【正文】 壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。 4 我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開(kāi)放開(kāi)始的。接下來(lái)在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了 PLC 的應(yīng)用。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的 CF 系列、杭州機(jī)床電器廠(chǎng)生產(chǎn)的 DKK 及 D 系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的 S 系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的 YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。可以預(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入， PLC 在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。 1． 開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線(xiàn)。 2． 模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。 PLC 廠(chǎng)家都生產(chǎn)配套的A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。世界上各主要 PLC廠(chǎng)家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。大中型 PLC 都有 PID 模塊，目前許多小型 PLC 也具有此功能模塊。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛應(yīng)用。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼? 6． 通信及聯(lián)網(wǎng) PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。近年來(lái)，從德國(guó)、日本、美國(guó)等引進(jìn)的 PLC 的產(chǎn)品和國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家組裝自行開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，已有幾十種，甚至上 百種型號(hào)。因此，合理選擇 PLC，對(duì)于提高PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。 （ 2）該系統(tǒng)有八個(gè)藍(lán)色信號(hào)指示燈，每個(gè)燈代表每一個(gè)參賽選手，燈熄滅都帶表參賽選手對(duì)搶答意愿，八個(gè)藍(lán)色燈分別作為被設(shè)備由 PLC 驅(qū)動(dòng)，有四個(gè)蜂鳴器和四個(gè)不同顏 色信號(hào)指示燈（不同的蜂鳴聲音和不同的信號(hào)指示燈相互配合，使判斷更加準(zhǔn)確。 （ 3）從多方考慮（性能、 I/O 點(diǎn)數(shù)和用戶(hù)存儲(chǔ)容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格）力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比，本系統(tǒng)選用以德國(guó) SIEMENS 公司 S7— 200 的 CPU226 型 PLC作為控制核心。 SB8 用于復(fù)位按鈕，SB9 用于主持人或后臺(tái)工作人員發(fā)布開(kāi)始搶答命令， SB10 用于主持人或后臺(tái)工作人員發(fā)布搶答計(jì)時(shí)開(kāi)始命令（詳見(jiàn)表 2— 1）。 7 系統(tǒng)的任務(wù)要求 本設(shè)計(jì)是一種基于 PLC 控制技術(shù)的智能化八路強(qiáng)答器設(shè)計(jì)。具有很高的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還有廣闊的市場(chǎng)前景。但如果在比賽過(guò)程中，做不到嚴(yán)格意義上的公正，會(huì)挫傷選手的積極性，達(dá)不到比賽的真正目的。 系統(tǒng)硬件配置及原理圖設(shè)計(jì) 圖 2— 1 原理圖 系統(tǒng)的外圍硬件 接線(xiàn) 及作用 系統(tǒng)中，八位或八組參賽選手分別被編為相應(yīng)的代碼 0、 7，分別通過(guò)按鍵 SB0、 SB SB SB SB SB SB SB7 發(fā)布各自的搶答意愿。 