【正文】 必須在 30S 內(nèi)答完題，如 30S 內(nèi)未答完，則作超時處理。 （ 4）燈光與音響信號的意義如下： [1] 音響叫（響 1S） +某臺燈亮，由某參賽隊正常搶答。 [2] 音響叫（響 1S） +某臺燈亮 +總臺燈亮，某參賽隊違規(guī)。 [3] 音響叫（響 1S） +裁判臺燈亮，無人搶答或答題超時。 （ 5）在某個題結(jié)束后，裁判員按下臺上的復(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 。 （ 6）各輸出端口統(tǒng)一采用直流 24V 電源。 用單片機(jī)和 PLC 分別做系統(tǒng)的比較 所謂單片機(jī)系統(tǒng)就是采用目前市場上的單片機(jī) CPU 及其它外圍芯片，根據(jù)不同系統(tǒng)設(shè)計電路板，最終設(shè)計成一臺簡易的計算機(jī)系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計程序以達(dá)到所要求的控制功能。這種形式在 80 年代國內(nèi)很流行，但由于受到本身可靠性及其它方面 的限制，目前除了儀表上仍然采用外，在工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用已逐步被 PLC所代替。 單片機(jī)的可靠性：由于目前國內(nèi)市場上的單片機(jī)芯片的品質(zhì)良莠不齊，很大一部分還是國外篩選出來的次等品，加上其它外圍元件（如 電阻、電容等）的參數(shù)離散性也很大，批量小的產(chǎn)品不可能經(jīng)過篩選配對等技術(shù)處理，因此這樣的產(chǎn)品很難 5 做到很好的一致性和高可靠性，因?yàn)槿我辉膮?shù)偏離設(shè)計要求都會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。另外，單片機(jī)的所有器件均不是工業(yè)級的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力很弱，而國內(nèi)的電源一般都很差，加上壓片機(jī)的變頻調(diào)速對電源的干擾很大，因此，更可能引起單片機(jī)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。 單片機(jī)的可擴(kuò)展性：由于單片機(jī)的線路是根據(jù)一定的功能要求特別設(shè)計的，所以要增加一個功能就要重新設(shè)計線路，而且對應(yīng)的程序都要重新設(shè)計。這樣對于增加功能的開發(fā)成本和周期 都會增加。 單片機(jī)的可維護(hù)性：一旦單片機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很難診斷出故障元件，最簡單的方法是更換整個系統(tǒng)，這樣維修成本增加了。 操作：現(xiàn)在國內(nèi)單片機(jī)系統(tǒng)的操作均采用自設(shè)計的鍵盤，設(shè)定數(shù)據(jù)用撥碼開關(guān)，顯示用 LED，整個面板顯得繁鎖，而且為了減少操作鍵，設(shè)計時往往一鍵多用，操作人員很難脫開說明書操作。特別是故障顯示只能顯示故障代碼，一旦發(fā)生故障，操作人員必須翻閱說明書方能發(fā)現(xiàn)故障所在，最終按說明書指示排除故障，這樣排除故障的時間相對較長?？傊?，這樣的人機(jī)對話不夠友善。 特點(diǎn)：不可靠，價格便宜。 可編 程控制器（ PLC）： 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(chǔ)上設(shè)計程序以達(dá)到所設(shè)計的功能。這種形式目前在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用最為廣泛。 PLC 的可靠性：進(jìn)口 PLC 采用的 CPU 都是生產(chǎn)廠家專門設(shè)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(yán)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(yàn)而特別設(shè)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(kuò)展性：要增加一個 功能只要增加相應(yīng)的模塊和修正對應(yīng)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(hù)性： PLC 本身有很強(qiáng)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(shè)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(jī)界面，全屏顯示，上面設(shè)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(jī)器上的位置，維修人員可以根據(jù)提示很快排除故障。 特點(diǎn)：價格與前二種控制器相比略貴，可靠性好，操作簡單。 第三章 硬件電路設(shè)計 控制特點(diǎn)分析 PLC 機(jī)型的選擇步驟與原則 PLC 機(jī)型的選擇 PLC 機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭最佳的性能價格比。選擇時主要考慮以下幾點(diǎn)： (一 ) 合理的結(jié)構(gòu)型式 PLC 主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 整體式 PLC 的每一個 I／ O 點(diǎn)的平均價格比模塊式的便宜，且體積 相對較小 ,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式 PLC 的功能擴(kuò)展靈活方便 ,在 I／ O 點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、 I／ O 模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較 6 復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 (二 ) 安裝方式的選擇 PLC 系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程 I／ O 式以及多臺 PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式。 集中式不需要設(shè)置驅(qū)動遠(yuǎn)程 I／ O 硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程 I／ O 式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程 I／ O 可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動器和遠(yuǎn)程 I／ O 電源；多臺 PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適 用于多臺設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型 PLC，但必須要附加通訊模塊。 (三 )相應(yīng)的功能要求 一般小型 (低檔 )PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。 對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶 A／ D 和 D／ A轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔 PLC。 對于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔 PLC。但是中、高檔 PLC 價格較貴，一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng) 等場合。 (四 )響應(yīng)速度要求 PLC 是為工業(yè)自動化設(shè)計的通用控制器，不同檔次 PLC 的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用 PLC，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時，則應(yīng)該慎重考慮 PLC 的響應(yīng)速度，可選用具有高速 I／ O 處理功能的 PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的 PLC 等。 (五 )系統(tǒng)可靠性的要求 對于一般系統(tǒng) PLC 的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。 (六 )機(jī)型盡量統(tǒng)一 一個企業(yè)，應(yīng)盡量做到 PLC 的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題 ： １ )機(jī)型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。 ２ )機(jī)型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。 ３ )機(jī)型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計算機(jī)后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)。 隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展， PLC 產(chǎn)品的種類也越來越多。不同型號的 PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等也各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。因此，合理選用 PLC，對于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。 搶答器流程圖 7 程序中所使用的 FX系列 PLC的編程元件介紹 FX2N 的共有 27 條基本邏輯指令，其中包含了有些子系列 PLC的 20條基本邏輯指令。 三菱 FX 系列 PLC 取指令與輸出指令（ LD/LDI/LDP/LDF/OUT） （ 1） LD（取指令） 一個常開觸點(diǎn)與左母線連接的指令，每一個以常開觸點(diǎn)開始的邏輯行都用此指令。 （ 2） LDI（取反指令） 一個 常閉觸點(diǎn)與左母線連接指令，每一個以常閉觸點(diǎn)開始的邏輯行都用此指令。 （ 3） LDP（取上升沿指令） 與左母線連接的常開觸點(diǎn)的上升沿檢測指令，僅在指定位元件的上升沿（由 OFF→ON ）時接通一個掃描周期。 （ 4） LDF（取下降沿指令） 與左母線連接的常閉觸點(diǎn)的下降沿檢測指令。 （ 5） OUT（輸出指令） 對線圈進(jìn)行驅(qū)動的指令，也稱為輸出指令。 取指令與輸出指令的使用如圖 1 所示。 8 圖 1 取指令與輸出指令的使用 取指令與輸出指令的使用說明： 1） LD、 LDI指令既可用于輸入左母線相連的觸點(diǎn)，也可與 ANB、 ORB指令 配合實(shí)現(xiàn)塊邏輯運(yùn)算； 2） LDP、 LDF指令僅在對應(yīng)元件有效時維持一個掃描周期的接通。圖 315 中，當(dāng) M1有一個下降沿時，則 Y3 只有一個掃描周期為 ON。 3） LD、 LDI、 LDP、 LDF 指令的目標(biāo)元件為 X 、 Y 、 M 、 T、 C、 S； 4） OUT 指令可以連續(xù)使用若干次（相當(dāng)于線圈并聯(lián)），對于定時器和計數(shù)器，在 OUT指令之后應(yīng)設(shè)置常數(shù) K 或數(shù)據(jù)寄存器。 三菱 FX 系列 PLC 觸點(diǎn)串聯(lián)指令（ AND/ANI/ANDP/ANDF） （ 1） AND（與指令） 一個常開觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，完成邏輯“與”運(yùn)算。 （ 2） ANI（與反指令） 一個常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，完成邏輯“與非”運(yùn)算。 （ 3） ANDP 上升沿檢測串聯(lián)連接指令。 （ 4） ANDF 下降沿檢測串聯(lián)連接指令。 觸點(diǎn)串聯(lián)指令的使用如圖 2 所示。 9 圖 2 觸點(diǎn)串聯(lián)指令的使用說明： 1） AND、 ANI、 ANDP、 ANDF都指是單個觸點(diǎn)串聯(lián)連接的指令，串聯(lián)次數(shù)沒有限制，可反復(fù)使用。 2） AND、 ANI、 ANDP、 ANDF 的目標(biāo)元元件為 X、 Y、 M、 T、 C 和 S。 3）圖 2 中 OUT M101 指令之后通過 T1 的觸點(diǎn)去驅(qū)動 Y4 稱為連續(xù)輸出。 三菱 FX 系列 PLC 觸點(diǎn)并 聯(lián)指令（ OR/ORI/ORP/ORF） （ 1） OR（或指令） 用于單個常開觸點(diǎn)的并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)邏輯 “或 ”運(yùn)算。 （ 2） ORI（或非指令） 用于單個常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)邏輯 “或非 ”運(yùn)算。 （ 3） ORP 上升沿檢測并聯(lián)連接指令。 （ 4） ORF 下降沿檢測并聯(lián)連接指令。 觸點(diǎn)并聯(lián)指令的使用如圖 3 所示。 10 圖 3 觸點(diǎn)并聯(lián)指令的使用 觸點(diǎn)并聯(lián)指令的使用說明： 1） OR、 ORI、 ORP、 ORF 指令都是指單個觸點(diǎn)的并聯(lián)，并聯(lián)觸點(diǎn)的左端接到 LD、LDI、 LDP 或 LPF 處，右端與前一條指令對應(yīng)觸點(diǎn)的右端相連。觸點(diǎn)并聯(lián)指令連續(xù)使 用的次數(shù)不限； 2） OR、 ORI、 ORP、 ORF 指令的目標(biāo)元件為 X、 Y、 M、 T、 C、 S。 三菱 FX 系列 PLC 塊作指令（ ORB / ANB） （ 1） ORB（塊或指令） 用于兩個或兩個以上的觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路之間的并聯(lián)。 ORB指令的使用如圖 所示 圖 ORB 指令的使用 ORB