【正文】 北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 [12] 江秀漢 、 湯楠主編 。濟(jì)源：濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院出版社， 2021 [8] 王芳。 電氣控制及可編程序控制器 [M ]。如 圖 所示 ： 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實踐任務(wù)書 27 圖 、無人搶答 若選手在未開時搶答試題時搶答了，則視為違規(guī)，同時紅燈亮以示其違規(guī)搶答。 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，進(jìn)行針對性設(shè)計，要充分保證系統(tǒng)的安全，保證整個系統(tǒng)的運行安全可靠。綜合考慮到系統(tǒng)的 性價比和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，輸入、輸出點留出一定的富裕量，因此 PLC 選擇 SIEMENS 的 S7200 系列的 CPU226 繼電器輸出型 和數(shù)字量擴(kuò)展模塊 EM223。其硬件組成結(jié)構(gòu)圖如圖 所示 : 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實踐任務(wù)書 13 圖 1． 搶答器可同時供 四 組選手參加比賽 2． 給主持人設(shè)置三個 控制按鈕，用來控制 搶答 的開始、復(fù)位和 答 題計時 的 開始。 體積?。河捎谠谥圃鞎r采用了大規(guī)模集成電路和微處理器，用軟件編程代替了硬連線，便于安裝，實現(xiàn)了小型化。 通信功能 通信有 PLC之間的通信和 PLC與計算機(jī)或其它設(shè)備之間的通信。 I/O 點數(shù)越多，外部可以連接的 I/O器件就越多，控制規(guī)模就越大。 中型機(jī)（ I/O 點數(shù)在 256— 1024 之間） 典型的中型機(jī)有 SIEMENS 公司的 S7300 系列、 OMRON 公司的 C200H 系列。 系統(tǒng)程序存儲器中存放的是廠家根據(jù)其選用的 PLC 的指令的系統(tǒng)編寫的系統(tǒng)程序，它 決定了 PLC 的功能，用戶不能更改其內(nèi)容。 掃描周期周而復(fù)始地進(jìn)行，讀輸入、輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。 I/O 擴(kuò)展接口電路采用并行接口和串行接口兩種電路形式。 PLC 內(nèi)部輸入電路作用是將 PLC 外部電路（如行程開關(guān)、按鈕、包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實踐任務(wù)書 8 傳感器等）提供的、符合 PLC 輸 入電路要求的電壓信號，通過光耦電路送至 PLC 內(nèi)部電路。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行 。 ． PLC的定義 PLC 技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)，立即引起了全世界的廣泛關(guān)注， 1969 年首先將其進(jìn)行商品化并推向市場的是美國 GOULD 公司 ； 1971 年，在引進(jìn)美國技術(shù)后，日木研制出了自己的第一臺 PLC； l973 年，德國 SIEMENS 公司也研制出了歐洲第一臺 PLC； 1974 年，法國隨之也研制出了 PLC。當(dāng)時，該公司為了適應(yīng)汽車市場多品種、小批量 的生產(chǎn)要求，需要解決汽 車 生產(chǎn)線“繼電一接觸器控制系統(tǒng)”中普遍存在的通用性、靈活性問題，提 到 了對一種新穎控制器的十大技術(shù)要求，并面向社會進(jìn)行招標(biāo)。 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實踐任務(wù)書 5 ② 體積大 ，材料消耗多。 最初的電氣自動控制裝置 (包括日前使用的一些簡單機(jī)械 )，只是一些簡單的手動電器 (如刀開關(guān)、正反轉(zhuǎn)開關(guān)等 )。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 30 秒）若 30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。 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。 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實踐任務(wù)書 2 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。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。使自己對本次設(shè)計有一個大致的總體思路，然后仔細(xì)分析 PLC控制的 四路 智力搶答器 的工作原理，以及它的一些工作過程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、選手的搶答、報警、計時及輸出顯示功能等。 對于搶答器其廣泛用于電視臺、商業(yè)機(jī)構(gòu)、企事業(yè)工會組織、俱樂部及學(xué)校等單位組織舉辦各種知識、技術(shù)競賽及文娛活動時作搶答之用，為競賽增添了刺激性、娛樂性， 在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活，并且給人的視覺效果非常好，是各單位開展素質(zhì)教育、精神文明、娛樂活動的必備產(chǎn)品。 