抢答器plc设计

电气控制与可编程控制器课程设计

题 目：抢答器的PLC控制

班 级： 自动化081班 姓 名： 吴瑶 学 号： 200808455 指导教师： 吴瑶 设计时间： 2011-6-27至2011-7-1

评语： 成绩

目录

一、抢答器PLC课程设计的基本步骤 --------------------------------------------------------- 1

1.抢答器模型 ---------------------------------------------------------------------------------- 1 2.问题分析及解决方案框架确定 --------------------------------------------------------- 1 3.设计要求 ------------------------------------------------------------------------------------- 1 4.PLC选型及硬件配置 ---------------------------------------------------------------------- 2 5.分配I/O地址表 --------------------------------------------------------------------------- 3 6.画出PLC外部接线图 --------------------------------------------------------------------- 3 7.画出控制流程图 --------------------------------------------------------------------------- 4 8.设计系统的梯形图程序或语句表程序 ------------------------------------------------ 4 二、调试程序及结果 ------------------------------------------------------------------------------ 9 三、总结 ------------------------------------------------------------------------------------------- 14 四、参考文献 ------------------------------------------------------------------------------------- 15

一、抢答器PLC课程设计的基本步骤 1.抢答器模型

模型要点：电路开关的自锁与互锁

图一 抢答器模型 2.问题分析及解决方案框架确定

显然，抢答器的核心问题就是自锁与互锁。

自锁，即依靠接触器自身的辅助触点而使其线圈保持通电的现自锁，是在接触器线圈得电后，利用自身的常开辅助触点保持回路的接通状态，一般对象是对自身回路的控制。

互锁，说的是几个回路之间，利用某一回路的辅助触点，去控制对方的线圈回路，进行状态保持或功能。一般对象是对其他回路的控制。 PLC 内部的自锁,互锁,与接触器的自锁,互锁,原理一样.只不过PLC内部的PLC程序是软继电器(寄存器),不是真实的硬元件而已。

通过自锁与互锁，我们可以确保在抢答过程中只有一人抢答成功。 3.设计要求

抢答器系统的构成：抢答器控制系统主要由主持人控制主回路、输入输出单元以及PLC单元构成，PLC用来完成对选手抢答成功及加分、减分，数码管的显示及蜂鸣效果等指令信号进行管理和控制功能。

抢答器控制系统要求：主持人的PLC控制

(1)竞赛开始时，主持人接通启动/停止按钮（SA），指示灯HL1亮。

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(2)当主持人按下开始抢答按钮（SB0）后，如果在10S内无人抢答，赛场的音响（HA）发出持续1.5S的声音，指示灯HL2亮，表示抢答器自动撤销此次抢答信号。

(3)当主持人按下开始抢答按钮（SB0）后，如果在10S内有人抢答（按下抢答按钮SB3、SB4或SB5），则最先按下按钮的信号有效，相应的抢答桌上的抢答按钮灯（HL3、HL4或HL5）亮，赛场的音响发出短促音（0.2sON,0.2sOFF,0.2sON）。

(4)当主持人确认抢答有效后，按下答题计时按钮（SB6），抢答桌上的抢答灯灭，计时开始，计时时间到（假设为1分钟），赛场的音响发出持续3s的长音，抢答桌上抢答灯再次亮。

(5)如果抢答者在规定的时间内正确回答问题，主持人或助手按下加分按钮，为抢答者加分，同时抢答桌上的指示灯快速闪烁3s(闪烁频率为0.3sON,0.3sOFF)。

(6)如果抢答者在规定的时间不能正确回答问题，主持人或助手按下减分按钮，为抢答者减分。 4.PLC选型及硬件配置

选择PLC，包括机型大小选择、容量大小选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。

国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC已经具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。在可预见的将来，PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的主导地位，是其他控制技术无法取代的。 在抢答器的课程设计中我们对PLC的选型如下：

本课程设计选择S7-300 PLC，电源模块占用1号槽，型号 PS 307 10A,CPU模块占用2号槽，型号为 CPU 314，3号槽空置，4号槽配置32点DC 24V数字量输入模块（DI）,型号为DI32*DC34V，在5号槽配置32点继电器输出模块(DO),型号为DO32*DC24V/0.5A

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5.分配I/O地址表 I/O地址分配如下表 输入 输入设备名称 输入端口地址 输出 输出设备名称 设备启动HL1 撤销指示灯HL2 赛场音响HA 输出端口地址 Q4.0 Q4.1 Q4.2 启动/停止按钮SA I0.0 开始按钮SB0 第一组按钮SB3 第二组按钮SB4 第三组按钮SB5 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 第一组指示灯HL3 Q4.3 第二组指示灯HL4 Q4.4 第三组指示灯HL5 Q4.5 答题计时按钮SB6 I0.5 加分按钮SB7 减分按钮SB8 复位按钮SB9 I0.6 I0.7 I1.0 图二 I\\O地址分配表 6.画出PLC外部接线图

