【文章內(nèi)容簡介】 2 概述 6 PLC 的主要原理和組成 PLC 的主要原理 CPU 連續(xù)執(zhí)行用戶程序、任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描， CPU 的掃描周期包括讀輸入、執(zhí)行程序、處理通信請求、執(zhí)行 CPU 自診斷測試及寫輸出等內(nèi)容。 PLC 可被看成是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設(shè)備。它一直周而復(fù)始地循環(huán)掃描并執(zhí)行 由系統(tǒng)軟件規(guī)定好的任務(wù)。用戶程序只是掃描周期的一個組成部分，用戶程序不運(yùn)行時， PLC 也在掃描，只不過在一個周期中去除了用戶程序和讀輸入、寫輸出這幾部分內(nèi)容。典型的 PLC 在一個周期中可完成以下 5 個掃描過程。 。為保證設(shè)備的可靠性，及時反應(yīng)所出現(xiàn)的故障，PLC 都具有自監(jiān)視功能。自監(jiān)視功能主要由時間監(jiān)視器完成。 WDT 是一個硬件定時器，每一個掃描周期開始前都被復(fù)位。 WDT 的定時可由用戶修改，一般在 100～ 200ms 之間。其它的執(zhí)行結(jié)果錯誤可由程序設(shè)計(jì)者通過標(biāo)志位進(jìn)行處理。 通信的掃描過程。一般小型系統(tǒng)沒有這一掃描過程，配有網(wǎng)絡(luò)的 PLC 系統(tǒng)才有通信掃描過程，這一過程用于 PLC 之間及 PLC 與上位計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備之間的通信。 。機(jī)器處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一掃描周期內(nèi)部包換掃描過程。該過程在機(jī)器運(yùn)行中是可控的，即用戶可以通過軟件進(jìn)行設(shè)定。用戶程序的長短，會影響過程所用的時間 . PLC 的組成部分 PLC 與通用計(jì)算機(jī)沒有什么區(qū)別，只是一臺增強(qiáng)了 I/O 功能的可與控制對象方便連接的計(jì)算機(jī)。其完成控制的實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行 I／ O 變換，并將這個變換物理實(shí)現(xiàn)， 應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。 1. 輸入寄存器 輸入寄存器可按位進(jìn)行尋址，每一位對應(yīng)一個開關(guān)量，其值反映了開關(guān)量的狀態(tài)，其值的改變由輸入開關(guān)量驅(qū)動，并保持一個掃描周期。 CPU 可以讀其值，但不可以寫或進(jìn)行修改。 2. 輸出寄存器 輸出寄存器的每一位都表明了 PLC 在下一個時間段的輸出值 ,而程序循環(huán)執(zhí)行開始時的輸出寄存器的值 ,表明的是上一時間段的真實(shí)輸出值。在程序執(zhí)行過程中 ,CPU 可以讀其值 ,并作為條件參加控制 ,還可以修改其值 ,而中間的變換僅僅影響寄存器的值。只有程序執(zhí)行到一個循環(huán)的尾部時的值才影響下一時間段的輸出，即只有最 后的修改才對輸出接點(diǎn)的真實(shí)值產(chǎn)生影響。 湖 南 軟 件 職 業(yè)學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論 文） 2 概述 7 3. 存儲器 存儲器分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器存儲的是系統(tǒng)程序，它是由廠家開發(fā)固化好了的，用戶不能更改， PLC 要在系統(tǒng)程序的管理下運(yùn)行。用戶存儲器中存放的是用戶程序和運(yùn)行所需要的資源， I/O 寄存器的值作為條件決定著存儲器中的程序如何被執(zhí)行，從而完成復(fù)雜的控制功能。 