四路抢答器的PLC控制

原创 2020-06-14 17:51  阅读

  四路抢答器的PLC控制_电子/电路_工程科技_专业资料。摘 要 抢答器广泛应用在学习生活及电视节目中。目前,市面上抢 答器的控制核心部件主要有四种类型:数字电路、接触器、 单片机和可编程逻辑控制器(PLC) 。PLC具有结构简单、编 程容易、改变控制要

  摘 要 抢答器广泛应用在学习生活及电视节目中。目前,市面上抢 答器的控制核心部件主要有四种类型:数字电路、接触器、 单片机和可编程逻辑控制器(PLC) 。PLC具有结构简单、编 程容易、改变控制要求只需要相应地改变程序等优点。目 前,很多的抢答器设计仅仅基于抢答的控制,本研究利用基 本指令编程设计,不仅实现了抢答的控制,而且还可在各台 LED显示器上显示出相应的台号。 关键词: 可编程控制器 抢答器 PLC 目录 第一章 设计选题及目的 ............................................ 3 1.1 设计选题 ..................................................... 3 1.2 系统设计思想 .............................. 错误!未定义书签。 第二章 抢答器的系统设计 ......................... 错误!未定义书签。 2.1 硬件选择 .................................... 错误!未定义书签。 2.2 抢答器控制系统 I/O 分配地址................... 错误!未定义书签。 2.3 抢答器 PLC 控制系统外部接线图 ................ 错误!未定义书签。 2.4 抢答器系统控制流程图 ......................... 错误!未定义书签。 2.5 控制系统的程序设计........................... 错误!未定义书签。 参考文献 ........................................................... 5 致谢 ................................................................ 6 第一章 设计选题及目的 1.1 设计选题 设计选题:四路抢答器的 PLC 控制电路的设计。 控制要求:1. 要求: (1)竞赛抢答器能使 4 个队同时参加抢答。 (2)设裁 判队为裁判台,参赛队为参赛台。裁判台设有音响和裁判台灯,并设有裁判台开 始按钮 SB0 和裁判台复位按钮 SB5;参赛台设有 参赛台按钮及参赛台灯,1-4 号 参赛台分别对应按钮 SB1-SB4 及参赛台灯 EL1-EL4。 (3)只是竞赛抢答器能适合 以下比赛规则:出题后,各队抢答必须在裁判员说出“开始”并按下裁判台开始 按钮 SB0 后 15S 内抢答,并由数码管显示时间。如提前抢答,抢答器将发出“违 规”信号。15S 时间到,如无队抢答,则抢答器给出时间已到信号,该题作废。 在有队抢答的情况下,则抢答器发出“抢答”信号,数码管开始计时显示,并由 数码管显示出抢到题的参赛队号。抢到题的队必须在 30S 内答完题,如 30S 内未 答完,则作超时处理。 赛场还设有时间数码显示器和显示抢到答题队号的数码 显示器。 (4)灯光与音响信号的意义: 音响叫(响 1S)+某台灯亮,由某参赛队正常抢答。 音响叫(响 1S)+某台灯亮+总台灯亮,某参赛队违规。 音响叫(响 1S)+裁判台灯亮,无人抢答或答题超时。 (5)在某个题目结束后,裁判员按下裁判台上的复位按钮 SB5,抢答器恢 复原来的状态,为下一轮抢答作好准备。抢答器示意图如图 1 所示。 主持台⊕ 主持台⊕ 1 台⊕ 2 台⊕ 3 台⊕ 4 台⊕ 图 1 抢答器示意图 1.2 系统设计思想 在主持人按下抢答开始按钮后,15s内开始抢答,如有一组选手抢先 按下按钮,其他组选手再按下按钮则无效,各选手之间因采用互锁的 关系。选手按下抢答按钮后,在对应LED显示器应显示出该组的编号 并且该灯保持常亮,并有数码管开始计时显示。因为抢答用的是点动 按钮,因此分别加上自锁,从而显示编号及时间。此时,选手可以回 答问到回答完问题后, 主持人按下复位按钮, 然后再进行下一题抢答。 如果主持人还没按下启动钮,选手按下抢答按钮,则违例,灯闪并且 显示该组编号,通过增加振荡电路或者利用特殊辅助继电器使灯闪 烁。 2抢答器的系统设计 2.1硬件选择 根据控制要求分析,考虑到抢答器要求响应速度较快,从系统设计的 整体性、经济性考虑,采用三菱系列的PLC[1]。PLC可直接用开关量 输出与七段LED显示器的连接,但如PLC控制的是多位LED 七段显示 器,所需的输出点是很多的[2]。三菱系列产品具有功能强大、可靠 灵活,编程容易等特点,根据对系统装置的分析,选用硬件见表1。 硬件见表 1 名称 PLC主机单元 控制按钮 型号 FX0N-32MR NB2-F11 数量 1个 6个 蜂鸣器 HYT-3015C 1个 指示灯 芯片 LED显示器型号 T22 5个 1个 1台CD4513驱动共阴极LED七段显示器 3个 。 2.2抢答器控制系统I/O分配地址 抢答器控制系统I/O分配地址,见表2。 2.3抢答器PLC控制系统外部接线图 抢答器PLC控制系统的外部接线所示。芯片和显示器还需要 另外提供24 V直流电。 2.4抢答器系统控制流程图 根据对抢答器系统的硬件组成和控制原理的分析, 根据相对应的程序 设计思想,抢答器主要 由三大部分组成:提前抢答、正常抢答、无人抢答,抢答器的控制流 程图如图3所示。 2.5控制系统的程序设计 PLC 系统控制程序是控制算法思想的具体体现,通过编制 PLC 的控 制程序,完成对抢答器系统的控制。主要包括按钮的控制、时间的设 定、显示台号的控制等,并且选用 MELSOFT 系列 GXDeveloper 编 写程序[3]。 (1) 当主持人按下抢答按钮 X0,抢答开始,抢答允许继 电器 M0 自锁,同时抢答时间 T0 开始计时 15s。根据抢答顺序的优 先原则,利用自锁保持及互锁实现相应台号的抢答实现电路,部分程 序如图 4。 (2) 当主持人抢答按钮还没有按下,抢答定时器 T0 还有 开始计时,若某一台提前抢答,则该台对应的指示灯会闪烁,若在抢 答时间范围内,则该台对应的指示灯常亮,并且显示相对应的台号, 超过抢答时间,无人抢答则蜂鸣器响,按下复位按钮,各台灯熄灭。 部分程序如图 5 控制信号 信号名称 元件 PIC 元件 作用 启动按钮 复位按钮 SB0 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 X0 X1 X2 X3 X4 X5 抢答开始 恢复原状 1 台抢答 2 台抢答 3 台抢答 4 台抢答 输入 抢答按钮 1 抢答按钮 2 抢答按钮 3 抢答按钮 4 蜂鸣器 总台指示灯

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