【正文】 擇這個(gè)題目之后，我對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面的思考。目前 , 形式多樣、功能完備的搶答器已廣泛應(yīng)用于電視臺(tái)、商業(yè)機(jī)構(gòu)、學(xué)校及企事業(yè)單位 , 它為各種競(jìng)賽增添了刺激性、娛樂(lè)性 , 在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。 單片機(jī)的可維護(hù)性：一旦單片機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很難診斷出故障元件，最簡(jiǎn)單的方法是更換整個(gè)系統(tǒng)，這樣維修成本增加了。 PLC 的可擴(kuò)展性：要增加一個(gè)功能只要增加相應(yīng)的模塊和修正對(duì)應(yīng)的程序，而 PLC的編程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，這樣對(duì)于開(kāi)發(fā)周期會(huì)縮短。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。生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)過(guò)程的電器操作與控制部分，稱(chēng)為電氣自動(dòng)控制裝置或電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)。 但是，出于“繼電－接觸器控制系統(tǒng)”的控制元件 (繼電器、接觸器 )均為獨(dú)立元件，它決定了系統(tǒng)的“邏輯控制”與“順序控制”功能只能通過(guò)控制元件間的不同連接實(shí)現(xiàn)，因此，它不 可避免地存在以下不足： ① 通用性、靈活性差。 到了 20 世紀(jì) 60 年代木，有人這樣設(shè)想：能否把計(jì)算機(jī)通用、靈活、功能完善的特點(diǎn)與“繼電一接觸器控制系統(tǒng)”的簡(jiǎn)單易懂、使用方便、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，生產(chǎn)出一種而向 生 產(chǎn)過(guò)程順序控制， PLC 利用簡(jiǎn)單語(yǔ)言編程，能讓完全不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便使用的控制器呢？ 這一設(shè)想最早由美國(guó)最大的汽車(chē)制造商 —— 通用汽車(chē)公司 (GM 公司 )于 1968 年提出。這些產(chǎn)品與 PLC 相比，雖然具有一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但最終還是因可靠性、功能等多方面的原因，未能得 到 進(jìn) 一步的推廣與發(fā)展；而 PLC 則隨著微處理器價(jià)格的全面下降，最終以其優(yōu)良的性能價(jià)格比，得到了迅速發(fā)展，并最終成為了當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)的重要支 柱 枝術(shù)之一。它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)：檢查電源、存儲(chǔ)器、 I/O 以 及警戒定時(shí) 器的狀態(tài)，并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤，當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。 基本 I/O 接口電路 （ 1）輸入接口單元。 接口電路 PLC 接口電路分為 I/O 擴(kuò)展接口電路和外設(shè)通信接口電路兩類(lèi) （ 1） I/O 擴(kuò)接口電路 I/O 擴(kuò)展接口電路用連接 I/O 擴(kuò)展單元，可以用來(lái)擴(kuò)充開(kāi)關(guān)量 I/O 點(diǎn)數(shù)和增加模擬量的 I/O 端子。 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 9 1．向高速度、大容量方向發(fā)展 2．向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展 3． PLC 大力開(kāi)發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力 4．增強(qiáng)外部故障的檢 測(cè)與處理能力 5．編程語(yǔ)言多樣化 PLC 工作原理 循環(huán)掃描的特點(diǎn) 輸入映像寄存器的內(nèi)容是由設(shè)備驅(qū)動(dòng)的，在程序執(zhí)行過(guò)程中的一個(gè)周期內(nèi)輸入映像寄存器的值保持不變， CPU 采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映像寄存器的值來(lái)控制程序的執(zhí)行。 用來(lái)存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)的區(qū)域稱(chēng)為工作數(shù)據(jù)區(qū)。 圖 PLC 的分類(lèi)及性能指標(biāo) 按 I/O 點(diǎn)數(shù)容量分類(lèi) 小型機(jī)（ 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。 的性能指標(biāo) I/O 點(diǎn)數(shù) 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?？删幊炭刂破鳎?PLC）是由工業(yè)微型計(jì)算機(jī)、輸入 , 輸出設(shè)備、保護(hù)及抗干擾隔離電 路等構(gòu)成的微機(jī)控制裝置，具有順序、周期性工作的特征，從應(yīng)用角度看可編程控制器具有如下特點(diǎn)： 可靠性高：由于可編程控制器的輸入 , 輸出端口均采用繼電器或光電耦合器件，采取了隔離和抗干擾措施，使其具有很高的抗干擾能力，因而能在惡劣環(huán)境下可靠工作。 