8路抢答器的plc1设计

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1、-第1章 绪论1.1前言目前，我国国内生产总值稳定而快速的增长，人们的生活水平有了很大的提高，但与此同时，社会人口的流动性大大增加了，社会构造和社会治安都日趋复杂，入室抢窃、偷盗等诸多社会问题的频繁发生，使人们对家庭生命财产的平安越来越重视。传统的机械式防盗网、防盗窗家居防卫系统在实际使用中暴露了很多隐患，但先进的技术总为人带来很多的便利，触摸式报警器有着传统防盗系统所不可及的优势，其自动化程度高，是防盗的一道有力武器。1.2整体电路设计触摸式报警器研究的是防盗报警系统，如何运用简单的电子元件实现报警功能。整体电路设计：通过触摸电极片，尖波信号触发IC1NE555的2脚使定时器进入暂稳态，到达

2、定时30S的效果，3脚输出高电平触发IC2NE555振荡电路产生周期为T的振荡信号，振荡信号经LM386芯片构成的集成功率放大电路放大驱动扬声器发出报警声，30S后,IC1的3脚输出上下电平，报警声消失，直至下一次触摸电极片。1.3 设计的内容与要求具抢答提示。设计抢答器，在*抢答比赛，儿童二人参赛且其中任一人按钮可抢得，学生一人组队。教授二人参加比赛且二人同时按钮才能抢得。主持人宣布开场前方可按抢答按钮。主持人台设复位按钮，抢得及违例由各分台灯指示。有人抢得时有幸运彩球转动，违例时有警报声。本设计为四人参赛的抢答器，能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者，并用声、光指示；主持人没有宣布抢答开

3、场时，抢答不起作用。主持人宣布抢答开场时，按“开场键，抢答开场，同时启动计时器计时；抢答器由PLC以及外围电路组成，由于采用PLC，使得外围电路非常能共享简单，但是功能并不比一般的抢答器少。功能描述如下： 1、 开场抢答信号灯光指示及犯规组号抢答器具有抢答自锁。2、 工作模式：手控。 3、 按钮完成所有功能设定及各种操作。 4、 准确分辨偷答功能。 第2章 硬件设计2.1器件介绍1.PLC与通用计算机没有什么区别，只是一台增强了I/O功能的可与控制对象方便连接的计算机。其完成控制的实质是按一定算法进展IO变换，并将这个变换物理实现，应用于工业现场。 1. 输入存放器 输入存放器可按位进展寻址，

4、每一位对应一个开关量，其值反映了开关量的状态，其值的改变由输入开关量驱动，并保持一个扫描周期。CPU可以读其值，但不可以写或进展修改。 2. 输出存放器 输出存放器的每一位都说明了PLC在下一个时间段的输出值,而程序循环执行开场时的输出存放器的值,说明的是上一时间段的真实输出值。在程序执行过程中,CPU可以读其值,并作为条件参加控制,还可以修改其值,而中间的变换仅仅影响存放器的值。只有程序执行到一个循环的尾部时的值才影响下一时间段的输出，即只有最后的修改才对输出接点的真实值产生影响。 3. 存储器 存储器分为系统存储器和用户存储器。系统存储器存储的是系统程序，它是由厂家开发固化好了的，用户不能

5、更改，PLC要在系统程序的管理下运行。用户存储器中存放的是用户程序和运行所需要的资源，I/O存放器的值作为条件决定着存储器中的程序如何被执行，从而完成复杂的控制功能。 4. CPU单元 CPU单元控制着IO存放器的读、写时序，以及对存储器单元中程序的解释执行工作，是PLC的大脑。 5. 其它接口单元 其它接口单元用于提供PLC与其它设备和模块进展连接通信的物理条件。 2.2 控制系统选取抢答器对时间间隔的要求很高，而且多在会议、辩论赛等一些正规的需要进展抢答的场合中使用，所以对设备的精准性和可靠性要求很高。为此，我们对将采用的控制系统进展了全面的分析比照。可编程控制器PLC是由工业微型计算机、

6、输入, 输出设备、保护及抗干扰隔离电路等构成的微机控制装置，具有顺序、周期性工作的特征，从应用角度看可编程控制器具有如下特点：1、可靠性高：由于可编程控制器的输入, 输出端口均采用继电器或光电耦合器件，采取了隔离和抗干扰措施，使其具有很高的抗干扰能力，因而能在恶劣环境下可靠工作。2、体积小：由于在制造时采用了大规模集成电路和微处理器，用软件编程代替了硬连线，便于安装，实现了小型化。3、通用性好：由于可编程控制器采用模块化构造，一般有CPU 模块、电源模块、PID模块、模拟输入和输出模块等，可以用这些模块灵活的组成各种不同的控制系统，对不同的控制系统，只需选取不同的模块即可，因而具有很好的适用性

