【正文】 種也同樣使用了具有數(shù)據(jù)處理的 PLC。 PLC 的特點(diǎn) ⑴ 抗干擾能力強(qiáng) ， 可靠性高 繼電接觸器控制系統(tǒng)雖具有較好的抗干擾能力 ， 但使用了大量的機(jī)械觸頭 ， 使設(shè)備連線復(fù)雜 ， 由于器件的老化、脫焊、觸頭的抖動(dòng)及觸頭在開閉時(shí)受電弧的損害大大降低了系統(tǒng)的可靠性。 微機(jī)雖然具有很強(qiáng)的功能 ， 但抗干擾能力差 ， 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁波干擾 ， 電源波動(dòng) ，機(jī)械振動(dòng) ， 溫度和濕度的變化 ， 都可能使一般通用微機(jī)不能正常 工作。當(dāng)控制要求改變 ， 需要變更控制系統(tǒng)功能時(shí) ， 可以用編程器在線或離線修改程序 ， 修改接線量很 5 小。 ⑷ 功能完善 ， 擴(kuò)展能力強(qiáng) PLC 中含有數(shù)量巨大的用于開關(guān)量處理的繼電器類軟件 ， 可輕松地實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的開關(guān)量邏輯控制 ， 這是一般的繼電器控制所不能實(shí)現(xiàn)的。 ⑸ PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便 PLC 中相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)中的 中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等“軟元件”數(shù)量巨大 ， 硬件齊全 ， 且為模塊化積木式結(jié)構(gòu) ，并已商品化 ， 故可按性能、容量（輸入、輸出點(diǎn)、內(nèi)存大?。┑冗x用組裝。工作人員通過他可查出故障原因 ， 便于迅速處理 ， 及時(shí)排除。按 PLC 的輸入輸出點(diǎn)數(shù)可將 PLC 分為三類。它可 以連接開關(guān)量和模擬量 I/O 模塊以及其他各種特殊功能模塊 ， 能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。如西門子公司的 S7300PLC、三菱公司的 A1S 系列 PLC 都屬于中型機(jī) 。如西門子公司的 S7400 系列 PLC、三菱公司的 A3M、 A3N 系列 PLC 都屬于大型機(jī)。 ⑴ 整體式結(jié)構(gòu) 整體式結(jié)構(gòu)的 PLC 是將中央處理單元（ CPU）、存儲(chǔ)器、輸入單元、電源、通信端口、 I/O 擴(kuò)展端口等組裝在一個(gè)箱體內(nèi)構(gòu)成主機(jī)。 ⑵ 組合式結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)的 PLC 是將 CPU、輸入單元、輸出 單元、電源單元、智能 I/O 單元 ， 通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板和擴(kuò)展模塊。隨著社會(huì)科技技術(shù)的不斷發(fā)展 ， 它的應(yīng)用場(chǎng)合也隨之增加；技術(shù)含量大大提升；更加方便可靠。 ⑵ 設(shè)裁判隊(duì)為裁判臺(tái) ， 參賽對(duì)為參賽臺(tái)。如提前搶答 ，搶答器發(fā)出“違規(guī)”信號(hào)。 ② 音響叫（響 1S） +某臺(tái)燈亮 +總臺(tái)燈亮 ， 某參賽隊(duì)違規(guī)。 8 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(chǎng)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(jì)電路板 ， 最終設(shè)計(jì)成一臺(tái)簡(jiǎn)易的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ， 并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程序以達(dá)到所要求的控制功能。 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(jì)的 ， 所以要增加一個(gè)功能就要重新設(shè)計(jì)線路 ， 而且對(duì)應(yīng)的程序都要重新設(shè)計(jì)。 無人應(yīng)答 狀態(tài)：開始信號(hào)發(fā)出 15s內(nèi)，音響叫（響 1S）+裁判臺(tái)燈亮?？傊?， 這樣的人機(jī)對(duì)話不夠友善。 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(jì)的工業(yè)級(jí)專用處理器 ， 其余各元件也是直接向生產(chǎn)廠家購(gòu)買的 ， 經(jīng)過嚴(yán)格挑選的工業(yè)級(jí)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(jì)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。另外 ， 一旦系統(tǒng)發(fā)生故障 ， 畫面自動(dòng)切換到故障提示畫面 ， 提示故障原因和排除方法。 