【正文】 .................................................................................. 19 九、心得體會 .................................................................................................................................. 20 十、參考文獻 .................................................................................................................................. 20 附 錄 ............................................................................................................................................. 21 4 緒 論 PLC 的認(rèn)識 PLC 是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的一種數(shù)字運算操作 的電子裝置 ,是帶有存儲器 ,可以編制程序的控制器。 PLC 即可編程控制器（ Programmable logic Controller，是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。它能夠存儲和執(zhí)行指令 ,進行邏輯運算 ,順序控制 ,定時 ,計數(shù)和算術(shù)等操作 ,并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出 ,控制各種類型的機械和生產(chǎn)過程。 在電視上我們會經(jīng)常看到一些智力搶答的節(jié)目，如果要是讓搶答者用舉手等方法，主持人很容易誤判，會造成搶答的不公平，比賽中為了準(zhǔn)確、公正、直觀的判力競賽的電路裝置 ,該裝置由主體電路與擴展電路組成。優(yōu)先編碼電路、鎖 存器、譯碼電路將參賽組的輸入信號在顯示器上輸出 。用控制電路和主斷出第一個搶答者，所設(shè)計的搶答器通常由數(shù)碼顯示、燈光、音響等多種手段指示第一搶答者。為了使這種不公平不發(fā)生，只能靠電子產(chǎn)品的高準(zhǔn)確性來保障搶答的公平性。八路數(shù)字搶答器是一個可供八個參賽組進行智持人開關(guān)啟動報警電路 ,以上兩部分組成主體電路。通過定時電路和譯碼電路將秒脈沖產(chǎn)生的信號在顯示器上輸出實現(xiàn)計時功能 ,構(gòu)成擴展電路。 通過這次設(shè)計，掌握 PIC 單片機的原理，了解簡單多功能搶答器組成原理，初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測試方法，提高動手能力和排除故障 的能力。同時通過本課題設(shè)計與裝配、調(diào)試，提高自己的動手能力，鞏固已學(xué)的理論知識，建立單片機理論和實踐的結(jié)合，了解多功能搶答器各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而能正確設(shè)計、計算定時計數(shù)的各個單元電路。初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測試方法。提高動手能力和排除故障的能力。 PLC 本身的模塊化結(jié)構(gòu)以及遠程 I/O 模塊功能的不斷完善，使得 PLC 易于實現(xiàn)多級控制（分布控制、分散控制），通過不同級別的網(wǎng)絡(luò)將 PLC 與 PLC、 PLC 與遠程 I/O 模塊、 PLC與人機界面以及 PLC 與 PC 機連接起來，形成管控一體化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 。 PLC 的應(yīng)用和特點 PLC 出現(xiàn)后就受到普遍的重視 ,其應(yīng)用發(fā)展也十分的迅速 ,原因在于現(xiàn)有的各種控制方 2 式相比 ,它有一系列受用戶歡迎的特點 ,主要是 : ,抗干擾能力強 在惡劣的工業(yè)環(huán)境下工業(yè)生產(chǎn)對控制設(shè)備的可靠性提出很到目前為止尚無任何一種工業(yè)控制系統(tǒng)的可靠性能達到和超過 PLC。保證 PC 工作的可靠性高、抗干擾能力強的主要措施是 : (1) 采用循環(huán)掃描、集中采樣 ,集中輸出的工作方式。 高的要求。 PLC 是專為工業(yè)控制而設(shè)計 ,由于采取了一系列措施 ,使 PLC 控制系統(tǒng)的平均無故障間隔時間一 般能達到 4～ 5 萬 h,遠遠超過傳統(tǒng)繼電器控制和計算機控制系統(tǒng)?？梢哉f , (2) 硬件設(shè)計采用模塊式結(jié)構(gòu)并采取屏蔽、濾波、隔離、聯(lián)鎖等一系列抗干擾技術(shù) ,同時增加輸出聯(lián)鎖、環(huán)境檢測與故障診斷等提高可靠性電路。 (3) 軟件設(shè)計中設(shè)置實時監(jiān)控、自診斷、信息保護與恢復(fù)等程序與硬件電路配合實現(xiàn)各種故障的診斷、處理、報警顯示及保護功能 。 因此 PLC 優(yōu)于微機控制的首要特點是它能適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境。 、易于掌握這是 PC 優(yōu)于微機的另一個特點。梯形圖編程方式是 PC 最常用的編程語言。它與繼電器控制原理圖類似，具有直觀、清 晰、修改方便、易掌握等優(yōu)點。 3．組合靈活使用方便 由于它采用標(biāo)準(zhǔn)化得到通用模塊結(jié)構(gòu)，能靈活方便地組合成各種不同規(guī)模、不同功能的控制系統(tǒng)。 4．功能強，通用性好現(xiàn)代 PLC 具備很強的信息處理功能和輸出控制能力，它既可以對開關(guān)量進行控制又可以對模擬量進行控制。 5．