【正文】 .. 12 控制系統(tǒng)選取 ................................................................12 主機(jī) 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(jì) .................................................................................................................................................... 18 整體設(shè)計(jì) ....................................................................18 PLC聲光智能搶答器控制程序梯形圖 ..............................................18 5 模擬運(yùn)行與調(diào)試過(guò)程 ........................................................... 26 程序的模擬運(yùn)行 ..............................................................26 程序的現(xiàn)場(chǎng)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(jì) 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(shí)競(jìng)賽搶答器，顧名思義就是用于比賽時(shí)，跟對(duì)手比反應(yīng)時(shí)間，思維運(yùn)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(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)。這種形式目前在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最為廣泛。 PLC 四路 智能搶答器的工作原理 我所設(shè)計(jì)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。他以微處理為核心，用編寫(xiě)的程序不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算 等，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入 /輸出來(lái)控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。等所有的用戶(hù)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(yùn)行，直到停止運(yùn)行 。 PLC 內(nèi)部輸入電路作用是將 PLC 外部電路（如行程開(kāi)關(guān) .按鈕 .傳感器等）提供的 .符合 PLC 輸入電路要求的電壓信號(hào)，通過(guò)光耦電路送至 PLC內(nèi)部電路。晶閘管輸出型 CPU 通過(guò)光耦電路的驅(qū)動(dòng)，使雙向晶閘管通斷，可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載；晶體管輸出型 CPU 通過(guò)光耦電路的驅(qū)動(dòng)，使雙晶體管通斷，驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載。 PLC 內(nèi)部配有一個(gè)專(zhuān)用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，將交流 /直流供電電源轉(zhuǎn)化為 PLC 內(nèi)部電源需要 的 工作 電源 （ 5V 直流）。 PLC 的輸入接口和 輸出接口是已經(jīng)按不同需求做好的，可直接與控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備相連的接口。 織靈活 可編程控制器品種很多 ,小型 PLC 為整體結(jié)構(gòu)，并外接 I/O 擴(kuò)展機(jī)箱構(gòu)成 PLC控制系統(tǒng)。緊接著轉(zhuǎn)入用戶(hù)程序執(zhí)行階段， CPU 按照先左后右 、 先上后下的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描，根據(jù)輸入映 象寄存器和輸出映象寄存器的狀態(tài)執(zhí)行用戶(hù)程序，同時(shí)將執(zhí)行結(jié)果寫(xiě)入輸出映象寄存器。 PLC 的分類(lèi)及性能指標(biāo) 一 .按 I/O 點(diǎn)數(shù)容量分類(lèi) （ I/O 點(diǎn)數(shù)小于 256 點(diǎn)） 典型的小型機(jī)有 SIEMENS 公司的 S7200 系列 。 三 .PLC 的性能指標(biāo) I/O 點(diǎn)數(shù)，即 PLC 面板上的 I/O 端子的個(gè)數(shù)。限定了計(jì)算機(jī)發(fā)揮運(yùn)算功能 .完成復(fù)雜控制的能力。 PLC 的應(yīng)用通?？煞譃?五種類(lèi)型： 一 .順序控制 這是 PLC 應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，用以取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。PID（ Proportional Intergral Derivative）模塊的提供使 PLC 具有閉環(huán)控制功能 ,即一個(gè)具有 PID 控制能力的 PLC 可用于過(guò)程控制。 五 .通信和聯(lián)網(wǎng) 為了適應(yīng)國(guó)外近幾年來(lái)興起的工廠自動(dòng)化（ FA）系統(tǒng) .柔性制造系統(tǒng)（ FMS）及集散控制系統(tǒng)（ DCS）等發(fā)展的需要，必須發(fā)展 PLC 之間， PLC和上級(jí)計(jì)算機(jī)之間的通信功 能?