六路抢答器PLC抢答器.doc

华南理工大学广州汽车学院电气工程系 1华南理工大学广州汽车学院电气工程系目 录一、设计目的 1二、设计要求和设计指标 1三、设计内容 23.1控制系统I/O分配表 23.1.1 输入信号 23.1.2 输出信号 23.2基于PLC的抢答器电气控制系统电路图 33.3 PLC控制程序 53.4电器元器件的选择和有关计算 14四、本设计改进建议 16五、总结（感想和心得等） 17六、主要参考文献 1819一、设计目的实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器目前市场上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的，只具有抢答锁定功能的一个电路，以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品，这部分抢答器已相当成熟现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单(有的甚至没有显示电路)，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代本设计要求就是利用PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用PLC本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。

二、设计要求和设计指标1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示2）设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制3）抢答器具有锁存与显示功能即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右5）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00三、设计内容3.1控制系统I/O分配表3.1.1 输入信号抢答器PLC控制系统的输入端口输入信号对照表表3-1信号名称外部元件内部地址开始按钮SI0.0复位按钮RI0.1答题计时按钮I0.21组按钮S0I1.02组按钮S1I1.13组按钮S2I1.24组按钮S3I1.35组按钮S4I1.46组按钮S5I1.57组按钮S6I1.68组按钮S7I1.73.1.2 输出信号抢答器PLC控制系统的输出端口输出信号对照表表3-2信号名称内部地址1号数码管AQ0.01号数码管BQ0.11号数码管CQ0.21号数码管DQ0.31号数码管EQ0.41号数码管FQ0.51号数码管GQ0.62号数码管AQ1.02号数码管BQ1.12号数码管CQ1.22号数码管DQ1.32号数码管EQ1.42号数码管FQ1.52号数码管GQ1.63号数码管AQ2.03号数码管BQ2.13号数码管CQ2.23号数码管DQ2.33号数码管EQ2.43号数码管FQ2.53号数码管GQ2.6音响Q3.03.2基于PLC的抢答器电气控制系统电路图。

3.3 PLC控制程序3.4电器元器件的选择和有关计算根据系统要求和所需要的硬件，系统数字量输入点总计11个点，输出点总计25个点综合考虑到系统的性价比和系统的可扩展性，输入、输出点留出一定的富裕量，因此PLC选择SIEMENS的S7-200系列的CPU226继电器输出型和数字量扩展模块EM222两个其它接触器等控制电器西门子T系列的产品表3-3硬件各硬件输入点各硬件输出点CPU226 CN2416EM22 CN88EM22 CN883.5程序模拟运行与调试过程将设计好的程序写入PLC后，首先要做的就是仔细检查程序，并改正写入时出现的错误用户程序一般先在实验室模拟调试，一般不用接PLC实际的负载(如接触器、电磁阀等)也可以根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号在调试时应充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏发现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求，下面图5.1——5.3是程序运行调试中的几个过程图 图5-1程序下载 图5-2程序运行 图5-3程序停止四、本设计改进建议如果程序中某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。

在设计和模拟调试程序的同时，可以设计、制作控制台或控制柜，PLC之外的其他硬件的安装、接线工作也可以同时进行完成上述的工作后，就可以进行现场的调试工作立刻,首先将PLC安装在控制现场进行联机总调试，在调试过程中有可能将会显示出系统中原先可能存在的传感器、执行器和硬接线等方面的问题，以及PLC的外部接线图和梯形图程序设计中的问题，应对出现的问题及时加以解决如果调试达不到指标要求，则可以对相应硬件和软件部分设计作适当调整，通常只需要略微修改程序就可能出现实际效果全部调试通过后，再经过一段时间的实验，系统才可以投入到实际运用当中在调试过程中出现的问题：1、 在计算机上编程通过后，程序无法下载，经过认真检查后，发现内存没有初始化，对内存进行清理后，下载程序进行调试2、 在刚开始调试检验的时候发现程序一直无法通过，最后发现我在编写程序时误把程序中的数字0写成了英文O3、 在载入程序后，发现数码管不亮，经过认真检测后，发现数码管和电源之间未连成回路，连接后数码管正常显示五、总结（感想和心得等）在设计之前，参考了许多相关的资料在设计中又参考了以前讲过的四路抢答器的原理图，有了基本的思路但着手设计时，又出现了许多未预料到的问题，例如在调试过程中出现的问题：在计算机上编程通过后，程序无法下载，经过认真检查后，发现内存没有初始化，对内存进行清理后，下载程序进行调试。

在刚开始调试检验的时候发现程序一直无法通过，最后发现我在编写程序时误把程序中的数字0写成了英文O在载入程序后，发现数码管不亮，经过认真检测后，发现数码管和电源之间未连成回路，连接后数码管正常显示在一些设计原理上也遇到了许多新问题经同学帮助，及时的改正 通过这次八路抢答器的设计，我发现了以往学习中的许多不足，也让我掌握了以往许多掌握的不太牢的知识，感觉学到了很多东西二周的课程设计，留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐性和坚持下去的毅力在整个设计的安装调试的过程中，花费时间最多的是PLC八路抢答器的编程，梯形图的细节设计以及设计完成后的检查工作上，其中在编程上是出现问题比较多，在主持人控制台控制抢答器的开始、答题计时和复位的调试的时候出现了问题在同学们的指导和讲解下我有了更深刻的认识，同时PLC编程有了更深刻的认识在这次过程中，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当的烦琐，有时花很长时间检查编程程序，分析原因，那时心中就有点灰心，有时还特别想放弃，此时更需要静下心来，更仔细的查找原因 总之，这次实验过程中我受益匪浅，在摸索我和我的搭档实现了课题所要求的结果。

培养了我的设计思维，增加了动手操作的能力更让我体会到实现抢答器功能喜悦六、主要参考文献[1] 蒋圣平、 颜景龙、 裴焕斗等 PLC 在抢答器中的应用[J ]测试技术学报，2000[2] 林明星电气控制及可编程序控制器[M ]北京：机械工业出版社，2004 [3] 周淑珍、高鸿斌PLC分析与设计应用北京：电子工业出版社，2004[4] 王玉中电气控制及PLC应用技术河南：河南科学技术出版社，2006[5] 孙平可编程序控制器原理及应用，北京：高等教育出版社，2003[6] 张新军电气控制与PLC技术及应用济源：济源职业技术学院出版社，2006[7] 王芳立体车库及其控制[J]电器传动，1998[8] 邹其洪、黄智伟、高嵩、等编著电工电子实验与计算机仿真[M]电子工业出版社，2005[9] 王成福主编可编程序控制器原理及应用北京：机械工业出版社，2006。