基于plc的抢答器项目设计

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1、基于PLC的抢答器项目设计摘要：文章通过抢答器的项目设计，使学生能够更好地掌握教学内容，并将理论知识融入实践的项目任务中去，培养学生的自主创新能力和团结协作精神，明显地提高了教学效果。关键词：PLC；抢答器；项目设计引言《PLC技术》课程是高职高专机电类技术专业的一门理论性较深而实践性又较强的专业课程，机电系对该课程教学的总体思路是采用模块化的项目课程教学法，大部分课程在PLC实验室进行，通过理论讲解、计算机仿真与实际操作一体化的综合训练方式，使学生在项目实践中，理解和掌握课程的知识点和技能要求。为了配合三菱PLC高级指令教学内容的讲解，为学生安排了抢答器的

2、项目设计。通过此项目设计，使学生能够了解七段数码管和抢答器的工作原理，掌握PLC基本高级指令的应用，进一步掌握PLC控制系统设计的步骤和编程方法，提高PLC技术的应用能力等。1抢答器项目设计1.1项目任务抢答器的结构示意图如图1所示，包括主持人、四个选手和一个七段数码管。6项目任务如下：（1）主持人提问，四个选手进行问题的抢答。开始时，在数据寄存器D1、D2、D3、D4中存放常数100，作为四个选手各自的初始分数100分。（2）主持人按下启动按钮后，开始抢答指示灯亮，选手开始抢答。若选手在主持人按下启动按钮之前抢答，则作违规处理，由主持人按下“-10分”按钮

3、，选手被扣10分，且该选手台上相应的红色违规指示灯亮。（3）若选手抢答成功，则该选手台上相应的绿色抢答成功指示灯亮，且七段数码管显示该选手的号码。问题答对，主持人给其加10分，答错则减10分。（4）主持人按下复位按钮后，选手重新开始抢答。按项目任务要求设计抢答器，编程调试并运行程序；编写研究报告，记录、分析研究过程及现象；总结研究结论。1.2项目分析教师在分析项目任务后，引导学生设计制作一个用三菱FX2N系列PLC构成的抢答器控制系统，并通过讲授高级指令的传送指令和四则运算指令以及七段数码管的结构及工作原理，使学生对项目要求有一个整体认识，掌握与项目相关的理

4、论知识，明确项目的操作内容和基本步骤。1.2.1高级指令的讲解6教师引入本项目中要用到的传送指令如MOV、FMOV和四则运算指令如ADD、ADDP、SUB、SUBP、MUL、MULP、DIV、DIVP等指令，通过指令的讲解和举例，使学生掌握指令的应用和编程技巧，顺利完成项目任务。1.2.2七段数码管七段数码管是常用显示数字的电子元件，借由七个发光二极管（LED）a、b、c、d、e、f、g以不同组合来显示数字，所以称为七段数码管。教师可以提示学生七段数码管在显示数字“1”、“2”、“3”、“4”时，各个数码管的显示如图2所示。然后教师进一步引导学生：LEDa在

5、显示数字“2”和“3”时亮；LEDb在显示数字“1”、“2”、“3”和“4”时都亮；LEDc在显示数字“1”、“3”和“4”时亮……以此类推，让学生自己总结七个发光二极管亮的规律，便于学生理解和编程。图2七段数码管的数字显示1.3项目实施学生以小组为单位，根据项目任务要求，讨论项目内容，分工合作，收集和整理信息，制订项目实施的工作计划，写出项目的解决要点。（1）确定PLC的I/O分配表根据抢答器的控制要求，确定PLC的I/O分配表如表1所示。（2）画出PLC的I/O接线图根据PLC的I/O分配表，可知抢答器控制系统总共需要8个输入6端口和16个输出端口，故选

6、用实验室中的三菱FX2N系列的PLC，型号为FX2N-32MR。FX2N-32MR型PLC有16个输入端口和16个输出端口，完全能满足系统控制的需要。PLC的I/O接线图如图3所示。（3）接线学生将PLC的电源断开后，根据I/O接线图完成PLC的外部接线，并且认真检查接线牢靠无松动，确保接线准确无误后再接通电源。（4）编写梯形图程序学生根据项目任务的要求，编写抢答器项目的梯形图程序。下面的图4、图5、图6是抢答器项目设计的参考程序，其中图4是选手抢答成功及违规控制梯形图，图5是七段数码管数字显示控制梯形图，图6是寄存器D1、D2、D3、D4加分和减分梯形图。

7、（5）程序调试学生编写好PLC程序后，经过编译检查正确后，下载到PLC运行，并根据监控进行程序调试，直至完全正确，达到控制要求。1.4项目评价学生完成抢答器的项目设计后，为了调动学生的学习积极性，强化学生对知识的掌握程度，教师对本项目的知识、技能、方法及项目实施情况进行总结和评价。6（1）教师对各个小组的项目任务完成结果进行验收和评价，并对存在的问题作出点评，提出注意点和改进的方法。表2为小组任务完成评价表。（2）每个学生整理资料，撰写抢答器项目设计研究报告。学院数字图书馆的万方数据资源、维普网络学习资源库、中知网数据库、超星数字图书馆等资源可以满足学生的查

8、阅需要。（3）教师提出问题，与学生进行讨论，加深学生