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。 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。這種形式目前在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用最為廣泛。 PLC 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 四 個人搶答的 四 路搶答器，現(xiàn)在以 四 路搶答器 為例。 眾所周知，制造業(yè)中使用的生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)過程的控制，一般都需要通過工作機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、原動機(jī)以及控制系統(tǒng)等部分實現(xiàn)。它不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)過程的自動控制，而且還可以滿足大容量、遠(yuǎn)距離、集中控制的要求。 為了解決“繼電一接觸器控制系統(tǒng)”存在的通用性、靈活性關(guān)，功能局限性大與通信、網(wǎng)絡(luò)方面欠缺的問題， 20 世紀(jì) 50 年代末．人們曾設(shè)想利用計算機(jī)功能先備、通用性和靈活性強(qiáng)的特點來解次以上問題。 早期 PLC的硬件主要由分立元件與小規(guī)模集成電路構(gòu)成，它雖然采用了計算機(jī)技術(shù)，但指令系統(tǒng)、軟件與功能相對較簡單，一般只能進(jìn)行邏輯運算的處理，同時通過簡化計算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與改進(jìn)可靠性等 措施，使之能與工業(yè)環(huán)境相適應(yīng)。 并 將其統(tǒng) 一 命名為 Programmable Controller (PC)。小型 PLC 的 CPU 多采用單片機(jī)或?qū)Ｓ玫?CPU。 PLC 輸出電路用來將 CPU 運算的結(jié)果變換成一定形式的功率輸出，驅(qū)動被控 負(fù)載（電磁鐵、繼電器、接觸器線圈等）。當(dāng)輸入端子為非干接點結(jié)構(gòu)時，為外部輸入元件提供 24V直流電源（僅供輸入點使用）。 PLC 中的存儲器 PLC 中的存儲器按用途分為系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器以及工作數(shù)據(jù)存儲器。梯形圖按邏輯關(guān)系分為“梯級”或網(wǎng)絡(luò)。 模塊式結(jié)構(gòu) 目前大、中型 PLC 都采用這種方式?？删幊炭刂破鞑捎醚h(huán)掃描的工作方式。 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實踐任務(wù)書 12 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 搶答器對時間間隔的要求很高，而且多在會議、答辯賽等一些正規(guī)的需要進(jìn)行搶答的場合中使用，所以對設(shè)備的精準(zhǔn)性和可靠性要求很高。由于其具有極高的性價比，在以下幾方面都有優(yōu)越的表現(xiàn)：極高的可靠性、程序易于掌 握，實時特性功能、編程語言指令豐富，操作簡便，有豐富的擴(kuò)展功能。若 30S時限到仍無人搶答，則黃燈亮、音響電路發(fā)出聲響，以 示選手放棄該題。在搶答時只需按動按鈕即可數(shù)碼管在系統(tǒng)程序的控制下自動顯示組號以及倒計時時間。如 圖 所示 ： 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實踐任務(wù)書 22 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實踐任務(wù)書 23 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實踐任務(wù)書 24 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實踐任務(wù)書 25 圖 音響電路 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)尨鸢?鈕音響電路給出音響提示信號（持續(xù) 3S），以指示搶答成功， 并 對其后的搶答信號不再響應(yīng)；若選手在未開時包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實踐任務(wù)書 26 搶答試題時搶答了，則視為違規(guī)，音響電路發(fā)出聲響警告；當(dāng)主持人按下開始按鈕后，若 30S 時限時到仍無人搶答，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開始按鈕，選手必 須在設(shè)定的時間內(nèi)完成答題，否則音響電路發(fā)出答題超時報警信號。 感謝評閱和閱讀本 設(shè)計論 文的老師為此付出的辛勤勞動！ 在此還要感謝包頭鋼鐵 職業(yè)技術(shù)學(xué)院的全體老師，感謝他們對我的培養(yǎng)！ 最后祝愿各位老師： 合家歡樂！工作順利 ！身 體健康包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實踐任務(wù)書 44 參考文