基于PLC的控制抢答器设计

录.............................................................................................................2中文摘

要.....................................................................................................3英文摘

要.....................................................................................................4一 课程设计名称：PLC控制抢答器设计 ...............................................5二 课程设计目

的： ..................................................................................5三 课程设计控制要

求： ..........................................................................6四 课程设计控制原理： ..........................................................................7五 课程设计内

容： ..................................................................................9六 课程设计总

结： ..............................................................................16致谢...........................................................................................................19七 课程设计参考资

料： ......................................................................20注

释...........................................................................................................21附

录...........................................................................................................22封

底...........................................................................................................23 中文摘要 可编程控制器（PLC）是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发出来的，现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。 一般来讲，积极参加抢答比赛有助于锻炼参赛者的掌握知识能力、思维反应能力、语言表述能力、心理承受能力。但如果在比赛过程中，做不到严格意义上的公平公正，会挫伤选手的积极性，达不到比赛的真正目的。本文利用 PLC 技术设计了一款四位抢答器控制系统，利用PLC 控制技术的先进性，的实现了比赛的公平、公正的原则。本课程设计介绍的是一种基于 PLC 控制技术的智能化四位抢答器设计。该系统以日本 OMRON 的 C28P 型 PLC 作为控制核心，具有控制准确，功能完善的优点，而且结构简单，操作方便，易于维修，一块八段码显示器既可以作为选手编码显示屏，也可以作为比赛所用的倒数计时器，具有较高的实用价值。 关键词:CPM1A 型机；抢答器；端口分配；方案分

析 英文摘要一 课程设计名称：PLC控制抢答器设计 二 课程设计目的： 1 熟悉 PLC 主机的结构，熟悉编程器的功能； 2 进一步熟悉编程器及 CX-P 的使用方法，掌握输入输出、定时器计数器、微分、保持继电器等常用指令的功能和编程方法； 3 理解联锁、跳转、数据比较、数据位移、数据传送、数据转换、运算等指令的功能，掌握其使用方法； 4 通过基本训练，设计一个 PLC 控制抢答器装置。按控制要求选择 PLC 机型和外部设备，设计 PLC 外部电路的接线图。编写控制程序，并学习上机调试程序的方法。 三 课程设计控制要求： 设计一个三参赛组的抢答器装置，主持人通过控制台的按钮控制比赛的进行。为了使比赛的评判工作更透明，也为了方便观众了解各组的战绩，抢答器装置应设置必要的显示，对抢答器的功能要求如下： 1 比赛开始或宣布下一个题目之前，主持人要按一次复位按钮，使所有显示灯均灭； 2 为了控制比赛时间，回答问题必须在 14 秒内完成，超时按错误论处。当主持人公布题目并按下强大按钮后，参赛者有两秒抢答时间，超过两秒没人抢答，则题目作废，再抢答无效。两秒之内按下抢答按钮，这时控制台上的答题记时指示灯亮，自此抢答有效。当 14秒到时，答题记时灯灭； 3 先按下按钮的参赛组，其桌面上的指示灯亮，后按下按钮的参赛组指示灯不亮； 4 若回答正确，主持人按控制台的正确按钮时，其一，播放一小段音乐；其二，由改组

的奖品箱中弹出一个小奖品； 5 没有得到抢答权的参赛组不可能得到加分。比赛结束时，按获奖品数的多少论胜负； 四 课程设计控制原理： 1 与机电控制原理区别不大，PLC 控制主要是通过程序语言来实现，用程序语言主要是为了替代硬接线控制电路过于频繁的改变接线方式带来的不便，从而只需改变程序语言的某个程序片断或几个指令便可实现控制要求。 2 与基本微机类似，PLC 也是由软件和硬件两大部分组成的。在软件的控制下，PLC 才能正常工作。软件分为系统软件和应用软件两部分。PLC 的基本工作过程如下：（1）输入现场信息 ： 在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点，读入各输入点的状态；（2）执行程序 ： 顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算；（3）输出控制信号 ： 根据逻辑运算的结果，输出状态寄从器（锁从器）向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑功能。 上述过程执行完后，又重新开始，反复地执行。每执行一遍所需的时间称为扫描周期。PLC 的扫描周期通常为几十 ms。在实际应用中，大多数机械设备的工作过程可以分为一系列不断重复的顺序操作，PLC 的工作方式与此相似。因此，PLC 的程序可与机器的动作一一对应，程序编制简单、直观，不容易出错，而且容易修改，从而大大减少了软件的开发费用，缩短了软件的开发周期。 为了提高工作的可靠性，即使接收外来的控制命