下图为抢答器的PLC控制外部接线图

图三 PLC外部接线图

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7.画出控制流程图

图四 plc程序流程图 8.设计系统的梯形图程序或语句表程序

网络1: 启动开关，标志为M0.0

网络2: 启动之后，指示灯HL1亮

网络3: 主持人按下开始抢答按钮，标志为M0.1

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网络4: 10秒之后无人抢答，M0.3，M0.4,M0.5为有人抢答的互锁标志

网络5: 10秒内无人抢答，则音响发出持续1.5秒的声音

网络6: 10s内无人抢答，音响响完后则指示灯HL2亮

网络7: 10s内有人应答

答题人1先按下抢答按钮SB3，用M0.3做标志，答题人2,3则抢答无效

网络8: 答题人2先按下抢答按钮SB4，用M0.4做标志，答题人1,3则抢答无效

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网络9: 答题人3先按下抢答按钮SB5，用M0.4做标志，答题人1,2则抢答无效

网络10: 答题人1按下抢答按钮，相应的抢答按钮灯HL1亮，音响发出短促声 1分钟延时到，音响发出持续3秒长音，抢答灯再次亮 1分钟内回答正确，指示灯快速闪烁3秒

网络11:

网络12:

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网络13: 答题人1按下抢答按钮，相应的抢答按钮灯HL3亮，音响发出短促声 答题人2按下抢答按钮，相应的抢答按钮灯HL4亮，音响发出短促声 答题人3按下抢答按钮，相应的抢答按钮灯HL5亮，音响发出短促声 1分钟延时到，音响发出持续3秒长音，抢答灯再次亮 10秒后无人抢答，则音响发出持续1.5秒的声音

网络14: 0.2s的脉冲即短促声

网络15:

网络16: 短促声共0.6s

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网络17: 主持人确认抢答有效

网络18: 确认有效后，启动定时器延时1分

网络19:

网络20: 回答正确 ，则按下加分按钮

网络21: 加分按钮启动加分器

网络22: 1分钟后减分器启动

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网络23: 指示灯快速闪烁3秒，闪烁频率0.3秒，即一分钟回答正确

网络24:

网络25:

二、调试程序及结果

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三、总结

转眼间一周的plc课程设计转眼就结束了，通过这次课程设计，我学会了许多课本上学不到的东西，同时也加强了我的动手、思考和解决问题的能力，受益匪浅。

为了弄懂所需达到的功能效果，我们从图书馆里借来了好几本书，同时也在网上找了资料再到自己动手，经过一番努力终于解决啦，还有其它的问题也要慢慢的去琢磨。而在课程设计过程中，我觉得是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，同时平时课间又没有好好的运用理解plc的功能，而且考试的内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解很多问题的解决办法，对其在电路中的使用有更多的认识。

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从前的学习过程过于浮浅，只是流于表面的理解，而现在要做课程设计，就不得不要求我们对所用到的知识有更深层次的理解。因为课程设计的内容比及书本中的理论知识而言，更接近于现实生活，而理论到实践的转化往往是一个艰难的过程，它犹如一只拦路虎，横更在我们的面前。但是我们毫不畏惧，因为我们相信我们能行。

前几天的主要任务是设计和仿真出主体程序网络。虽然在设计中会遇到这样那样的问题，有时认为是正确的，而在仿真中却出现了这样那样的问题。比如说在设计好的主电路图要实现抢答器的各个状态，电路图我认为是对的，而在仿真的是后去出现了问题，就是出现了一个出状态，其它的都是正确的，经过了反复的检查没什么问题，后来问杨老师，其实没有问题，在实际中就不会出现了这种问题啦，所以有不懂的还是要问老师，那样还节省很多的时间。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。

一周的课程设计已经结束，我将珍藏这段难忘的时光，是她让我让我知道，任何一种小小的成绩后面，也许就隐藏着许许多多不为人知的艰辛。 四、参考文献

［1］江秀汉、汤楠主编《可编程序控制器原理及应用》[M].第二版西安电子科技大学出版社2003.3

［2］宋伯生主编《PLC.编程理论.算法及技巧》[J].机械工业出版社2005年

［3］吴明亮、蔡文忠主编《可编程控制器实训教程》[M].化学工业出版社2005年

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［4］贾德胜等主编《PLC应用开发实用子程序》[M].人民邮电出版社2006年

［5］陈忠华主编《可编程控制器与工业自动化》[M].机械工业出版社2005年

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