【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。 （ 4） PLC 是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次 PLC 的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用 PLC，或者某些功能或信號(hào)有特殊的速度要求時(shí)，則應(yīng)該慎重考慮 PLC 的響應(yīng)速度，可選用具有高速 I／OPLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的 PLC 等。 （ 5） PLC 的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。 6 機(jī)型盡量統(tǒng)一 一個(gè)企業(yè)，應(yīng)盡量做到 PLC 的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題： 1 機(jī)型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)和管理。 2 機(jī)型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。 3 機(jī)型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。 綜上所述，基于以上思想，選用日本 三菱公司 FX48MR 系列的 PLC 作為控制主機(jī)。 硬件電路設(shè)計(jì) 競(jìng)賽搶答器的控制要求 （ 1）知識(shí)競(jìng)賽搶答器能使 4 個(gè)隊(duì)同時(shí)參加搶答。 （ 2）設(shè)裁判隊(duì)為裁判臺(tái)，參賽對(duì)為參賽臺(tái)。裁判臺(tái)設(shè)有音響和裁判燈，并且設(shè)有裁判臺(tái)開始按鈕 SB0 和裁判臺(tái)復(fù)位按鈕 SB5；參賽臺(tái)設(shè)有參賽臺(tái)搶答按鈕以及參賽臺(tái)燈。 14 號(hào)參賽臺(tái)分別對(duì)應(yīng)按鈕 SB1SB4 及參賽臺(tái)燈 EL1EL4。 （ 3）知識(shí)競(jìng)賽搶答器能適合以下比賽規(guī)則：出題后，各隊(duì)搶答必須在裁判說出“開始”并按下裁判臺(tái)的開始按鈕 SB0 后 15S 內(nèi)搶答，并由數(shù)碼管顯示時(shí)間。如提 前搶答，搶答器發(fā)出“違規(guī)”信號(hào)。 15S 時(shí)間到，如無隊(duì)搶答，則搶答器給出時(shí)間已到信號(hào)，該題作廢。在有隊(duì)搶答的情況下，則搶答器發(fā)出“搶答”信號(hào)，數(shù)碼管開始計(jì)時(shí)，并由數(shù)碼管顯示出搶到題的參考隊(duì)號(hào)，搶到題的隊(duì)必須在 30S內(nèi)答完題，如 30S 內(nèi)未答完，則作超時(shí)處理。 （ 4）燈光與音響信號(hào)的意義如下： 1 音響叫（響 1S） +某臺(tái)燈亮，由某參賽隊(duì)正常搶答。 2 音響叫（響 1S） +某臺(tái)燈亮 +總臺(tái)燈亮，某參賽隊(duì)違規(guī)。 3 音響叫（響 1S） +裁判臺(tái)燈亮，無人搶答或答題超時(shí)。 （ 5）在某個(gè)題結(jié)束后，裁判員按下臺(tái)上的復(fù)位按鈕 SB5，搶答器恢復(fù)原來的狀態(tài)，為下一輪搶答作好準(zhǔn)備。 （ 6）各輸出端口統(tǒng)一采用直流 24V 電源。 控制特點(diǎn)分析 知識(shí)競(jìng)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(hào)傳遞給信息分析中心（ PLC）， PLC 31 主程序流程圖 PLC 與七段 LED LED 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及主要特性 1． LED 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu) LED 數(shù)碼管是由發(fā)光二極管構(gòu)成的，亦稱半導(dǎo)體數(shù)碼管。將條狀發(fā)光二極管按照共陰極（負(fù)極）或共陽極（正極）的方法連接，組成“ 8”字，再把發(fā)光二極管另一電極作 筆段電極，就構(gòu)成了 LED 數(shù)碼管。若按規(guī)定使某些筆段上的發(fā)光二極管發(fā)光，就能顯示從 0～ 9 VFD）、輝光數(shù)碼管（ NRT）相比，它具有：體積小、功耗低、耐震動(dòng)、壽命長(zhǎng)、亮度高、單色性好、發(fā)光響應(yīng)的時(shí)間短，能與TTL、 CMOS 2． LED 數(shù)碼管的主要特性 （ 1） ～ ～ 左右）條件下工作。 （ 2）單色性好，亮度高、高頻特性優(yōu)良，發(fā)光響應(yīng)時(shí)間非常短，通常小于。工作溫度范圍為 30～ +80℃ 5M 小時(shí)以上。 （ 3） LED 數(shù)碼管每筆畫工作電流 I 在 5～ 10 mA R （ V0V1） /I V0 為加在 LED 兩端上的電壓， V1 為 LED 數(shù)碼管每筆劃壓降（約為 2V）。 PLC 與七段數(shù)碼管方案選擇 PLC 可編程控制器 具有體積小、抗干擾能力強(qiáng)以及運(yùn)行可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。PLC 的梯形圖語言清晰直觀、可讀性強(qiáng)， 易于掌握。在工業(yè)控制中， PLC 作為面向控制對(duì)象的下位機(jī)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。但對(duì)于一般的中小型的專用設(shè)備，采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)會(huì)使成本大大提高，同時(shí)不便于在操作現(xiàn)場(chǎng)直接讀取或輸入數(shù)據(jù) .