶答的場合中使用，所以對設備的精準性和可靠性要求很高。為此，我

30、們對將采用的控制系統(tǒng)進行了全面的分析對比。可編程控制器（PLC）是由工業(yè)微型計算機、輸入，輸出設備、保護及抗干擾隔離電路等構成的微機控制裝置，具有順序、周期性工作的特征，從應用角度看可編程控制器具有如下特點：1、可靠性高：由于可編程控制器的輸入，輸出端口均采用繼電器或光電耦合器件，采取了隔離和抗干擾措施，使其具有很高的抗干擾能力，因而能在惡劣環(huán)境下可靠工作。2、體積?。河捎谠谥圃鞎r采用了大規(guī)模集成電路和微處理器，用軟件編程代替了硬連線，便于安裝，實現(xiàn)了小型化。3、通用性好：由于可編程控制器采用模塊化結構，一般有CPU模塊、電源模塊、PID模塊、模擬輸入和輸出模塊等，可以用這些模塊靈活的組成各種

31、不同的控制系統(tǒng)，對不同的控制系統(tǒng)，只需選取不同的模塊即可，因而具有很好的適用性。4、使用方便：對于不同的控制系統(tǒng)，當硬件結構選定后，如果輸入、輸出作很小的變動時，只需修改相應程序即可，無需對系統(tǒng)連線做較大的修改，減少了現(xiàn)場調(diào)試的工作量，使用起來靈活方便?；诳删幊炭刂破鞯纳鲜鰞?yōu)點能夠適應和滿足立體車庫高性能的使用要求，所以我確定該車庫控制系統(tǒng)為PLC（西門子S7-200系列）。4.2控制系統(tǒng)硬件組成結構圖主向人»耳值號入信號也剛顯示前上一£到汁甘瀚4.3系統(tǒng)IO分配表搶答器的PLC控制系統(tǒng)的輸出端口如表4.1所示:表4.1輸入端口輸出端口其他器件搶答器1I0.0指示燈1Q1

32、.0定時器1T37搶答器2I0.1指示燈2Q1.1定時器2T38搶答器3I0.2指示燈3Q1.2定時器2T39搶答器4I0.3指示燈4Q1.3啟動I1.1數(shù)碼顯示1Q1.4停止I1.2數(shù)碼顯示2Q1.5數(shù)碼顯示4Q1.6警報Q0.0彩球Q0.14.4系統(tǒng)硬件連接圖根據(jù)系統(tǒng)要求和所需要的硬件，系統(tǒng)數(shù)字量輸入點總計6個，輸出點總計9個點。綜合考慮到系統(tǒng)的性價比和系統(tǒng)的可擴展性，輸入、輸出點留出一定的富裕量，因此PLC選才iSIEMENS的S7-200系列的CPU226繼電器輸出型和數(shù)字量擴展模塊EM223。輸入、輸出端子電氣接線圖如圖所示。第三部分程序設計與調(diào)試5系統(tǒng)軟件設計5.1整體設計根據(jù)PL

33、C智能搶答器的控制要求，應用程序采用一體化結構。通過PLC控制程序來實現(xiàn)整體的運行，系統(tǒng)僅需要少量的按鈕和接口，一般的PLC配置都可運行。該系統(tǒng)本著簡單易懂、可靠性強、適應性強等方面進行設計。在搶答時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時時間。安全、可靠、省時、省力、價格便宜。控制軟件應用SIEMENS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，進行針對性設計，要充分保證系統(tǒng)的安全，保證整個系統(tǒng)的運行安全可靠。自動條件下，必須復位后在滿足自動條件下才能進行自動運行程序，當中充分應用各個過程的互鎖來保證系統(tǒng)的安全。5.2編程軟件

34、M10.1、M10.2、M10.3、M11.0、為了編程結構的簡單、明了在主程序中引用了中間繼電器M11網(wǎng)絡1是程序的啟-保-停電路.1、M11.2。避免了程序運行中的雙線圈輸出。網(wǎng)絡2、3、4、5實現(xiàn)四個搶答功能，自鎖及互鎖。Network5Netx口水6137ihTONPTIOOrNlcttffoirk7Ml0.038INTON+?0D-PT100mw網(wǎng)絡6、7用來定時。分別是30S和5S。網(wǎng)絡8-在主持人發(fā)出開始信號前，若有人按下?lián)尨鸢粹o則報警。網(wǎng)絡9-實現(xiàn)定時功能，搶答成功發(fā)出警報延時1S最后一部分網(wǎng)絡：數(shù)碼管顯示對應搶答器的序號。5.3軟件指令表程序注釋網(wǎng)絡1網(wǎng)堵標題。NLoA-II

35、.1MID011.2MID00123-2Jul-B11113111QQQQTM工M303口1232«-r-N-11111111QQQQMMIM0123'o->8o1111311QQQQTMQ9絡阿DNHOHLOOOAOAA-TNDNNNLAAAA網(wǎng)絡16LDQI.2=Mil.2網(wǎng)第17muI-LDK1D3Q口口.21*1.1ANT39，QO.O用ai2SID1K1：,2T光Q0.1國葬13同貉18FD3-6-D1M1QsoL:，u11.2Q1Q7ldor1-L.11o區(qū)15LD=5.4軟件調(diào)試將設計好的程序?qū)懭隤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(如接觸器、電磁閥等)。也可以根據(jù)功能表圖，在適當?shù)臅r候用開關或按鈕來模擬實際的反饋信號。在調(diào)試時應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，都應逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后應及時修改梯形圖和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