四路抢答器的PLC控制

1、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11.1 设计选题11.2 系统设计思想1第二章 抢答器的系统设计22.1 硬件选择22.2抢答器控制系统I/O分配地址2 2.3抢答器PLC控制系统外部接线图3 2.4抢答器系统

2、控制流程图42.5控制系统的程序设计4参考文献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

3、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

4、台 2台 3台 4台 1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

5、，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PLC1。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 型号 数量 PLC主机单元 FX0N-32MR 1个 控制按钮 NB2-F11 6个 蜂鸣器 HYT-3015C 1个指示灯 T22 5个芯片 1个LED显示器型号 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

6、。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图如图2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 SB0 X0