在顯示數(shù)據(jù)較少時(shí)，采用 PLC 控制 LED 直接進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，可以降低成 本，使得數(shù)據(jù)顯示直觀。而當(dāng)欲顯示的數(shù)據(jù)較多時(shí)， PLC 直接進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，會(huì)使得所需 PLC 輸出點(diǎn)數(shù)大大增加，同時(shí)由于 PLC 梯形圖的局限性，會(huì)使得顯示程序的編制變得非常復(fù)雜，這不僅增大了程序編制的難度，而且增加了程序的執(zhí)行時(shí)間，從而大大地降低了顯示速度。 在應(yīng)用可編程序控制器 PLC 構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，除要求 PLC 完成指定的控制功能外，往往還要求附帶有輸出顯示，對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示，以利于操作者監(jiān)控生產(chǎn)過程。 PLC 通過輸出模塊外接顯示電路，一般要求少占用輸出點(diǎn)數(shù)、外接電路簡(jiǎn)單、輸出顯示速度盡可能快。 OMRON 公司推出的 CQM1 型 PLC 指令中設(shè)置了 7 段輸出顯示指令 7SEG 2 ，該指令有 4 位和 8 位兩種方式，輸出 8位數(shù)時(shí)要占用 13 個(gè)輸出點(diǎn)，若要求輸出顯示 5 位數(shù)時(shí)，需選用 8 位方式，占用13 個(gè)輸出點(diǎn)。 PLCLED 數(shù)碼管顯示的方法已應(yīng)用在一實(shí)際 CQM1 型 PLC 構(gòu)成的控制系統(tǒng)中。 PLC 驅(qū)動(dòng)的顯示電路配合 PLC 程序，可以實(shí)現(xiàn)如下的指標(biāo)的數(shù)據(jù)顯示 : 1 在僅占用 PLC16 點(diǎn)輸出的情況下，顯示的 LED 可多達(dá) 128 個(gè)。 2 所有的顯示單元的電路結(jié)構(gòu)完全相同，可以互換。 3 所有的顯示單元與 PLC 之間的連線 完全相同 , 硬件連線簡(jiǎn)單。 4 采用靜態(tài)顯示方式，顯示沒有閃爍感。 5 每一位 LED 數(shù)據(jù)更新顯示僅需 2 個(gè) PLC 掃描周期。 6 在沒有新數(shù)據(jù)顯示時(shí)，程序進(jìn)行循環(huán)顯示，使顯示電路的抗干擾能力增強(qiáng)。 由上述可知，結(jié)合本次設(shè)計(jì)，由于輸入輸出點(diǎn)并不是很多，采用 PLC 控制LED 直接進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示方案，可以大大降低設(shè)計(jì)成本。 PLC 與七段數(shù)碼管直接連接阻值計(jì)算 根據(jù) LED 數(shù)碼管每筆畫工作電流 I 在 5～ 10 mA R （ V0V1） /I V0 為加在 LED 兩端上的電壓， V1 為 LED 數(shù)碼管每筆劃壓降（約為 2V）。 本 次設(shè)計(jì) PLC 電源采用的是直流 24V， PLC 的輸出電壓為 5V，安通過數(shù)碼管的電流 I 3mA 計(jì)算可得 R 1KΩ。本次設(shè)計(jì)共用到了三個(gè)數(shù)碼管，所以須要 21 個(gè)1KΩ的 R，以及 5 個(gè) EL 燈和一個(gè)音響。 外部硬件接線圖（見附圖） 為了硬件電路接線方便， SB0 作為搶答的開始按鈕，對(duì)應(yīng)輸入點(diǎn)為 X0，輸出點(diǎn)為 Y0。 SB1SB SB SB4X X X X4Y Y2Y Y4。 SB5X5。音響輸出點(diǎn)為 Y5。數(shù)碼管 1 顯示輸出點(diǎn)為 Y10Y16。數(shù)碼管 2 顯示輸出點(diǎn)為 Y20Y26。數(shù)碼管 3 顯示輸出點(diǎn)為 Y30Y36。 PLC 與數(shù)碼管采用串電阻直接連接方式。 軟件分析 I／ O 輸出信號(hào) 名稱 代號(hào) 輸入點(diǎn)編號(hào) 名稱 代號(hào) 輸出點(diǎn)編號(hào) EL0 Y0 EL1 Y1 EL2 Y2 3 號(hào)參賽臺(tái)搶答按鈕 SB3 X3 3 號(hào)參賽臺(tái)燈 EL3 Y3 4 號(hào)參賽臺(tái)搶答按鈕 SB4 X4 4 號(hào)參賽臺(tái)燈 EL4 Y4 裁判臺(tái)復(fù)位按鈕 SB5 X5 音響 B Y5 數(shù)碼管 1 LE1 Y10Y16 數(shù)碼管 2 LE2 Y20Y26 數(shù)碼管 3 LE3 Y30Y36 為了硬件電 路接線方便和程序清晰易讀，用 SB0 作為裁判臺(tái)的開始按鈕，四個(gè)參賽隊(duì)分別用與之對(duì)應(yīng)號(hào) SB SB SB SBSB5 為比賽復(fù)位按鈕，使下輪比賽開始。輸出與輸入對(duì)應(yīng)，用 YO 輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)比賽開始信號(hào)燈EL0，同理用 Y Y Y Y4EL EL EL EL4。 Y5Y10Y16 輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管 1 顯示各個(gè)參賽隊(duì)的隊(duì)號(hào)。 Y20Y26 輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管 2，顯示搶答時(shí)間的個(gè)位， Y30Y36 輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管 3，顯示搶答時(shí)間的十位。 根據(jù)控制要求進(jìn)行梯形圖設(shè)計(jì) 梯形圖（一） 續(xù)梯形圖（二） 續(xù)梯形圖 （三）