【正文】 ................................................................12 主機 CPU及擴(kuò)展模塊選擇 .......................................................12 控制系統(tǒng)的硬件組成 ...........................................................14 系統(tǒng)控制要求 ................................................................15 控制系統(tǒng) I/O分配表 ...........................................................15 系統(tǒng)硬件連接圖 ..............................................................16 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 .................................................................................................................................................... 18 整體設(shè)計 ....................................................................18 PLC聲光智能搶答器控制程序梯形圖 ..............................................18 5 模擬運行與調(diào)試過程 ........................................................... 26 程序的模擬運行 ..............................................................26 程序的現(xiàn)場調(diào)試 ..............................................................27 致 謝 ........................................................................ 32 參考文獻(xiàn) ...................................................................... 33 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 1 PLC 四路 智能搶答器的介紹 PLC 四路 智能搶答器概述 知識競賽搶答器，顧名思義就是用于比賽時，跟對手比反應(yīng)時間，思維運轉(zhuǎn)快慢的新型電器。隨著社會科技技術(shù)的不斷發(fā)展，他的應(yīng)用場合也隨之增加；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 .商業(yè)機構(gòu) .學(xué)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(jìn)行知識競賽搶答器設(shè)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。 PLC 智能搶答器 與 單片機搶答器 相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性 .首先說一下單片機搶答器 ， 所謂單片機系統(tǒng)就是采用目前市場上的單片機 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。 單片機的可靠性：由于目前國內(nèi)市場上的單片機芯片的品質(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)品很難做到很好的一致性和高可靠性，因為任一元件的參數(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，加上壓片機的變頻調(diào)速對電源的干擾很大，因此，更可能引起單片機系統(tǒng)的不穩(wěn)定。 單片機的可擴(kuò)展性：由于單片機的線路是根據(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。 單片機的可維護(hù)性：一旦單片機系統(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)，濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2 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?，這樣的人機對話不夠友善。 特點：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。 PLC 四路 智能搶答器的工作原理 我所設(shè)計的 PLC 智能搶答器是適合 人搶答的 四路搶答器，現(xiàn)在以四 路搶答器 為例。 給競賽主持人設(shè)置了 3 個控制按鈕，用來控制開始 、 復(fù)位 、 停止，每當(dāng)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，同時綠色指示燈亮，音響電路發(fā)出聲響 提示信號（持續(xù)三秒）以指示搶答成功，并濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 對其后的搶 答信號不在相應(yīng)，選手答題完畢后，由主持人按下復(fù)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紅燈亮音響電路發(fā)出聲響。當(dāng)主持人 按下?lián)尨鹌靼粹o時定時器 T0 開始計時（設(shè)定 15 秒）若 15 秒限制到時仍無人搶答則黃燈亮音響電路發(fā)出聲響，以示選手放棄該題。在搶答成功后，主持人按下答題計時按鈕，同時數(shù)碼管顯示答題倒計時時間改時間可根據(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 過編制的 PLC 程序來控3 個 數(shù)碼管和 4 個指示燈以及 1 個喇叭來實現(xiàn)。 模型圖如圖 圖 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 2 PLC 概述 PLC 的定義 、 組成及特點 一 ． 概述 可編程控制器（ PLC）是一種新型的通用自動化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù) 、 計算機技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制 功能強，可靠性高，使用靈活方便，易于擴(kuò)展等優(yōu)點而應(yīng)用越來越廣泛， 可編程控制器 (Programmable Logic Controller)即 PLC。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。他以微處理為核心，用編寫的程序不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以定時，計數(shù)和算術(shù)運算 等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入 /輸出來控制機械設(shè)備或生產(chǎn)過程。美國電氣制造商協(xié)會經(jīng)過 4年調(diào)查，與 1980 年將其正式命名為可編程控制器（ Programmable Controller），簡寫為 PC。后來由于 PC 這個名稱常常被用來稱呼個人電腦（ Personal Computer），為了區(qū)別，現(xiàn)在也把可編程控制器稱為 PLC， 如圖 、 圖 是幾種 PLC 外形結(jié)構(gòu)圖 圖 PLC 圖 S7200型 PLC 二 ． PLC 的定義 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 PLC 一直在快速發(fā)展中，因此到現(xiàn)在為止，還未