【正文】 近年來又發(fā) （ 4） PLC 中含有數(shù)量巨大的用于開關(guān)量處理的繼電器類軟件，可輕松地實現(xiàn)大規(guī) 模的開關(guān)量邏輯控制，這是一般的繼電器控制所不能實現(xiàn)的。 PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，他不僅可以控制一臺單機，一條生產(chǎn)線，還可以控制一個機群，許多生產(chǎn)線。 （ 5） PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試方便。又由 于用軟件編程取代了硬接線實現(xiàn)控制功能，使安裝接線量大大減小，設(shè)計人員只要一臺 PLC 就可進行控制系統(tǒng)的設(shè)計可在實驗室進行模擬調(diào)試。狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常狀態(tài)和 I/O 點的狀態(tài)均有顯示。 （ 6）結(jié)構(gòu)緊湊。 由于以上特點，使得 PLC 獲得極為廣泛的應(yīng)用。按 PLC 的輸入輸出點數(shù)可將 PLC 分為三類。現(xiàn)在的高性能小型機還具有一定的通信能力和少量的模擬量處理能力。 典型的小型機有 SIEMENS 公司的 S7200 系列、 OMRON 公司的 CPM2A 系列，MITSUBISH 公司的 FX 系列和 AB 公司的 SLC500 系列等整式 PLC 等產(chǎn) 品。中型機 PLC 不僅具有開關(guān)量和模擬量的控制功能，還具有更強的數(shù)字計算能力，他的通信功能和模擬量處理能力更強大。 典型的中型機有 SIEMENS 公司的 S300 系列、 OMRON 公司的 C200H 系列、 AB公司的 SLC500 系列模塊式 PLC 等產(chǎn)品。大型 PLC 的性 能已經(jīng)與工業(yè)控制計算機相當，他具有計算、控制和調(diào)節(jié)的功能，還具有很強的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信聯(lián)網(wǎng)能力。這種系統(tǒng)還可以和其他型號的 PLC 互聯(lián)，和上位機相連，組成一個集中分散的生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量控制系統(tǒng)。 典型的大型 PLC 有 SIEMENS 公司的 S7400 系列、 OMRON 公司的 CVM1 和 CS1系列、 SB 公司的 SLC5/05 系列等產(chǎn)品。 按結(jié)構(gòu)形式分類 按 PLC 物理結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為整體式（也稱單元式）和組合式（也稱模塊式）兩類。內(nèi)外還有獨立的 I/O 擴展單元等通過擴展電纜與主機上的擴展端口相連，以構(gòu)成 PLC 不同配置與主機配合使用。小型機常用這種結(jié)構(gòu)。組合式的特點是配置靈活，輸入接點、輸出接點的數(shù)量可以自由選擇，各種功能模塊可以依需要靈活配置。 PLC 機型的選擇步驟與原則 隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展， PLC 產(chǎn)品的種類也越來越多。因此，合理選用 PLC，對于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標有著重要意義。選擇時主要考慮以下幾點： （ 1） PLC 主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 集中式不需要設(shè)置驅(qū)動遠程 I／ OI／ OI／ OI／ OPLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設(shè)備分別獨立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型 PLC，但必須要附加通訊模塊。 對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶 A／ DD／APLC。但是中、高檔 PLC 價格較貴，一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。如果要跨范圍使用 PLC，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時，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。對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)。主要考慮到以下三方面問題： 1 機型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。 