四 個(gè)信號(hào)指示燈 HL HL HL HL4， 綠色指示燈 HL1 用于正常搶答 指示 ，紅色指示燈 HL2 用于違規(guī)搶答 指示 ，黃色指示燈 HL3 用于無(wú)人搶答 指示 ，黑 色指示燈 HL4 用于答 題超時(shí) 指示。 （ 信號(hào)指示燈與蜂鳴器達(dá)到 互補(bǔ)，更好的實(shí)現(xiàn)八路搶答的指示和辨別功能，使活動(dòng)或比賽更公平與公正。 PLC 的端子分配見(jiàn)表 2— 1，系統(tǒng) 外部 硬件 I/O 接線(xiàn) 如圖 2— 2 所示 。） ， 同時(shí)綠色指示燈 ()亮， 蜂鳴器 1（ 、 HA1 設(shè)持續(xù) 3s） 給出提示音信號(hào)，表示搶答成功，并對(duì)其他后搶答選手的信號(hào)不做響應(yīng)，選手答題結(jié)束后，由主持人按下復(fù)位按鈕（即按下 SB8），才能進(jìn)行下一輪搶答。 （ 3）搶答超時(shí) ： 當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令并按下（ SB9）后，時(shí)間計(jì)數(shù)器 TON開(kāi)始計(jì)時(shí)（設(shè)定值 10s），如果 10s 時(shí)間到了還沒(méi)有選手搶答，則黃色燈亮、蜂鳴器 3（ HA3設(shè)持續(xù) 3s）發(fā)出提示信號(hào)，表示選手放棄該題。 （ 5）如果選手提前回答完畢也可以手動(dòng)按下復(fù)位按鈕（ SB8），選手進(jìn)行下一輪搶答之前也要按下復(fù)位按鈕（ SB8）。 搶答器具有 違規(guī)提示功能：只有在主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令后，選手才能開(kāi)始搶答。 11 4 八路搶答器軟件設(shè)計(jì) 控制程序流程圖設(shè)計(jì) 圖 3— 1 程序流程圖 圖 3— 1 當(dāng)接通電源， 在主持人開(kāi)始下令搶答即按下按鈕 SB9，同時(shí)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，但沒(méi)有選手按下按鈕，時(shí)間一到 蜂鳴器 報(bào)警 并且指示燈亮 ，這時(shí)就超時(shí)搶答 ，主持開(kāi)始 運(yùn)行 主持人開(kāi)始下令槍答同時(shí)倒計(jì)時(shí)時(shí)間 開(kāi)始 倒計(jì)時(shí)結(jié)束 有選手按 報(bào)警 該組指示燈亮 主持人宣布答題開(kāi)始時(shí)間計(jì)時(shí)器幷開(kāi)始計(jì)時(shí) 選手答題 倒計(jì)時(shí)結(jié)束 報(bào)警 開(kāi)始前有選手搶按 報(bào)警 主持人復(fù)位 12 人復(fù)位才能進(jìn)入下一輪答題搶答 。 當(dāng)接通電源 ，在主持人開(kāi)始下令搶答之前， 有選手搶答，蜂鳴器報(bào)警并且指示燈亮，這是違規(guī)搶答，主持人復(fù)位才能進(jìn)入下一輪答題搶答。 這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)任何一個(gè)參賽選手按下自己那個(gè)按鈕時(shí)， 就得電幷自鎖持續(xù)得 13 電，只有主持人或后臺(tái)工作者按下復(fù)位按鈕 才能解除自鎖。 這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，如果主持人或后臺(tái)工作者沒(méi)有按下開(kāi)始按鈕 ， 沒(méi)有得電那么 的常閉輔助沒(méi)有斷開(kāi)，這時(shí)只要有選手按下 — 讓 得電 就有輸出幷自鎖則違規(guī)標(biāo)志的紅色指示燈亮，同時(shí) 就有輸出蜂鳴器 KA2 這就是違規(guī)搶答的標(biāo)志，同時(shí)時(shí)間計(jì)數(shù)器 T39 幷計(jì)時(shí)，時(shí)間一到蜂鳴器 停止鳴叫，這時(shí)只有主持人或后臺(tái)工作者按下 （復(fù)位按鈕）才解除自鎖為下一輪搶答做準(zhǔn)備。 15 網(wǎng)絡(luò) 8 和網(wǎng)絡(luò) 16 結(jié)合構(gòu)成第一位選手的識(shí)別，當(dāng)選手按下 時(shí)網(wǎng)絡(luò) 8 中 得電，在網(wǎng)絡(luò) 16 中 得電并且自鎖使自身常開(kāi)輔助觸頭閉合 就持續(xù)得電， 的常閉輔助觸頭斷開(kāi)其他選手的線(xiàn)路，這是其他任何選手按下都無(wú)輸出。 網(wǎng)絡(luò) 10 和網(wǎng)絡(luò) 18 結(jié)合構(gòu)成第二位選手的識(shí)別，原理同網(wǎng)絡(luò) 8 和 16。 網(wǎng)絡(luò) 12 和網(wǎng)絡(luò) 20 結(jié)合構(gòu)成第二位選手的識(shí)別，原理同網(wǎng)絡(luò) 8 和 16。 