【正文】 硬件 I/O 接線圖 系統(tǒng)的 工作過(guò)程 （控制要求） （ 1）成功搶答： 每當(dāng)主持人發(fā)出 答題 開始搶答指令 （即按下 SB9）后，八位參賽選手 需按下各自桌子上的按鍵 SB0()、 SB1()、 SB2()、 SB3()、 SB4()、SB5()、 SB6()、 SB7()，表示選手是 否愿意答題， 那位選手最先按下?lián)尨鸢粹o，相應(yīng)選手桌子上的藍(lán)色 指示 燈亮 （每位選手桌子上有一個(gè)藍(lán)色指示燈，那一位選手先按自己桌子上的藍(lán)色指示燈 (— )，它就馬上就亮。） 代表八個(gè) 選手的指示燈 (HL5— HL11)。四個(gè)不同聲音的蜂鳴器 HA HA HA HA4，蜂鳴器 HA1 用于正常搶答提示，蜂鳴器 HA2 用于違規(guī)搶答提示，蜂鳴器 HA3 用于無(wú)人搶答提示，蜂鳴器 HA4 用于答題超時(shí)提示。主持PLC 控 制 器 主 持人 控制 按鈕 選 手搶 答按 鈕 指 示 燈 報(bào) 警 選手搶答顯 示 代表選手指示燈 亮 8 人手中有 三個(gè)按鈕 SB8， SB9， SB10， SB8 用于復(fù)位按鈕， SB9 用于開始搶答按鈕， SB10用于答題計(jì)時(shí)按鈕。本文是利用 PLC 技術(shù)設(shè)計(jì)了一款八路搶答器控制，利用 PLC 控制技術(shù)的智能性，成功的完成了比賽的公平、公正的原則。 積極參加搶答比賽是 21 世紀(jì)文化市場(chǎng)的需要，有利于參賽者的知識(shí)能力、思維反應(yīng)能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、心理承受能力得到鍛煉。該系統(tǒng)以 SIEMENS 公司 S7— 200 的 CPU226CN 型 PLC 作為控制核心，具有控制準(zhǔn)確，功能完善的優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，操作方便，易于維修和控制。 八個(gè)代表選手的燈、蜂鳴器 4，四個(gè)指示燈作為 PLC 外部的被控制設(shè)備由 PLC 的輸出繼電器進(jìn)行控制，外部采用直流 24V電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)（詳見圖 2— 2）。 輸入輸出端口分配 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析，我們需要 8 個(gè)按鍵， SB0、 SB SB SB SB SBSB SB7 分別為四位參賽選手使用，用于 發(fā)布各自的搶答意愿。）分別表示正常搶答、違規(guī)搶答、無(wú)人搶答、答題超時(shí)等信息，因此本系統(tǒng)有 16 個(gè)被控信號(hào)。 設(shè)計(jì)方案的確定 （ 1）該系統(tǒng)設(shè)計(jì)可供八個(gè)或八組選手同時(shí)搶答，主持人或后臺(tái)工作人員手中掌握著宣布搶答開始按鍵和計(jì)時(shí)開始按鍵和復(fù)位按鍵，因此本系統(tǒng)有 11 個(gè)輸入信號(hào)。 PLC 的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等各有不同，適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。 6 3 八路搶答器的 硬件 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析 隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展， PLC 產(chǎn)品的種類也越來(lái)越多，而且功能也日益完善。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、 食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 5 5． 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。 PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。 4． 過(guò)程控制 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。 3． 運(yùn)動(dòng)控制 PLC 可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 目前， PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。此外，無(wú)錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國(guó)比較著名的 PLC 生產(chǎn)廠家。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 20 世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這樣使得 PLC 軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。 由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處 理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的 PLC 所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。 更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、 PID 功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使 PLC 得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。 這樣，使 PLC 得功能大大增強(qiáng)。 3 20 世紀(jì) 70 年代中末期， 微處理器的出現(xiàn)使 PLC 發(fā)生了 巨大的變化， 可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段 。因此，早期的 PLC 的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。它在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在 I/O 接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。此時(shí)的 PLC 為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。人們很快將其引入可編程控制器，使 PLC 增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。 PLC 的發(fā)展 早期的 PLC 一般稱為可編程邏輯控制器。 限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的 PLC 主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)主持人 或后臺(tái)工作人員 再次按復(fù)位鍵后，開始進(jìn)行新一輪搶答。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)：在主持人 或后臺(tái)工作人員 沒有按下開 始搶答按鈕前，若有組別提前搶答，則視為犯規(guī)，指示燈（ HL2）報(bào)警同時(shí)蜂鳴器 (HA2)發(fā)出聲響 ， 當(dāng)主持人按下開始搶答按鈕后，八組選手開始搶答，計(jì)時(shí)器開始十秒倒計(jì)時(shí)。 所以 此次畢業(yè)設(shè)計(jì) 我對(duì)八路搶答器 進(jìn)行了軟硬件的設(shè)計(jì)。 宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目 ： 基于 PLC 控制的八路 知識(shí)競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì) 系 部 現(xiàn)代制造工程系 專 業(yè) 名 稱 數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用 班 級(jí) 數(shù) 控 1086 姓 名 李 云 學(xué) 號(hào) 202112692 指 導(dǎo) 教 師 傅 貴 興（副教授） 2021 年 9 月 20 日 2 目 錄 1 緒 論 ................................................................................................................................. 1 2 PLC 的發(fā)展歷程 ................................................................................................................. 2 PLC 的概述 ................................................................................................................ 2 PLC 的發(fā)展 ................................................................................................................ 2 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 ........................................................................................................ 4 3 八路搶答器的硬件設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析 .................................................................................................... 6 設(shè)計(jì)方案的確定 .............................................................................................. 6 輸入輸出端口分配 .....................................