10 3 硬件電路設(shè)計(jì) 控制特點(diǎn)分析 知識(shí)競(jìng)賽搶答器通過 PLC 進(jìn)行按控制要求編程 ， 其主要的輸入就是通過裁判員和參賽選手的按鈕 ， 然后將信號(hào)傳遞給信息分析中心（ PLC） ， PLC 將根據(jù)信號(hào)作出相應(yīng)的響應(yīng)。不同型號(hào)的 PLC， 其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式 、價(jià)格等也各有不同 ， 適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)： ⑴ 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。 ⑶ 相應(yīng)的功能要求 一般小型 (低檔 )PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能 ， 對(duì)于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。 ⑷ 響應(yīng)速度要求 PLC 是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)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。 ⑹ 機(jī)型盡量統(tǒng)一 一個(gè)企業(yè) ， 應(yīng)盡量做到 PLC 的機(jī)型統(tǒng)一。 綜上所述 ， 基于以上思想 ， 選用日本三菱公司 FX48MR 系列的 PLC 作為控制主機(jī)。若按規(guī)定使某些筆段上的發(fā)光二極管發(fā)光 ，就能顯示從 0～ 9 的一系列數(shù)字。圖 314 屬于共陽極結(jié)構(gòu) ， 圖320 采用共陰極結(jié)構(gòu)。 abcdefg1 2 5431 09876g f bae d D Pc++● D PОООООООО+aD PgfedcbООООООООaD Pgfedcb( a ) ( c )( b ) 圖 32 常見 LED數(shù)碼管的外形 及內(nèi)部結(jié)構(gòu) ⑵ LED 數(shù)碼管的主要特性 ① 工作電壓 ～ 5V， 一般為 ～ ， 工作電流 5～ 10mA， 高亮度管可在低電壓和小電流（ 1mA 左右）條件下工作。 PLC 與七段數(shù)碼管方案選擇 PLC (可編程控制器 ) 具有體積小、抗干擾能力強(qiáng)以及運(yùn)行可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。而當(dāng)欲顯示的數(shù)據(jù)較多時(shí) ， PLC 直接進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示 ， 會(huì)使得所需 PLC 輸出點(diǎn)數(shù)大大增加 ， 同時(shí)由于 PLC 梯形圖的局限性 ， 會(huì)使得顯示程序的編制變得非常復(fù)雜 ， 這不僅增大了程序編制的難度 ， 而且增加了程序的執(zhí)行時(shí)間 ， 從而大大地降低了顯示速度。 PLC 輸出模塊接 LED 數(shù)碼管顯示的方法已應(yīng)用在一實(shí)際 CQM1 型 PLC 構(gòu)成的控制系統(tǒng)中。 ⑷ 采用靜態(tài)顯示方式 ， 顯示沒有閃爍 感。 PLC 與七段數(shù)碼管直接連接阻值計(jì)算 根據(jù) LED 數(shù)碼管每筆畫工作電流 I 在 5～ 10 mA 之間 ， 若電流過大會(huì)損壞數(shù)碼管 ，因此必須加限流電阻 ， 其阻可按下式計(jì)算 [8] R=（ V0V1） /I 其中 V0 為加在 LED 兩端上的電壓 ， V1 為 LED 數(shù)碼管每筆 劃壓降（約為 2V）。 SB SB SB SB4 分別對(duì)應(yīng)四個(gè)參賽對(duì)號(hào) ， 輸入點(diǎn)分別 X X X X4，輸出點(diǎn)分別為 Y Y Y Y4。數(shù)碼管 2 顯示輸出點(diǎn)為 Y20Y26。 16 1234A B C D4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:13May2010Sheet of File:C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\MyDesign.ddbDrawn By:SB0SWPBSB1SB2SB3SB4SB5COM1Y0Y1Y2Y3COM2Y4Y5Y15COM3Y10Y11Y12Y13COM4Y14Y16COM5Y20Y21Y22Y23COM6Y24Y26Y25COM7Y30Y31Y32Y33Y34Y35Y36COM8COM9X0X1X2X3X4X5FX2N48MREL0EL1EL2EL3EL4SPEAKERVCC1K * 7abfcgdeDPY[LEDgn]1234567abcdefgabfcgdeDPY[LEDgn]1234567abcdefgabfcgdeDPY[LEDgn]1234567abcdefg1K * 71K * 7 圖 313 外部硬件接線圖 17 4 軟件設(shè)計(jì) IO 分配 表 41 知識(shí)競(jìng)賽搶答器輸入輸出口分配表 為了硬件電路接線方便和程序清晰易讀 ， 用 SB0 作為 ， 四個(gè)參賽隊(duì)分別用與之對(duì)應(yīng)號(hào) SB SB SB SB4 設(shè)置按鈕。 