PLC智能加减分倒计时竟猜抢答系统的设计

电气与电子信息工程学院电气控制与PLC课程设计设计报告名 称： 专业名称： 电 气 工 程 及 其 自 动 化 班 级： 电气工程及其自动化 专升本 班 学号： 姓 名： 指导教师： 设计时间： 设计地点： K3-218 PLC实验室 PLC课程设计成绩评定表姓 名学号专业班级电气工程及其自动化 专升本 班课程设计题目：智能加减分倒计时竟猜抢答系统的设计课程设计答辩记录：1、 如和进行倒计时、组别号，分数的切换显示的？答：我用步进编写的程序，跳到下一步时可以清除上一步中显示必须为一的的辅助继电器。在本步开需要显示的东西。2、加减分后每一组的分数如何保存？答：把每一组都分配一个寄存器专门记分，16组分别对应D1D6。每按一次加分X10或减分X11，则执行一次ADD D? K1 D? 或 SUB D? K1 D?其中“？”表示第几组。然后统一赋值给给D7。然后MOV D7 K2 M200,用M200 M201 M202 M203 四个继电器的状态识别出0到15分，在活动不S23显示步显示出来。每次复位回S0不会复位D1D6故每组计分结果会保留。下次该组答题加减分实在原来的基础上进行。成绩评定及依据：1. 课程设计考勤情况（10%）：2. 设计调试情况（30%）：3. 设计答辩（20%）：4. 设计报告（完成情况、报告规范性等情况40%）：最终评定成绩（以分数和优、良、中、及格、不及格评定）： 指导教师签字： _ 2013 年 月 日课程设计任务书20122013 学年第2学期学生姓名： 专业班级： 电气工程及其自动化 班 指导教师： 工作部门： 电气学院 一、课程设计题目 PLC综合设计课题1 ：.电动机的顺序控制课题2 ：竟猜抢答系统的设计课题3 ：交通灯控制课题4 ：电梯控制课题5 ：喷泉控制二、课程设计内容（含技术指标）1、用PLC实现三台电动机顺序启动，M1启动20S后，M2启动，M2运转10S后，M3启动，任何一台电动机停止则，其它的电动机一起停止。要求有必要的连锁和保护。画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。2、用PLC实验装置设计竟猜抢答系统。要求如下：由五组竟猜抢答。任一组抢先按下按钮，才能回答主持人的问题，且显示相应组的组号，蜂鸣器响，等到按下复位按纽后，显示器和蜂鸣器停。 五组中，第一组两个按纽任一个抢先按下有效，第二组两个按纽同时抢先按下有效，其他组一个按纽抢先按下有效。竟猜者必须在主持人按下SW按钮15秒内抢先按下按纽有效。显示器和蜂鸣器有指示，表示得到一次机会。确定I/O点，画好接线图，接好线，编程输入调试。4、用PLC实现电梯控制，要求与实际相符，电梯层数不少于4层。5、用PLC实现喷泉控制，要求花样不少于5种，能自动循环、单循环、和手动控制。6、同组同学要求不能完全重复，必须有自己的亮点，对思路新颖的、和用到更多功能指令的有5-10分的加分。三、设计进度安排序 号内 容学时安排（天）1选题、讲解设计要求、查资料； 12方案论证、说题及硬件选型和设计23软件设计24程序及系统调试35绘制图纸、撰写和打印设计报告16设计答辩1合 计10设计指导答辩地点：K3PLC实验室四、基本要求设计报告：不少于5000字，幅面，统一复印封面。 封面、课程设计任务书 目录1）方案选择，方案论证（综述、任务详解及设计思路，PLC选型等）2）系统硬件设计（系统功能及原理、系统组成框图、器件选择、电路原理图、I/O分配及接线）3）系统软件设计（各软件模块的功能，梯形图及说明） 4）系统调试（调试步骤、方法及调试过程中的问题及如何解决等）5）结果分析及展望（最后的结果成功点和不足之处、总结及改进等） 附录-参考文献五、课程设计考核办法与成绩评定根据过程、报告、答辩等确定设计成绩，成绩按得分0100分，可分为优、良、中、及格、不及格五等。评定项目基本内涵分值设计考勤考勤、自行设计、按进度完成任务等情况10设计调试软硬件调试过程及完成情况30设计答辩回答问题等情况20设计报告完成情况、报告规范性、创新性、雷同率等情况4090100分：优；8089分：良；7079分：中；6069分，及格；60分以下：不及格 指导教师： 教研室主任签名： 1 前言目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器，其大致采用模拟电路、数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。对于采用模拟电路或者数字电路的产品，其技术相当成熟。但是随着功能的增多，电路也越复杂，并且成本偏高，故障率高，显示方式简单或者没有，无法准确判断抢按按钮的行为，也不便于参数调节及其功能的升级换代。对于计算机控制系统来说，其程序简单，反应灵敏，便于参数调节及其功能的升级换代，但鉴于其必须配合计算机实用，可操作性差，没有得到广泛的应用。而对于科技飞速发展的今天，PLC、单片机应用的不断深入，带动了传统控制检测技术的不断更新，并鉴于其本身具有的优点，以PLC、单片机为核心的部件成为主流。它对采样获得的各种抢答信号进行分析。但仅有抢答功能的抢答器已经不能满足当今社会的需要。本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其电路结构该设计不但有抢答功能，而且还有一个计分系统，能分别对六个选手进行计分，并能够对分数进行加、减。