令，PLC 在每次扫描期间，除了完成上述操作外，通常还要进行故障自诊断，完成与编程器等的通信。因此，整个扫描过程如图： 开始 诊 自 断 编 器 信 与 程 通 入 场 息 读 现 信 行 户 序 执 用 程 出 果 输 结 每次扫描开始，先执行一次自诊断程序，对各输入输出点、存储器和 CPU 等进行诊断，诊断的方法通常是测试出各部分的当前状态，并与正常的标准状态进行比较，若两者一致，说明各部分工作正常，若不一致则认为有故障。此时，PLC 立即启动关机程序，保留现行工作状态，并关断所有输出点，然后停机。 诊断结束后，如没有发现故障，PLC 将继续往下扫描，检查是否有编程器等的通信请求。如果有则进行相应的处理，比如，接受编程器发来的命令，把要显示的状态数据、出错信息送给编程器显示等。处理完通信后，PLC 继续往下扫描，输入现场信息，顺序执行拥护程序，输出控制信号，完成一个扫描周期。然后从自诊断开始，进行第二轮扫描。PLC 就这样不断反复循环，实现对机器的连续控制，直到接收到停机命令，后因停电、出现故障等才停止工作。 五 课程设计内容： 1 课程设计工具：PLC 手持编程器、PLC 编程软件、实验用控制面板、拔线钳、连接线等。 2 课程设计仪表：PLC 课程设计用面板 3 课程设计电器元件：软连接线、控制电机、继电器、接触器等。 4 硬件系统设计： KA4 ------ 答题 14 秒计时指示灯 FU------ 熔断器 L------ 火线

N------ 零线 5 软件系统设计：（1） 抢答器 PLC 梯形图程序：（2）抢答器 PLC 外部接线图： 6 课程设计说明书：I/O 口分配I 口：00000----SB 主持人控制抢答按钮（启动）按钮00001----SB1 第一参赛组抢答按钮00002----SB2 第二参赛组抢答按钮00003----SB3 第三参赛组抢答按钮00004----SB4 主持人控制复位按钮（停止）按钮00005----SB5 主持人控制奖励按钮（回答正确）按钮O 口：01000 输出第一参赛组抢答信号01001 输出第二参赛组抢答信号01002 输出第三参赛组抢答信号01003 输出超时报警信号01004 输出答题正确信号01005 输出奖励信号外部接线用电器任务分配：KA1 控制抢答组一，同时锁住抢答组二、三KA2 控制抢答组二，同时锁住抢答组一、三KA3 控制抢答组三，同时锁住抢答组一、二KA4 控制报警灯 KA5 控制答题正确信号灯 AKA6 控制礼物盒 B PLC 控制抢答器手持编程器输入程序： 六 课程设计总结： （1）通过该课程的设计及学习，熟悉了 PLC 有以下优越的性能： 1、灵活性和通用性强 继电器控制系统的控制电路要使用大量的控制电器，需要通过人工布线、焊接、组装来完成电路的连接。其致命的缺点是，如果工艺要求稍有改变，控制电路必须随之做相应的变动，耗时且费力。PLC 是利用存储在机内的程序实现各种控制功能的。因此，在 PLC 控制的系统中，当控制功能改变时只需修改程序既可，PLC 外部接线改动极少，

甚至可不必改动。一台 PLC 可以用于不同的控制系统中，只不过改变了其中的程序罢了。 2、抗干扰能力强、可靠性高 大量开关动作是有无触点的半导体电路来完成的，避免了继电器控制中的电器老化、脱焊、触点的抖动以及触点电弧等现象的发生，大大提高了系统的可靠性，被誉为“专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机”。 3、变成语言简单易学 大多数为梯形图语言，了解继电器控制线路的电气技术人员很容易接受。 4、PLC 与外部设备的连接简单、使用方便 其输入/输出接口已经镶嵌与机体内，只需接很少的线路而已。 5、PLC 的功能强、功能的扩展能力强 6、PLC 控制系统的设计、调试周期短 7、PLC 体积小、重量轻、易于实现机电一体化由于 PLC内部电路主要采用半导体集成电路更由于它具有很强的抗干扰能力能适应各种恶劣的环境因而它已成为实现机电一体化十分理想的控制装置。（2） 设计心得： 通过这次 PLC 控制抢答器设计，让我对 plc 梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我了解了关于 PLC 设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。虽然本次课程设计是自己完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和

在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。 致谢 通过老师半年的悉心教导和近半年的学习以及同学们的帮助，我克服各种困难，顺利的完成了课程设计，加深了对本课程的重视，真正认识到本课程的工业现场应用，认识到本课程的实用性。在以后的学习和工作中，一定不忘时时学习，精湛地掌握本课程知识。成为一名合格的电气工程技术人员。 七 课程设计参考资料： 1 可编程控制器原理及应用 宫淑贞 王冬青 徐世许 编著 人民邮电出版社 2002 年 7 月第 1 版 2 机电传动控制 邓星钟 主编 华中科技大学出版社 2001 年 3 月第 3 版 3 电工学（下册） 秦曾煌 主编 高等教育出版社 1999 年 6 月第 5 版 4 在系统可编程技术及其器件原理与应用 刘笃仁 杨万海 编著 西安电子科技大学出版社 1999 年 5 月第 1 版 5 可编程序控制器原理及应用 江秀汉 李萍 溥保中 编 西安电子科技大学出版社 1994 年 11 月第1版 6 可编程控制器应用技术 胡学林编 2009 年 7 月第 1 版 高等教育出版社