開發(fā)周期短，功率高，維護方便 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大地減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計周期大大縮短，同時維護也變得容易起來。 6．體積小，重量輕，工耗低 。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大， PLC 技術(shù)及其產(chǎn)品仍在繼續(xù)發(fā)展，其結(jié)構(gòu) 不斷改進，功能日益增強，性價比越來越高 。 3 一、設(shè)計題目 基于 PLC的 八路搶答器的設(shè)計 二 、設(shè)計目的與要求 設(shè)計目的 搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，在各種競賽、搶答場合中，它能迅速、客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。早期的搶答器只由幾個三極管、可控硅、發(fā)光管等組成，能通過發(fā)光管的指示辯認(rèn)出選手號碼?，F(xiàn)在大多數(shù)搶答器均使用單片機和數(shù)字集成電路，并增加了許多新功能，如選手號碼顯示、搶按前或搶按后的計時、選手得分顯示等功能。從而 使競賽真正達到公正、公平、公開。 設(shè)計要求 1） 搶答器可同時供 8 名選手或者 8 個代表對比賽，每組使用一個按鈕， 8 個按鈕分別用18 號表示。 2） 設(shè)置系統(tǒng)復(fù)位和搶答開始開關(guān)，該開關(guān)由主持人控制。 3） 搶答器具有定時搶答功能。 4） 參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，顯示器顯示選手的編號和限答的時間倒計時，并保持到主持人將系統(tǒng)復(fù)位。 5） 可以通過按鍵操作修改答題限制時間和搶答限制時間。 6） 如果搶答時間以到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)復(fù)位。 三、設(shè)計作用 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。 4 四、所用 儀器 設(shè)備及 仿真 軟件 PLC儀器的選型 隨著 PLC控制的普及與應(yīng)用， PLC產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多，而且功能也日趨完善。近年來，從美國、日本、德國引進的 PLC產(chǎn) 品及國內(nèi)廠家組裝或自行開發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個系列，上百種型號。目前在國內(nèi)應(yīng)用較多地 PLC產(chǎn)品主要包括：美國 AB、 GE、 MODICON公司，德國西門子公司，日本 OMRON、三菱公司等的 PLC產(chǎn)品。因此 PLC的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各有自己的特點，適用場合也各有側(cè)重。因此，合理選擇 PLC，對于提高 PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)起著重要的作用。一般選擇機型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮。 1） 對輸入 / 輸出點的選擇要先弄清楚控制系統(tǒng)的 I/O 總點數(shù)，再按實際所需總點數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點數(shù)。 PLC 的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種 PLC 平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。對存儲容量的選擇對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關(guān)量進行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點數(shù)乘 10 字 / 點＋輸出總點數(shù)乘 5 字 / 點 來估算；計數(shù)器 / 定時器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個估算；有運算處理時按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時按每個接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算。最后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者，選擇容量時留有裕量要大些。 2)對 I/O 響應(yīng)時間的選擇。 PLC 的 I/O 響應(yīng)時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（ 一般在 2 ～ 3 個掃描周期）等。對開關(guān)量控制的系統(tǒng) ,PLC 和 I/O 響應(yīng)時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題。但對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題。 3)根據(jù)輸出負載的特點選型 。 不同的負載對 PLC的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點，如導(dǎo)通壓降小，有隔離作用，價格相對較便宜，承受 5 瞬時過電壓和過電流的能力較強，其負載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。 4） 對在線和離線編程的選擇 。 離線編程是指主機和編程器共用一個 CPU ，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的