【文章內(nèi)容簡介】 制系統(tǒng)。在可編程控制器的控制系統(tǒng)中，只需在可編程控制器中輸入相應(yīng)的輸入和輸出信號線即可，不需要物理的電子設(shè)備，如繼電器和大量復(fù)雜的硬件電路。當(dāng)控制要求改變時，需要改變控制系統(tǒng)的功能，可以隨時進行程序的修改與外部電路的簡單調(diào)整，布線量小。同一PLC控制器可以控制不同對象，只是程序與外部電路不同而已[15]。編程方便：PLC是直接面向用戶的設(shè)備，設(shè)計之初充分考慮了工程技術(shù)人員或?qū)W習(xí)人員的特性，PLC編程，采用通俗簡單的梯形圖或者簡單指令形式，這使得初學(xué)者能夠很快融入其中，梯形圖簡單易懂，且能非常形象的描述出繼電器工作原理，標(biāo)注明確，在后期程序調(diào)試階段也能夠容易的找出錯誤處。而且不需要專門的計算機知識和語言，深受現(xiàn)場電氣技術(shù)人員的歡迎[16]。PLC系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試方便：PLC集繼電器系統(tǒng)中的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等原件，數(shù)量巨大，硬件齊全。采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以按照所需系統(tǒng)的性能、輸入輸出店、內(nèi)存進行組裝，根據(jù)不同情況組裝出最適合的硬件，大大降低了成本。又用采用軟件編程的方式取代了時間繼電器，中間繼電器等外部設(shè)備[17]。設(shè)計人員只需要一臺PLC就可在實驗室進行所需控制系統(tǒng)的的模擬，并可隨時調(diào)試，而傳統(tǒng)的繼電觸控系統(tǒng)則需要現(xiàn)場接線進行模擬查看效果，需要更改的話更加麻煩，工作量大且所需人員較多。 PLC與編程方式選擇PLC選擇：本次課程設(shè)計我采用了西門子PLC，西門子PLC最為主流PLC之一，相比較于其他PLC有著無可替代的優(yōu)勢。首先，西門子PLC編程入手簡單易懂，梯形圖層次明顯，能夠非常直觀的看出程序的功能。其次，西門子PLC在中國市場占有率非常大，本次畢業(yè)設(shè)計用到的功能模塊較少，S7200屬于低端的西門子PLC系列產(chǎn)品，但足以滿足本次畢業(yè)設(shè)計的要求。且S7200型號PLC較為便宜，不僅滿足了畢業(yè)設(shè)計要求，也節(jié)約了資源。綜上所述，本次畢業(yè)設(shè)計選擇西門子S7200的PLC。編程方式選擇：西門子PLC主流編程方式有梯形圖和功能指令兩種，本次畢業(yè)課程設(shè)計采用梯形圖進行編程，功能指令較為抽象，而梯形圖具有簡單易懂的優(yōu)點。梯形圖還具有以下幾個重要特點： （1）PLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實的物理繼電器(即硬件繼電器)，而是在軟件中使用的編程元件[18]。 （2）根據(jù)梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對應(yīng)的編程元件的ON/OFF狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。邏輯解算是按梯形圖中從上到下、從左至右的順序進行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時外部輸入觸點的狀態(tài)來進行的[19]。 （3）梯形圖中各編程元件的常開觸點和常閉觸點均可以無限多次地使用[20]。 （4）輸入繼電器的狀態(tài)唯一地取決于對應(yīng)的外部輸入電路的通斷狀態(tài)，因此在梯形圖中不能出現(xiàn)輸入繼電器的線圈[21]。 組態(tài)王簡介定義：組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)，它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。：，面向低端自動化市場及應(yīng)用，以實現(xiàn)企業(yè)一體化為目標(biāo)開發(fā)的一套產(chǎn)品。