；诳删幊炭刂破鞯纳鲜鰞?yōu)點(diǎn)能夠適應(yīng)和滿(mǎn)足搶答器高性能的使用要求，所以我確定該 搶答器系統(tǒng) 為 PLC(西門(mén)子 S7200系列 )。 表 主機(jī)類(lèi)型表 型號(hào) 主機(jī)輸入點(diǎn)數(shù) 主機(jī)輸出點(diǎn)數(shù) 可擴(kuò)展模塊數(shù) 最大擴(kuò)展電流 /mA CPU221 6 4 無(wú) 0 CPU222 8 6 2 340 CPU224 14 10 7 660 CPU226 24 16 7 1000 根據(jù)本設(shè)計(jì)輸出端口 .電流流量的需求及價(jià)格比較，可選擴(kuò)展模塊 如表 ，經(jīng)比較后在 設(shè)計(jì)中選用了 2 個(gè) 8 輸出端口 電流為 50mA 的 EM222 擴(kuò)展模塊。 ： 在搶答成功后，主持人按下答題計(jì)時(shí)按鈕，同時(shí)數(shù)碼管顯示答題倒計(jì)時(shí)時(shí)間改時(shí)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(shí)間內(nèi)完成答題，否則，音響電路 發(fā)出超時(shí)報(bào)警信號(hào)。 在搶答時(shí)只需按動(dòng)按鈕即可數(shù)碼管在系統(tǒng)程序的控制下自動(dòng)顯示組號(hào)以及倒計(jì)時(shí)時(shí)間。在設(shè)計(jì)和模擬調(diào)試程序的同時(shí)，可以設(shè)計(jì) 、 制作控制臺(tái)或控制柜， PLC 之外的其他硬件的安裝 .接線工作也可以同時(shí)進(jìn)行。下面為未修改前程序如圖 修改后程序如圖 。在此我要真誠(chéng)的感謝郭繼紅老師給予我的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中郭老師嚴(yán)格督促我的畢業(yè)設(shè)計(jì)速度，及時(shí)的幫我解決我在設(shè)計(jì)中遇到的各種問(wèn)題和困難，在設(shè)計(jì)中一直對(duì)我嚴(yán)格要求，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都給我耐心的指導(dǎo)和講解，并主動(dòng)為我提供各種相關(guān)技術(shù)資料，在郭 老師的幫助和指導(dǎo)下我順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也讓我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中受益匪淺， 在此謹(jǐn)向郭老師致以深切的謝意！ 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我也遇到了許多困難得到了學(xué)校里其他老師的幫助和指導(dǎo)，我也要感謝我的母校 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ，是她提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的 三年 大學(xué)生活豐富多 彩 ，為我的人生留下精彩的一筆。從設(shè)計(jì)中我學(xué)到許多知識(shí)，也理解了做任何事都要細(xì)心的道理。 ， 發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不亮，經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管和電源之間未連成回路 ，連接后數(shù)碼管正常顯示。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后應(yīng)及時(shí)修改梯形圖和 PLC 中的程序 ，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求 ， 下面— 是程序運(yùn)行調(diào)試中的幾個(gè)過(guò)程圖 。 通過(guò) PLC控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)整體的運(yùn)行，系統(tǒng)僅需要少量的按鈕和接口，一般的 PLC 配置都可運(yùn)行。 ： 若選手在未開(kāi)始搶答時(shí)提前搶答了，則視為違規(guī)，違規(guī)時(shí)數(shù)碼管顯示其編號(hào)同時(shí)紅燈亮音響電路發(fā)出聲響。 CPU226 的 24個(gè)輸入點(diǎn)可以滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)中 7 個(gè)輸入點(diǎn)的需求，但是 16 個(gè)輸出點(diǎn)不能滿(mǎn)足本設(shè)計(jì) 26 個(gè)輸出點(diǎn)的需求。 ：由于可編程控制器采用模塊化結(jié)構(gòu)，一般有 CPU 模塊 .電源模塊 .PID模塊 .模擬輸入和輸出模塊等，可以用這些模塊靈活的組成各種不同的控制系統(tǒng)，對(duì)不同的控制系統(tǒng)，只需選取不同的模塊即可，因而具有很好的適用性。美國(guó) GE 公司的 CNC 設(shè)備新機(jī)種也同樣使用了具有數(shù)據(jù)處理的 PLC。 相對(duì)來(lái)說(shuō)，位置控制模塊比計(jì)算機(jī)數(shù)值控制 （ CNC）裝置體積更小，價(jià)格更低，速度更快，操作方便。 PLC 的用途 PLC 的初期由于其價(jià)格高于繼電器控制裝置 ,使其應(yīng)用受到限制。 可編程控制器采用循環(huán)掃描的工作方式。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 目前大 .中型 PLC 都采用這種方式。 PLC 的編程語(yǔ)言有多種，如梯形圖 、 語(yǔ)句表 、 功能圖等。 ，這是 PLC 的主要缺點(diǎn)。 PLC 還采用屏蔽，輸入延時(shí)濾波等軟 、 硬件措施，有效的防止空間電磁干擾，特別多高頻傳導(dǎo)干擾信號(hào)具有良好的抑制作用。特別是梯形圖語(yǔ)言，它直觀 .方便，