3 機型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計算機后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)。 硬件電路設(shè)計 競賽搶答器的控制要求 （ 1）知識競賽搶答器能使 4 個隊同時參加搶答。裁判臺設(shè)有音響和裁判燈，并且設(shè)有裁判臺開始按鈕 SB0 和裁判臺復(fù)位按鈕 SB5；參賽臺設(shè)有參賽臺搶答按鈕以及參賽臺燈。 （ 3）知識競賽搶答器能適合以下比賽規(guī)則：出題后，各隊搶答必須在裁判說出“開始”并按下裁判臺的開始按鈕 SB0 后 15S 內(nèi)搶答，并由數(shù)碼管顯示時間。 15S 時間到，如無隊搶答，則搶答器給出時間已到信號，該題作廢。 （ 4）燈光與音響信號的意義如下： 1 音響叫（響 1S） +某臺燈亮，由某參賽隊正常搶答。 3 音響叫（響 1S） +裁判臺燈亮，無人搶答或答題超時。 （ 6）各輸出端口統(tǒng)一采用直流 24V 電源。將條狀發(fā)光二極管按照共陰極（負極）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。 （ 2）單色性好，亮度高、高頻特性優(yōu)良，發(fā)光響應(yīng)時間非常短，通常小于。 （ 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 的梯形圖語言清晰直觀、可讀性強， 易于掌握。但對于一般的中小型的專用設(shè)備，采用工業(yè)控制計算機作為上位機會使成本大大提高，同時不便于在操作現(xiàn)場直接讀取或輸入數(shù)據(jù) .在顯示數(shù)據(jù)較少時，采用 PLC 控制 LED 直接進行數(shù)據(jù)顯示，可以降低成 本，使得數(shù)據(jù)顯示直觀。 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，對一些參數(shù)進行動態(tài)實時顯示，以利于操作者監(jiān)控生產(chǎn)過程。 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)時要占用 13 個輸出點，若要求輸出顯示 5 位數(shù)時，需選用 8 位方式，占用13 個輸出點。 PLC 驅(qū)動的顯示電路配合 PLC 程序，可以實現(xiàn)如下的指標的數(shù)據(jù)顯示 : 1 在僅占用 PLC16 點輸出的情況下，顯示的 LED 可多達 128 個。 3 所有的顯示單元與 PLC 之間的連線 完全相同 , 硬件連線簡單。 5 每一位 LED 數(shù)據(jù)更新顯示僅需 2 個 PLC 掃描周期。 由上述可知，結(jié)合本次設(shè)計，由于輸入輸出點并不是很多，采用 PLC 控制LED 直接進行數(shù)據(jù)顯示方案，可以大大降低設(shè)計成本。 本 次設(shè)計 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 計算可得 R 1KΩ。 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，對應(yīng)輸入點為 X0，輸出點為 Y0。 SB5X5。數(shù)碼管 1 顯示輸出點為 Y10Y16。數(shù)碼管 3 顯示輸出點為 Y30Y36。 軟件分析 I／ O 輸出信號 名稱 代號 輸入點編號 名稱 代號 輸出點編號 EL0 Y0 EL1 Y1 EL2 Y2 3 號參賽臺搶答按鈕 SB3 X3 3 號參賽臺燈 EL3 Y3 4 號參賽臺搶答按鈕 SB4 X4 4 號參賽臺燈 EL4 Y4 裁判臺復(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 作為裁判臺的開始按鈕，四個參賽隊分別用與之對應(yīng)號 SB SB SB SBSB5 為比賽復(fù)位按鈕，使下輪比賽開始。 Y5Y10Y16 輸出信號驅(qū)動數(shù)碼管 1 顯示各個參賽隊的隊號。 根據(jù)控制要求進行梯形圖設(shè)計 梯形圖（一） 續(xù)梯形圖（二） 續(xù)梯形圖 （三） 程序運行過程分析說明 當裁判按下開始按鈕時，四個參賽對處于搶答狀態(tài)，假如是一號參賽隊先搶到題目， PLC 先判斷搶答是否成功，若成功，則進行下一步看是否在規(guī)定的搶答時間內(nèi)答題，若在規(guī)定時間內(nèi)，則答題結(jié)束；若超時，則提示主持人；如果搶答沒有成功，則判斷是否搶答犯規(guī)，若犯規(guī)，某犯規(guī)臺燈亮，總臺燈亮出指令。然后根據(jù)哪個隊最先搶到題目，然后在規(guī)定的答題時間內(nèi)作答，或者答題超時。搶答繼電器 M1 閉合，答題限時繼電器 M2 閉合并自鎖，使得答題限時計時器 T 1 開始計時 （ 1）若 1 號參賽臺答題超時搶答繼電器 M1 通電閉合 有人搶答 答題限時計時器 T1 計時到其常開觸點閉合。 1 號參賽臺違規(guī)搶答搶答允許繼電器 M0未閉合裁判員未按下開始按鈕 SB0 X0 未閉合 而搶答繼