該產(chǎn)品以搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應(yīng)用服務(wù)平臺為目標(biāo)，集成了對亞控科技自主研發(fā)的工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫的支持，可以為企業(yè)提供一個對整個生產(chǎn)流程進行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺，使企業(yè)能夠及時有效地獲取信息，及時地做出反應(yīng)，以獲得最優(yōu)化的結(jié)果。組態(tài)王保持了其早期版本功能強大、運行穩(wěn)定且使用方便的特點，并根據(jù)國內(nèi)眾多用戶的反饋及意見，對一些功能進行了完善和擴充。、簡捷易用的配置界面，提供了大量的圖形元素和圖庫精靈，同時也為用戶創(chuàng)建圖庫精靈提供了簡單易用的接口；該款產(chǎn)品的歷史曲線、報表及web發(fā)布功能進行了大幅提升與改進，軟件的功能性和可用性有了很大的提高。本次畢業(yè)課程設(shè)計中，采用組態(tài)王進行實驗結(jié)果的仿真。 PLC八人搶答器本畢業(yè)設(shè)計介紹了一種數(shù)字式搶答器，能夠容納8名選手或者8組人員和一名主持人?？傮w設(shè)計采用西門子PLC進行控制，搶答操作簡單方便，在很多的場所都可以使用，并且給人的視覺聽覺效果非常好。搶答器，顧名思義就是用于比賽時，與對手比反應(yīng)時間，思維運轉(zhuǎn)快慢的新型電器。隨著社會科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，它的應(yīng)用場合也隨之增加；技術(shù)含量大大提升；更加方便可靠[22]。目前, 形式多樣、功能完備的搶答器已廣泛應(yīng)用于電視臺、商業(yè)機構(gòu)、學(xué)校及企事業(yè)單位, 它為各種競賽增添了刺激性、娛樂性, 在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。用 PLC 進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。八人搶答器工作原理：本次畢業(yè)設(shè)計所設(shè)計的 PLC智能搶答器是適合八組選手或個人搶答的搶答器。主持人控制臺有兩個按鍵。一個用于控制搶答開始的開始按鍵，一個用于復(fù)位電路的復(fù)位按鍵，每當(dāng)主持人發(fā)出開始搶答指令并按下開始按鈕后，指示綠燈亮，選手方可搶答，哪組選手最先按下?lián)尨鹌靼粹o，則數(shù)碼管就顯示該組的編號，音響電路發(fā)出聲響提示信號以指示搶答成功，并對其后的搶答信號封鎖而不在響應(yīng)，選手答題完畢后，由主持人按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)開始下一輪搶答。若選手在主持人未按下開始搶答按鈕時提前搶答了，則視為違規(guī)，違規(guī)時數(shù)碼管顯示其編號，音響電路也發(fā)出聲響，同時違規(guī)指示燈紅燈亮。當(dāng)主持人按下?lián)尨痖_始按鈕時定時器 T1 開始計時（設(shè)定 10 秒），10秒倒計時完畢仍無人搶答則音響電路發(fā)出聲響，以表示選手放棄該題。在搶答成功后，系統(tǒng)自動倒計時，同時數(shù)碼管顯示答題倒計時時間，該時間可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，此設(shè)定為 30 秒，選手必須在設(shè)定時間內(nèi)完成答題，否則，音響電路發(fā)出超時報警信號。其中以上功能都通過編制的 PLC 程序來控制4個數(shù)碼管以及3個揚聲器和兩個指示燈來實現(xiàn)。3 系統(tǒng)設(shè)計 硬件設(shè)計 元件介紹七段數(shù)碼管：,b,c,d,e,f,g分別為七個單獨顯示燈，通過控制各個顯示燈的亮滅從而可以控制顯示的數(shù)字。本次畢業(yè)設(shè)計采用共陰極七段數(shù)碼管進行相關(guān)數(shù)據(jù)的顯示。硬件中用到4個數(shù)碼管，分別用來顯示搶答選手編號、搶答計時和答題計時。 七段數(shù)碼管按鍵開關(guān)：，一端連接電源正極，另一端連接PLC端口。通過按下和松開可控制P