4. CPU 單元 CPU 單元控制著 I／ O 寄存器的讀、寫時序，以及對存儲器單元中程序的解釋執(zhí)行工作，是 PLC 的大腦。 5. 其它接口單元 其它接口單元用于提供 PLC 與其它設(shè)備和模塊進(jìn)行連接通信的物理?xiàng)l件。 、 湖 南 軟 件 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 3 競賽搶答器的設(shè)計(jì)方案和思路 8 第三章 競賽搶答器的設(shè)計(jì)方案和思路 PLC 搶答器的控制要求： 利用 PLC 設(shè)計(jì)一個競賽搶答器控制系統(tǒng) , 競賽搶答器能使四個隊(duì)同時參加搶答。賽場中設(shè)有 1 個裁判臺， 4 個參賽臺，分別為 1 號、 2 號、 3 號、 4號參賽臺，分別按下賽臺上相應(yīng)的按鈕時會顯示相應(yīng)的結(jié)果，具體要求如下： 裁判員沒有按下?lián)尨鸢粹o時，若參賽者按下?lián)尨鸢粹o此時屬于提前搶答，參賽者的搶答桌上的違規(guī)燈亮且裁判臺上相應(yīng)的違規(guī)燈亮。 當(dāng)裁判員按下開始搶答按 鈕時，蜂鳴器響，并開始 20S 倒計(jì)時，并進(jìn)行時間顯示。如果 20S 內(nèi)沒人按下?lián)尨鸢粹o，蜂鳴器停止響，無人搶答燈亮，2S 后無人搶答燈滅，表示此題撤消。如果 20S 內(nèi)，任意賽臺上的搶答者按下?lián)尨鸢粹o，計(jì)時停止，搶答蜂鳴器停止，此時搶答桌上的搶答成功指示燈亮，裁判臺上的相應(yīng)的搶答組指示燈亮。 當(dāng)裁判員按下確認(rèn)搶答有效按鈕后開始計(jì)時 60S，搶答組答題，開始倒計(jì)時，當(dāng) 60S 時間到，電蜂鳴器持續(xù)響 3S。 當(dāng)某參賽者答對時，裁判員按下加分按鈕，對參賽者進(jìn)行加分，且加分蜂鳴器響，每次加 10 分，當(dāng)某人分?jǐn)?shù)達(dá)到 90分時，將不再加分。 當(dāng)某參賽者答錯或超時答題時，裁判員按下減分按鈕，對參賽者進(jìn)行減分，每次減 10分，當(dāng)某人的分?jǐn)?shù)等于 0 時，將不再減分。 在某個題目結(jié)束后，裁判員按下裁判臺上的復(fù)位按鈕，搶答器恢復(fù)到原來的狀態(tài)，為下一輪搶答作好準(zhǔn)備。 硬件設(shè)計(jì)方案 控制特點(diǎn)分析 知識競賽搶答器通過 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，然后將信號傳遞給信息分析中心（ PLC）， PLC 將根據(jù)信號作出相應(yīng)的響應(yīng)。知識競賽搶答器有六個輸入信號（即六個按鈕），九個輸出信號（即五個臺燈信號、一個音響信號、三 個數(shù)碼管輸出信號）。由上可知 PLC 共有六個輸入點(diǎn)，九個輸出點(diǎn)。 I/O 配線圖 輸入設(shè)備： S1 搶答啟動按鈕 S2 1 號搶答按鈕 S3 2 號搶答按鈕 S4 3 號搶答按鈕 S4 4 號搶答按鈕 S5 有效搶答按鈕 湖 南 軟 件 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 3 競賽搶答器的設(shè)計(jì)方案和思路 9 S6 加分按鈕 S7 減分按鈕 S8 復(fù)位按鈕 輸出設(shè)備： HL1 HL2 HL3 HL4 HL5 HL6 HL7 HL8 HL9 HL10 HL11 HL12 HL13 HL14 HL15 HL16 HL17 HL18 HL19 如圖 32 圖 32 湖 南 軟 件 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 3 競賽搶答器的設(shè)計(jì)方案和思路 10 答題流程圖 41： 圖 41 初始狀態(tài) 無人搶答 狀態(tài)：開始信號發(fā)出 20S 后，蜂鳴器停止響，無人搶答燈亮， 2S 后滅 違規(guī)搶答 狀態(tài)：開始信號發(fā)出前搶答，搶答桌上的違規(guī)燈亮 +裁判臺上相應(yīng)的違規(guī)燈亮 答對