7、。4、使用方便：对于不同的控制系统，当硬件构造选定后，如果输入、输出作很小的变动时，只需修改相应程序即可，无需对系统连线做较大的修改，减少了现场调试的工作量，使用起来灵活方便。基于可编程控制器的上述优点能够适应和满足立体车库高性能的使用要求，所以我确定该车库控制系统为欧姆龙PLC统连线5、序循环执行开场时的输出存放器的值,说明的是上一时间段的真实输出值。在程序执行过程中,CPU可以读其值,并作为条件参加控制,还可以修改其值,而中间的变换仅仅影响存放器的值。只有程序执行到一个循环的尾部时的值才影响下一时间段的输出，即只有最后的修改才对输出接点的真实值产生影响。2.3硬件连接根据系统要求和所需要的

8、硬件，系统数字量输入点总计6个点，输出点总计7个点。综合考虑到系统的性价比和系统的可扩展性，输入、输出点留出一定量输出存放器的每一位都说明了PLC在下一个时间段的输出值,而程序循环执行开场时的输出存放器的值,说明的是上一时间段的真实输出值。在程序执行过程中,CPU可以读其值,并作为条件参加控制,还可以修改其值,而中间的变换仅仅影响存放器的值。只有程序执行到一个循环的尾部时的值才影响下一时间段的输出，即只有最后的修改才对如继电器之类的物理电子器件和大量而有繁杂的硬件接线线路。当控制要求改变，需要变更控制系统功能时，可以用编程器在线或离线修改程序，修改接线量很小。同一个PLC装置有、用于不同的控制

9、对象，只是输入、输出组件和应用软件不同而已硬件连接如图2-3图2-32.4系统流程图完毕倒计时10秒抢答闪烁违规开场是否有抢答显显示抢答第3章 软件设计3.1 控制流程本系统中设有4个抢答输入按钮、7个输出指示灯，一个复位按钮、一个开场按钮。在主持人的主持下,参赛人通过抢先按下按钮答复以下问题。首先应使用复位按钮复位后做好抢答准备。当主持人说开场，并同时按下开场按钮，抢答开场,并有三十秒限定时间。1假设抢答者在此前抢先输入，则属违规要予指示该台台号，同时红灯亮,以便扣分惩罚。2.只有在主持人按下开场抢答按钮后绿灯亮，抢答者才能抢答，首先按下抢答器的，利用指示灯作为指示。3.如果在二十五秒时间内

10、各参赛人均不抢答,此时黄灯闪烁作为警示，到三十秒红灯亮，提示答题时间到。4.主持人按下复位按钮后，新一轮抢答开场。3.2 整体设计根据PLC智能抢答器的控制要求，应用程序采用一体化构造。通过PLC控制程序来实现整体的运行，系统仅需要少量的按钮和接口，一般的PLC配置都可运行。该系统本着简单易懂、可靠性强、适应性强等方面进展设计。在抢答时只需按动按钮即可数码管在系统程序的控制下自动显示组号以及倒计时时间。平安、可靠、省时、省力、价格廉价。控制软件应用欧姆龙PLC编程软件，采用梯形图语言编写,工作系统自动控制流程所示。根据系统控制要求，进展针对性设计，要充分保证系统的平安，保证整个系统的运行平安可

11、靠。自动条件下，必须复位后在满足自动条件下才能进展自动运行程序，当中充分应用各个过程的互锁来保证系统的平安。如以下图所示，有主程序和假设干子程序组成，其整体设计工作编码器硬件构造选定后，如果输入、输出作很小的变动时，只需修改相应程序即可，无需对系统连线做较大的修改，减少了现场调试的工作量，使用起来灵活方便。基于可编程控制器的上述优点能够适应和满足立体车库高性能的使用要求编码器如图3-2图3-2抢答器数码管显示图第四章.系统介绍及调试4.1PLC的简介 PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器，可以编制程序的控制器。它能够存储和执行指令，进展逻辑运算、顺序控制

12、、定时、计数和算术等操作，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形式一体，易于拓展其功能的原则设计。PLC的初期由于其价格高于继电器控制装置，使其应用受到限制。但近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降，使PLC的本钱下降，同时又由于PLC的功能大大增强，使PLC 的应用越来越广泛，广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、纺织、环保等行业。4.2 PLC的特点1.抗干扰能力强，可靠性高 继电接触器控制系统虽具有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、

13、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了系统的可靠性。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障，PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 2.而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大局部继电器和复杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。3.微机虽然具有很强的功能，但抗干扰能力差，工业现场的电磁波干扰，电源波动，机械振动，温度和湿度的变化，都可能使一般通用微机不能正常工作。而PL

14、C在电子线路、机械构造以及软件构造上都吸收了生产控制经历，主要模块4.构上对耐热、防潮、抗震等都有准确的考虑；在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰能力，目前个生产厂家生产的PLC，平均无故障时间都大大超过了IEC规定的10万小时，有的甚至到达了几十万小时。 控制系统构造简单、通用性强、应用灵活 PLC产品均成系列化生产，品种齐全，外围模块品种也多，可有各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。在PLC构成的控制系统中，只需在PLC的端子上接入相应的输入、输出信号线即可，不需要诸如继电器之类的物理电子器件和大量而有繁杂的硬件接线线路。当控制要求改变，需要变更控制系统功能时，可以用编程