带计分功能的智能抢答器将会取代一般的智能抢答器。2竞赛抢答器控制要求及分析1. 系统上电后，持人在单击开始SB0按钮后，允许各队在之后的10秒内抢答，即抢答有效。响0.5秒，同时开始LED数码管的十秒倒计时显示。2. 在抢答10秒中1-6对任何一队先按下各自的抢答按钮（SB1SB6）后LED数码管立即，连锁其他选手，其他选手继续抢答无效。3. 在有队抢答的情况下，LED数码管显示组号5秒后开始15秒倒计时显示，抢答各队必须在15秒内完成抢答及答题;如果在15秒内未完成则作超时处理。4. 15秒内该队给出答案，主持人对答案进行判断后，可进行加减分处理，主持人按下加分按钮加一分。按下减分按钮减一分。5. 在加分或减分后，同时LED数码管保持显示该组分数5秒。五秒之后自动系统复位。主持人单击开始按钮又继续允许各队进行新一轮抢答。6. 蜂鸣器的附加控制：每次倒计时到最后三秒的没秒钟要嘟一声。抢答器的控制特点分析：智能竞赛抢答器通过PLC进行控制，按要求进行编程；其主要输入就是通过裁判员和参赛选手的按钮，然后将信号传递给信息分析中心PLC,PLC将根据信号作出相应的回应。竞赛抢答器有11个输入信号（即8个输入按钮：SB1-SB6抢答 、SB0开始 SB7停止、SB8加分SB9减分 ）15个输出信号（即Y0-Y6七段显示码，Y10-Y15六队显示，Y16蜂鸣器，Y17启动指示灯）。由上述可知，PLC共有8个输入点，15个输出点。系统控制结构框图如下图所示3程序流程图4 I/O分配表X1X6SB1SB6六组抢答按钮Y0H蜂鸣器X0SB0开始抢答按钮Y1Y7abcdef数码管1（十位）X7SB7停止按钮Y10Y16abcdef数码管2（个位）X10SB8加分按钮X11SB9减分按钮5硬件接线图6 程序梯形图程序调试与分析解释当系统上电后，由STOP到RUN,辅助继电器M8002的初始化脉冲置位S0并复位用于存各组得分的寄存器。S0步中组复位各步、辅助继电器、数码管显示。主持人在总台控制台单击开始按钮X0，同时置位S20和S24。其中S24用于数码管的显示程序，用MOV指令实现，如MOV K6 K2Y001和MOV K109 K2Y010就是让数码管显示15，从上到下依次是显示15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0。这样什么时候要显示什么数就接通哪两条MOV。而S20为左位移的赋初值M10=1，赋完初值马上转S21,在S21中用STLF M8002 M10 K10 K1来移位。一秒移位一次。故用M10M19来对应10秒的倒计时LED数码管显示。倒计时时间到无人抢答则复位会S0。同时这一步中还监测是否有某组按下抢答，有1到6组的某组抢答则置位对应的M1M6。则接通M8跳到下一步S22.在S22中关掉上一步的倒计时显示。开启数码管的组别号显示，显示5秒钟。然后关闭组别好显示，开始显示15秒倒计时 ，该倒计时的原理和S21中的10秒倒计时原理一样。也使用的移位指令SFTL M8002 M20 K16 K1 。M20 M35对应的就是15秒到0秒的LED显示。在15秒内没有回答则会复位回S0。若该组15秒内回答，则主持人根据答案按下加分或减分按钮。则数码管停止15秒倒计时。开始显示加分或减分后的分数。并保持显示5秒，在这5秒钟内主持人可以更改分数，即可以持续加分或减分，每次只能加减1分。并在上面说的5秒里实时显示。5秒后复位回S0。关于加减分的实现，把每一组都分配一个寄存器专门记分，16组分别对应D1D6。每按一次加分X10或减分X11，则执行一次ADD D? K1 D? 或 SUB D? K1 D?其中“？”表示第几组。然后统一赋值给给D7。然后MOV D7 K2 M200,用M200 M201 M202 M203 四个继电器的状态识别出0到15分，在活动不S23显示步显示出来。每次复位回S0不会复位D1D6故每组计分结果会保留。下次该组答题加减分实在原来的基础上进行。总 结在本次实验中发现了一个抢答其设计的盲区，我发现这个问题没有人去注意。这个问题我暂时把它叫做“系统抖动”。在抢答按钮对应的X点取其上升沿pls给一个M点，然后用这个M点的信号作为抢答信号（如LD X3 PLS M2 ）。这样做是为了避免有人在主持人开始前按下抢答键而抢答成功。但这种做法真的能在“系统抖动下”避免这种情况吗？不能！如我的程序在S21之前就第二组按下抢答键则X3常开闭合，主持人按下开始进入S21，由于先前S21为非活动步变成活动步，这样在这一步内的所有动作都要受到一个上电上升沿。这个上升沿会通过X3执行PLS M2,这样M2会产生一个不是因为X3按下而产生的一扫描周期高电平。这样该组会抢答到。解决系统抖动也很简单，只要加一个该步上电禁止M2输出的延时即可。 参 考 文 献1李仁主编，电气控制，北京：机械工业出版社，20002陈立定等主编，电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社，20013王仁祥主编，常用低压电器原理及其控制技术，北京：机械工业出版社，20024郑萍主编，现代电气控制技术，重庆：重庆大学出版社，20015佟为明等编，低压电器继电器及其控制系统，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20006欧阳华明.基于PLC技术电梯控制系统的新思维J.湘潭师范学院学报，2008