Y10Y16輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管 1 顯示各個(gè)參賽隊(duì)的隊(duì)號(hào)。 24 （由規(guī)定顯示電路和音響作出反應(yīng) 。在答題超時(shí)的情況下 ， M1 的常開觸點(diǎn)與 T1 的常開觸點(diǎn)串聯(lián)驅(qū)動(dòng)裁判臺(tái)的燈和音響。當(dāng)無人搶答時(shí) ， M1 的常閉觸點(diǎn)與 T0 的常開觸點(diǎn)串聯(lián)驅(qū)動(dòng)裁判臺(tái)燈和音響 。 ① 當(dāng) 1 號(hào)參賽臺(tái)搶到題 ， 則 1 號(hào)參賽臺(tái)燈驅(qū)動(dòng)輸出繼電器 Y1 閉合 ， Y1 的常開觸點(diǎn)閉合 ， 驅(qū)動(dòng) Y11 和 Y12， 數(shù)碼管 1 即顯示“ 1”的字符。 ⑶ 計(jì)時(shí)脈沖產(chǎn)生程序。 ⑷ 計(jì)時(shí)顯示程序。經(jīng)過 1S 后 ， 秒脈沖繼電器 M4 閉合一個(gè)掃描周期 ， 將 M9 中“ 1”的狀態(tài)移位至 M10 中 ， M10 閉合 ， 輸出繼電器 Y2 Y22 閉合 ， 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管 2 顯示“ 1”字符 ，同理 ， 隨著左指令 SFTL 的運(yùn)行 ， 數(shù)碼管將接著顯示“ 5168。、 9”字符。同理 ， 若有人搶答但答題超時(shí) ， 則由 M1 常開觸點(diǎn)和 T1 的常開觸點(diǎn)組成的答題超時(shí)觸點(diǎn)組閉合 ， 使繼電器 M25 閉合 ， 數(shù)碼管 2 和數(shù)碼管 3 復(fù)位清零。 26 5 總 結(jié) 在老師和同學(xué)的幫助下做完了畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作 ， 由于自己知識(shí)的缺乏及能力的有限 ， 仍沒有能夠?qū)崿F(xiàn)像開題報(bào)告中那樣帶有語音識(shí)別等功能的補(bǔ)充與完善。整個(gè)設(shè)計(jì)通過了軟件和硬件上的調(diào)試、仿真。在設(shè)計(jì)過程中我發(fā)現(xiàn)自己考慮問題很 不全面 ， 自己的專業(yè)知識(shí)掌握的很不牢固 ， 所掌握的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件還不夠多 ， 我希望自己的這些不足之處能在今后的工作和學(xué)習(xí)中得到改善。在提筆寫“謝辭”的時(shí)候 ， 我才始覺自己將要快離開 ， 人生新的戰(zhàn)線也要即將拉開。 大學(xué)生活不知不覺中就要結(jié)束了 ， 在這段難忘的生活中 ， 有我許多美好的回憶 。謝謝！ 28 參考文獻(xiàn) [1] 工業(yè)可編程控制器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) [J].航天 技術(shù)與 民品 ， 1999. [2] 廖常初 .PLC的編程方法與工程應(yīng)用 [M].重慶 :重慶大學(xué)出版社 ， 2020. [3] 陳遠(yuǎn)齡 .機(jī)床電氣 自動(dòng)控制 [M].重慶 :重慶大學(xué)出版社 ， 2020. [4] 鐘肇新等 .可編程控制器原理及應(yīng)用 [M].廣州 :華南理工大學(xué)出版社 ， 2020. [5] 高 勤 .可編程控制器原理及應(yīng)用 (三菱機(jī)型 )[M] .北京 :電子工業(yè)出版社 ， 2020. [6] 三菱 FX PLC 使用手冊(cè) .三菱公司 . [7] 賀哲榮、流行 PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì) [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ， 2020. [8] 王 紅 .可編程控制器使用教程 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ， 2020. 。給我提供了大量數(shù)據(jù)資料和建議 ， 告訴我應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)問題 ， 細(xì)心的給我指出錯(cuò)誤 ， 修改論文。 盡管不舍 ， 卻 更珍惜 ， 因?yàn)槲业纳杏心敲炊嗫蓯鄣娜酥档酶屑ぁＮ覍?huì)在以后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)學(xué)習(xí)。在這次設(shè)計(jì)中遇到了很多實(shí)際性的問題 ， 在實(shí)際設(shè)計(jì)中才發(fā)現(xiàn) ， 書本上理論性的東西與在實(shí)際運(yùn)用中的還是有一定的出入的 ， 所以有些問題不但要深入地理解 ， 而且要不斷地更正以前的錯(cuò)誤思維。在做設(shè)計(jì)的過程中我查閱