15、器在线或离线修改程序，修改接线量很小。同一个PLC装置有、用于不同的控制对象，只是输入、输出组件和应用软件不同而已。 编程方便，易于使用 PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，PLC程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图相类似，直观易懂，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，深受现场电气技术人员的欢迎。 功能完善，扩展能力强 PLC中含有数量巨大的用于开关量处理的继电器类软件，可轻松地实现大规模的开关量逻辑控制，这是一般的继电器控制所不能实现的。PLC内部具有许多控制功能，能方便地实现D/A、A/D转换及PID运算，实

16、现过程控制、数字控制等功能。PLC具有通信联网功能，他不仅可以控制一台单机，一条生产线，还可以控制一个机群，许多生产线。他不但可以进展现场控制，还可以用于远程控制。 PLC控制系统设计、安装、调试方便 PLC中相当于继电器系统中的中间继电器、时间继电器、计数器等“软元件数量巨大，硬件齐全，且为模块化积木式构造，并已商品化，故可按性能、容量输入、输出点、内存大小等选用组装。，4.3系统功能调试 这次设计的抢答器电路图简单，很多芯片的逻辑功能也都很清楚所以在调试时可以前判断该电路会是怎样的结果，对于这个抢答器,它涉及的大多都是数字电路的问题.所需要调试的值并不多.首先将各个模块连接到一起后,注意检

17、查各个局部是否连接正确, 还得仔细地看一下所用器件的型号是不是我们要的那种,在确保连接无误的情况下.那就能将整个电路进展防真了。按动各个按键，看看各管脚的电平变化是不是正确的，同时观察各个集成器件的各个管脚的电平变化情况，以及数码显示器的显示是否正确.如有不正确的就将其逐个问题解决了再进展后面的调试，直到所有问题都解决了为止。当连接好所有电路后，我们小组几个人一起，让一个人当主持人，另外几个中选手进展试验。首先主持人断开控制开关，宣布抢答开场，当有选手抢答时,该选手的指示灯闪烁，并且扬声器也鸣叫提示其他选手停顿抢答，但该选手答复玩主持人的问题后，主持人宣布他答复是否正确，正确或错误就用计分器相

18、应给他加减分。另外也测试了当主持人合拢抢答开关时，看能否抢答。结果和预测的一样是不能抢答的。本次实验所用的仿真软件为ISIS,由于ISIS比较简单易懂,比较适合初学者使用,但ISIS存在仿真元件不齐的问题.所以在仿真过程中会遇到一些找不到元件的问题,这就需要我们寻找其他的一样功能的元器件进展替代.这是我们在用ISIS中应该最注意的问题. 总之在用ISIS仿真中我们多多少少会遇到一些问题,我们应当尽量去解决这些问题,得到我们所需要的仿真效果.此抢答器设计是按要求一步一步完成的，因此主要功能有三个： 抢答器的抢答功能，它能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者信息用声、光指示。 具有倒计时功能，这样

19、可以加强现场气氛，增加紧迫感。假设预定时间无，倒计时器的显示为0，并且指示灯亮起，提示选手不能抢答。 还具有计分功能，即统计选手得分情况。总结本次课程设计对于我的课题的要求根本上实现了。这次课程设计时间有点匆忙，虽然大局部的功能都实现了，但是还是会存在不完美的地方，实在是时间有点紧，没方法做长时间的修改。设计进展地比较成功，对常用的芯片无论是从功能上，还是构造上都在了更深的了解，更重要的是锻炼了我们的动手能力，平时看书都能看得明白，但是到了仿真的时候还是会出现很多的问题，有时候一个小失误致使整个电路工作状态出现错误，但是还是能过一次次的调试，一次次地去修改最后得出了成品。也学了一个新的软件，这

20、也是很重要的。反正这次课程设计收获也不少，但是如果时间能够再充分一点，我相信自己能够做得更好。致谢在这二个星期的学习中，孟凡姿教师来担任我们的指导教师。不辞辛苦的跟我们PLC抢答器，让我对抢答器有了一定的了解。另外，通过上网大量的搜索关于PLC抢答器的相关知识。多亏孟凡姿和同学悉心教导与帮助，才能让自己的设计尽善尽美，在最后终于了解了这个系统的些许皮毛，对自己日后的学习和生活有了一个更好的指导。 当然，在设计中我仍然意识到自己的知识和见识以及能力有许多的欠缺,在学习中发现这些欠缺有助于自己更好的了解自己,并针对这些缺乏进展改善,也有助于日后的学习.最后,对于帮助过我的邹教师和同学在这里深深的感谢,感谢这些日子以来大家对我的帮助和教导.我相信下一个设计我会做的尽善尽美的.。参考文献1廖常初. PLC根底及应用.：机械工业.2史国生. 电气控制与可编程控制器技术.：化学工业，2003.3*振强. 可编程控制器原理及应用教程.：清华大学.4阮友德. 电气控制与PLC实训教程.：人民邮电，2006.5陈宇可编程控制器根底及编程技巧M*：华南理工大学，19996彭利标，*耀生，王芯可编程控制器原理及应用M*：*电子科技大学，20007邓则名，邝穗芳电器与可编程控制器应用技术M：机械工业，1999. z