在搶答器的工作過(guò)程中，主控單元的主要控制對(duì)象首先是輸入信號(hào)，控制系統(tǒng)就是判別這個(gè)事件有沒(méi)有發(fā)生，不同的情況給出不同的結(jié)果，讓大家都很快的明。否則，音響電路發(fā)出答題超時(shí)報(bào)警信號(hào) I/O 分配表 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 14 搶答器的 PLC 控制系統(tǒng)的輸出端口 搶答器的 PLC 控制系統(tǒng)的輸出端口 如表 所示 ： 表 信號(hào)名稱(chēng) 內(nèi)部地址 信號(hào)名稱(chēng) 內(nèi)部地址 數(shù)碼管 1a 段 數(shù)碼管 2g 段 數(shù)碼管 1b 段 數(shù)碼管 3a 段 數(shù)碼管 1c 段 數(shù)碼管 3b 段 數(shù)碼管 1d 段 數(shù)碼管 3c 段 數(shù)碼管 1e 段 數(shù)碼管 3d 段 數(shù)碼管 1f 段 數(shù)碼管 3e 段 數(shù)碼管 1g 段 數(shù)碼管 3f 段 數(shù)碼管 2a 段 數(shù)碼管 3g 段 數(shù)碼管 2b 段 音響 數(shù)碼管 2c 段 綠色指示燈 數(shù)碼管 2d 段 黃色指示燈 數(shù)碼管 2e 段 紅色指示燈 數(shù)碼管 2f 段 搶答器的 PLC控制系統(tǒng)的輸入端口 搶答器的 PLC 控制系統(tǒng)的輸入端口如表 所示 表 入 信號(hào)對(duì)照表 信號(hào)名稱(chēng) 內(nèi)部地址 信號(hào)名稱(chēng) 內(nèi)部地址 搶答開(kāi)始按鈕 SB1 第 二 組搶答按鈕 SB5 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 15 主持人復(fù)位按鈕 SB2 第 三 組搶答按鈕 SB6 答題計(jì)時(shí)按鈕 SB3 第四組搶答按鈕 SB7 第 一 組搶答按鈕 SB4 硬件 連接 圖 根據(jù)系統(tǒng)要求和所需要的硬件，系統(tǒng)數(shù)字量輸入點(diǎn)總計(jì) 7 個(gè)點(diǎn)，輸出 點(diǎn)總計(jì) 25 個(gè)點(diǎn)。 控制軟件 應(yīng)用 SIEMENS 編程軟件， 采用梯形圖語(yǔ)言編寫(xiě) ,工作系統(tǒng)自動(dòng)控制流程框圖如圖 。 每當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令后，若有選手最先按下?lián)尨鸢粹o， 則綠色指示燈亮以指示其搶答成功；當(dāng)主持人按下開(kāi)始按鈕后，定時(shí)器 T0 開(kāi)始計(jì)時(shí)（設(shè)定 30S），若 30S時(shí)限時(shí)到仍無(wú)人搶答，則黃燈亮，以示選手放棄該題。 測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào) ， 2021 [2] 林明星 。電氣控制與 PLC 技術(shù)及應(yīng)用。 可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例 [M]。 可編程序控制器原理及應(yīng)用 。立體車(chē)庫(kù)及其控制 [J]。 北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 [3] 周淑 珍 、 高鴻斌 。 如圖 所示 ： 圖 搶答器控制程序 為了便于讀懂和了解搶答器的控制過(guò)程，其詳細(xì)控制程序如 圖 所示 ： 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 28 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 29 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 30 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 31 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 32 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 33 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 34 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 35 圖 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 36 致 謝 經(jīng)過(guò) 幾個(gè) 月的時(shí)間 ， 在各位老師、同學(xué)的幫助下，在我的 不斷 努力下，我的畢業(yè) 實(shí)踐任務(wù)書(shū) 終于要完成 了。自動(dòng)條件下，必須復(fù)位后在滿(mǎn)足自動(dòng)條件下才能進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行程序 ， 當(dāng)中充分應(yīng)用各個(gè)過(guò)程的互鎖來(lái)保證系統(tǒng)的安全 。輸入、輸出端子電氣接線圖如圖 所示。 3． 每當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令后，那組選手最先按下?lián)尨鸢粹o，則數(shù)碼管 1 就顯示該組的編號(hào)，同時(shí)綠色指示燈亮，音響電路給出信箱提示信號(hào)（持續(xù) 3S），以指示搶答成功，并 對(duì)其后的搶答信號(hào)不再響應(yīng)。 通用性好：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