【正文】 介紹了利用三菱 FX2N系列 PLC對知識競賽搶答器的控制 ,闡述了控制方案。 同時根據(jù)知識競賽搶答器的控制要求和特點(diǎn) ,確定 PLC 的輸入輸出分配 ,并進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試。 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(kuò)展電路組成。八路數(shù)字搶答器是一個可供八個參賽組進(jìn)行智持人開關(guān)啟動報警電路 ,以上兩部分組成主體電路。初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測試方法。保證 PC 工作的可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)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。 (3) 軟件設(shè)計中設(shè)置實(shí)時監(jiān)控、自診斷、信息保護(hù)與恢復(fù)等程序與硬件電路配合實(shí)現(xiàn)各種故障的診斷、處理、報警顯示及保護(hù)功能 。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(diǎn)。 6．體積小，重量輕，工耗低 。現(xiàn)在大多數(shù)搶答器均使用單片機(jī)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。 3） 搶答器具有定時搶答功能。 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(yùn)轉(zhuǎn)快慢的新型電器。 四、所用 儀器 設(shè)備及 仿真 軟件 4 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。因此，合理選擇 PLC，對于提高 PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要的作用。 PLC 的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。在僅對開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點(diǎn)數(shù)乘 10 字 / 點(diǎn)＋輸出總點(diǎn)數(shù)乘 5 字 / 點(diǎn)來估算；計數(shù)器 / 定時器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個估算；有運(yùn)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。 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。 不同的負(fù)載對 PLC的輸出方式有相應(yīng)的要求。 4） 對在線和離線編程的選擇 。計算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能實(shí)現(xiàn)在線編程。大、中型機(jī)都有通信功能，目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。 FX2N作為主要控制元件： 20世紀(jì) 90年代，三菱公司在 FX系列 PLC的基礎(chǔ)上推出了 FX2N系列產(chǎn)品，該機(jī)型在運(yùn)算速度，指令數(shù) 量及通訊能力方面有了較大的進(jìn)步，是一種小型化、高速度、高性能、各方面都相當(dāng)于 FX系列中最高檔次的超小型的 PLC；平均無故障時間可高達(dá) 30萬小時，具有硬件故障的自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出報警信息。三菱 PLC的編程指令簡單易懂且程序設(shè)計靈活，可采用梯形圖或者指令語言進(jìn)行軟件設(shè)計。此外，通過使用新開發(fā)的 GX Simulator,可以在單臺個人計算機(jī)中進(jìn)行調(diào)試。 GX Developer可以創(chuàng)建 Q系列、 QnA系列、 A系列 (包括運(yùn)動控制器 (SCPU))、FX系列的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)置操作共用化 (簡稱為 GPPA)。 2. 充分利用 Windows 的優(yōu)勢使操作性能大幅度地提高 。 可以通過繼電器符號語言、邏輯符號語言、 MELSAP3(SFC)、 MELSAPL創(chuàng)建功能塊，此外，還新增了結(jié)構(gòu)化文本 (簡稱為 ST語言 )。 7. 豐富的調(diào)試功能 。 (2) 在 幫助 中的 CPU出錯、特殊繼電器 /特殊寄存器的說明有助于在運(yùn)行過 程中發(fā)生出錯的情況下，以及在編程過程中希望了解特殊繼電器 /特殊寄存 器內(nèi)容進(jìn)行參考。在這個過程中可以在 編輯 的下拉菜單中選擇 文檔生成 中的 注釋編輯 進(jìn)行相關(guān)觸點(diǎn)的注釋說明， 這樣可以加強(qiáng)程序的可讀性。由于在程序?qū)懭胪旰?，將出現(xiàn)一個名稱 為 LADDER LOGIC TEST TOOL的對話框，單擊 菜單啟動 中的 繼電器內(nèi)存監(jiān)視 ，在里面可以通過時序圖對整個程序進(jìn)行監(jiān)視。 4) 在主持人按下開始搶答按鈕之前有人按下?lián)尨鹌?,則屬違規(guī) ,在顯示臺號 同時違規(guī)指示燈亮 ,其它按鈕不起作用 。 3)當(dāng)主持人打開啟動開關(guān)后，在設(shè)定時間 T1內(nèi)，如果某組搶先按下?lián)尨鸢粹o，則驅(qū)動音效電路發(fā)出聲響，某分臺指示燈亮，并且在 8段數(shù)碼管顯示器上顯示出搶答成功的組號 ，此時電路實(shí)現(xiàn)互 鎖，其他組再按下?lián)尨鸢粹o為無效。