網(wǎng)絡(luò) 14 和網(wǎng)絡(luò) 22 結(jié)合構(gòu)成第二位選手的識(shí)別，原理同網(wǎng)絡(luò) 8 和 16。 網(wǎng)絡(luò) 16 和網(wǎng)絡(luò) 8 結(jié)合構(gòu)成第二位選手的識(shí)別，原理同網(wǎng)絡(luò) 8 和 16。 網(wǎng)絡(luò) 18 和網(wǎng)絡(luò) 10 結(jié)合構(gòu)成第二位選手的識(shí)別，原理同網(wǎng)絡(luò) 8 和 16。 網(wǎng)絡(luò) 20 和網(wǎng)絡(luò) 12 結(jié)合構(gòu)成第二位選手的識(shí)別，原理同網(wǎng)絡(luò) 8 和 16。 17 網(wǎng)絡(luò) 22 和網(wǎng)絡(luò) 14 結(jié)合構(gòu)成第二位選手的識(shí)別，原理同網(wǎng)絡(luò) 8 和 16。 總結(jié)： 1— 7 程序段是系統(tǒng)的邏輯判斷部分，包括正常搶答、違規(guī)搶答、搶答超時(shí)、答題超時(shí)，判斷參賽者的搶答意愿是否合理。 18 5 八路搶答器用西門(mén)子 S7— 200CPU226CN 的模擬調(diào)試 西門(mén)子 S7200PLC 和 CPU226CN 簡(jiǎn)介 S7200 的用戶(hù)程序中包括了位邏輯、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算以及與其它智能模塊通訊等指令內(nèi)容，從而使它能夠監(jiān)視輸入狀態(tài)，改變輸出狀態(tài)以達(dá)到控制目的。 它集成 6 輸入 /4 輸出共 10 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn) ， 無(wú) I/O 擴(kuò)展能力。非常適合于小點(diǎn)數(shù)控制的微型控制 。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。如： 沖壓機(jī)床 、 磨床 、 印刷機(jī) 械 、 橡膠化工機(jī)械 、 中央空調(diào) 、 電梯控制 、 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 等?？蛇B接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 248 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)。 6 個(gè)獨(dú)立的 30KHz高速計(jì)數(shù)器， 2 路獨(dú)立的 20KHz 高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。 I/O 端子排可很容易地整體拆卸?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。 圖 4— 9 圖 4— 10 圖 4— 11 一號(hào)選手搶答成功 幷馬上復(fù)位 其他任何選手搶答無(wú)效 24 結(jié) 論 本搶答器系統(tǒng)設(shè)計(jì)雖然是針對(duì)八路參賽選手設(shè)計(jì)的，但通過(guò)原理分析可知，它完全適用于少于八路選手的搶答場(chǎng)合， 對(duì)程序和外圍電路稍加改動(dòng)， 或者在系統(tǒng)程序中加入分支， 還可以變成多位搶答器，比如 十 位、十 六 位等，去 掉程序的時(shí)間警示 和互鎖 ，還可以將搶答器轉(zhuǎn)變成為呼叫器，用在醫(yī)院、 賓館、 工廠(chǎng)的車(chē)間 或娛樂(lè)節(jié)目中（江蘇電視臺(tái)的非誠(chéng)勿擾） 等多種地方。此過(guò)程進(jìn)一步提高了我 的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力。 在滿(mǎn)足主持人按下?lián)尨鸢粹o開(kāi)始搶答，按下開(kāi)始答題按鈕開(kāi)始答題，搶答和答題時(shí)都帶有倒計(jì)時(shí)功能，時(shí)間到了以后，報(bào)警指示燈都報(bào)警，主持人按下復(fù)位按鈕，開(kāi)始下一輪比賽。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了很多困難和挑戰(zhàn)，我 一一 將 它們 克服，并且成功按照自己的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì) 出了 帶顯示八 路 搶答器 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。值此設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向傅貴興導(dǎo)師和