智力搶答器PLC控制的實現(xiàn)方法

電氣控制課程設計評語：考勤〔10〕守紀〔10〕過程〔40〕設計報告〔30〕辯論〔10〕總成績〔100〕自動化自動化動1001班專業(yè)：動1001班班級：姓名：學號：指導教師：蘭州交通大學自動化與電氣工程學院2013年7月12日智力搶答器PLC控制的實現(xiàn)方法1問題分析及解決方案框架確定1.1問題描述在各種形式的智力競賽中，搶答器作為智力競賽的批判裝置得到了廣泛的應用。設計搶答器的原那么是：(1)可以根據(jù)比賽規(guī)那么，設定答題時間。(2)能夠用聲光信號表示競賽狀態(tài)，調(diào)節(jié)賽場氣氛。(3)用數(shù)碼管顯示參賽者的得分情況。1.2控制任務和功能要求(1)競賽開始時，主持人接通啟動/停止按鈕〔SA〕，指示燈HL1亮。(2)當主持人按下開始搶答按鈕〔SB0〕后，如果在10S內(nèi)無人搶答，賽場的音響〔HA〕發(fā)出持續(xù)1.5S的聲音，指示燈HL2亮，表示搶答器自動撤銷此次搶答信號。(3)當主持人按下開始搶答按鈕〔SB0〕后，如果在10S內(nèi)有人搶答〔按下?lián)尨鸢粹oSB3、SB4或SB5〕，那么最先按下按鈕的信號有效，相應的搶答桌上的搶答按鈕燈〔HL3、HL4或HL5〕亮，賽場的音響發(fā)出短促音〔0.2SON,0.2SOFF,0.2SON〕。(4)當主持人確認搶答有效后，按下答題計時按鈕〔SB6〕，搶答桌上的搶答燈滅，計時開始，計時時間到〔假設為20S〕，賽場的音響發(fā)出持續(xù)3S的長音，搶答桌上搶答燈再次亮。(5)如果搶答者在規(guī)定的時間內(nèi)正確答復下列問題，主持人或助手按下加分按鈕，為搶答者加分〔分數(shù)自定〕，同時搶答桌上的指示燈快速閃爍3S(閃爍頻率為0.3SON,0.3SOFF)。(6)如果搶答者在規(guī)定的時間不能正確答復下列問題，主持人或助手按下減分按鈕，為搶答者減分〔分數(shù)自定〕。模型如圖1。圖1搶答器模型2PLC選型及硬件配置現(xiàn)在市場上的PLC主要是西門子的S7-300PLC，具有優(yōu)化配合、強大的模擬技術、結(jié)構(gòu)緊湊、組裝簡單、接線方便等特點。我們在課堂上老師主要以此PLC給我們講解，我們對此型號PLC較為熟悉，所以選S7-300PLC作為此次設計的核心。選擇西門子S7-300PLC,硬件配置如表1。表1硬件配置表槽號模塊訂貨號固件MPI地址I地址Q地址1PS30710A6ES7307-1BAOO0AA02CPU314(1)6ES7314-1AE04-0AB0V3.0234DI32xDC24V6ES7321-1BHOO-OAAO0…35DO32xDC24V/0.5A6ES7322-1HHOO-OAAO4…73I/O地址分配表3.1分配PLC的輸入/輸出點，編制輸入/輸出分配表如表2。表2I/O地址分配表序號符號地址數(shù)據(jù)類型注釋1SAI0.0BOOL主持人啟動按鈕2SB0I0.1BOOL主持人開始搶答按鈕3SB3I0.2BOOL1號搶答按鈕4SB4I0.3BOOL2號搶答按鈕5SB5I0.4BOOL3號搶答按鈕6SB6I0.5BOOL主持人應答按鈕7SB1I0.6BOOL加分按鈕8SB2I0.BOOL減分按鈕9HAQ4.0BOOL蜂鳴器10HL1Q4.1BOOL現(xiàn)場指示燈111HL2Q4.2BOOL現(xiàn)場指示燈212HL3Q4.3BOOL1號指示燈13HL4Q4.4BOOL2號指示燈14HL5Q4.5BOOL3號指示燈3.2梯形圖中用到的定時器如表3。表3梯形圖用到的定時器定時器號類型功能說明T1SD10S的等待搶答時間T2SE10S內(nèi)無人搶答時產(chǎn)生1.5S的長音T3SD與T4兩個產(chǎn)生200MS的脈沖T4SD與T3兩個產(chǎn)生300MS的脈沖T6SD20S的答題時間計時T8SD與T4兩個產(chǎn)生200MS的脈沖T9SD與T4兩個產(chǎn)生200MS的脈沖T10SE答對題時相應的燈亮3S4PLC外部接線圖根據(jù)控制任務和設計要求，設計此智力搶答器PLC控制運行的PLC控制外部接線圖如圖2。圖2智力搶答器PLC控制運行外部接線圖5控制流程圖為了清楚地說明動作的順序和條件，繪制智力搶答器PLC控制流程圖如圖3。結(jié)束開始結(jié)束開始按下開始按鈕10S是否搶答1號搶到答復正確1號加11號減1答復正確2號加12號減12號搶到3號加13號減1答復正確是是是是是是否否否否否結(jié)束判斷否是3號搶到否圖3PLC控制流程圖6系統(tǒng)梯形圖程序設計根據(jù)上述分析，結(jié)合控制系統(tǒng)流程圖，用西門子STEP7軟件設計系統(tǒng)梯形圖程序如下。7程序調(diào)試使用PLCSIM仿真軟件調(diào)試程序。首先翻開仿真程序，然后，將編制好的梯形圖程序下載到仿真PLC中，之后在仿真環(huán)境下運行程序，觀察分析實驗結(jié)果，并進行模擬調(diào)試。仿真結(jié)果如下。(1)當主持人按下啟動按鈕I0.0和開始搶答按鈕I0.1時，指示燈1亮，并且在10S內(nèi)無人搶答時在S7-PLCSIM中仿真結(jié)果如圖4。圖4啟動仿真結(jié)果(2)當主持人按下開始搶答按鈕I0.1時，1號桌在10S搶答到，并且在20S答題內(nèi)答對題在S7-PLCSIM中仿真結(jié)果如圖5。圖51號搶答仿真結(jié)果8心得體會智力搶答器PLC控制是一個貼近實際生活的設計問題，通過對這一問題的研究，激發(fā)了自己的學習興趣，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和解決實際工程問題的能力，從課程設計中取得了比擬