目前市場上已有很多類型的競賽搶答器，但其中絕大多數(shù)是早期設(shè)計的，采用模擬電路、數(shù)字電路或者模數(shù)混合電路的產(chǎn)品。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(shí)現(xiàn)計時功能，構(gòu)成擴(kuò)展電路。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 本次設(shè)計采用的方法是用 PLC做主體控制系統(tǒng)來控制。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。 （ 1）內(nèi)部處理階段： 在此階段， PLC 檢查 CPU 模塊的硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視定時器，以及完成一些其它內(nèi)部工作。在此輸入映象寄存器被刷新。遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。 PLC 有兩種工作狀態(tài)，即運(yùn)行 (RUN)狀態(tài)與停止 (STOP)狀態(tài)。 在運(yùn)行狀態(tài)， PLC 通過反復(fù)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。當(dāng) PLC 處于停止模式時，只執(zhí)行以上兩種的操作。指令執(zhí)行所需的時間與用戶程序的長短、指令的種類和 CPU 執(zhí)行速度有很大關(guān)系，一般說來，一個掃描過程中，輸入采樣和輸出刷新所占時間較少，執(zhí)行指令的時間占了絕大部分。由于 PLC 的這種周期循環(huán)掃描工作方式，決定了響應(yīng)時間的長短與收到輸入信號的時刻有關(guān)。由于 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，即對信息串行處理方式，必定導(dǎo)致輸入、輸出延遲響應(yīng)，產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。 x000 x001 x002 xx003 x004 x005 x006 x007 x011 x010 186。 186。 186。 186。 186。 a b c d e f g 音效電路 ~ ● ● ● y20 y21 y22 y23 y24 y25 y26 y10 y0 y7 y11 2 1 ?????? ? ? PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 SW1 SW2 DC L1 AC DC FX2N32MR 圖 外部接線圖 13 七、系統(tǒng)軟件設(shè)計 I/O 口的分配 本次設(shè)計的系統(tǒng) I/O 口的分配表如表 所示。在主持人 按下開始按鈕的同時定時器（ T1）開始計時，程序梯形圖如圖 所示。程序梯形圖如圖 所示。 2)在搶答限時內(nèi)，當(dāng)某一組搶先按下?lián)尨鸢粹o后，對應(yīng)的輔助繼電器接通，同時切斷其它搶答回路，實(shí)現(xiàn)互鎖。 5)搶答成功后，同時啟動定時器 T2(本程序預(yù)設(shè)為 30s)，當(dāng) T2 計時結(jié)束 ，將啟動音效電路和指示燈提示回答時間到 。通過此次設(shè)計既鞏固了我們的理論知識，又鍛煉了我們的動 手操作能力。有時發(fā)現(xiàn)一個問題的時候，需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。非常感謝這次機(jī)會。 十、參考文獻(xiàn) [1] 史國生 . 電氣控制與可編程技術(shù) . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx. [2] 高欽和 . 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計實(shí)例 . 北京：人民郵電出版社， 20xx. [3] 張新軍 . 電氣控制與 PLC 技術(shù)及應(yīng)用 . 濟(jì)源：濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院出版社， 20xx. [4] 王成福 . 可編程序控制器原理及應(yīng)用 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx. [5] 張進(jìn)秋 . 可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx. [6] 張萬忠 . 可編程控制器應(yīng)用技術(shù) . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx. [7] 鄭萍 . 現(xiàn)代電氣控制技術(shù) . 重慶：重慶大學(xué)出版社， 20xx. [8] 張培志 . 電氣控制與可編程序控制器 . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx. 21 附 錄 系統(tǒng)控制部分梯形圖 22 23 24 25 27 程序指令 0 LD X010 復(fù)位按鈕 1 OUT M10 2 LDI M10 3 MC N0 M0 復(fù)位控制 6 LD X011 開始按鈕 7 OR M1 8 ANI M2 9 OUT M1 開始控制 10 OUT T1 K100 13 LD X000 14 ANI M2 15 OR Y000 16 OUT Y000 17 LD X001 18 ANI M2 19 OR Y001 20 OUT Y001 分臺燈輸出 21 LD X002