智力竞赛抢答器论文智力抢答器论文

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1、智力竞赛抢答器论文智力抢答器论文智力竞赛抢答器的PLC设计实现摘要：针对使用PLC作智力竞赛抢答器的编程问题作讨论，通过程序设计弥补使用PLC作为控制核心所造成的抢答器公平性影响。最终使用仿真软件对所编制程序进行仿真实现。　　关键词：抢答器PLC仿真　　0引言　　抢答器是进行各类智力竞赛必不可少的工具。很多早期设计以模拟电路、数字电路或者模数混合电路实现其控制要求。随着对抢答器控制要求的不断提高，以及PLC这一工控产品的使用普及和成本的降低，也出现了以PLC为控制核心的抢答器。抢答器这一PLC设计题也作为较具典型性的课题出现

2、在了各类高校的PLC课程试验中。而PLC的特殊工作方式决定了以类似继电器回路的起保停电路加互锁实现的抢答器存在公平性影响问题，本文以三菱FX系列PLC为例做说明。　　1原抢答器设计　　1.1抢答器设计要求　　以某教材上参考题为例：四队参加比赛，设有主持人总台及四个参赛队分台。总台设有总台灯、总台开始及总台复位按钮。分台装有分台灯及抢答按钮。主持人按下开始按钮后，总台灯亮，同时开始进入抢答时间，计时20S。20S时间内，各参赛队按分台抢答按钮进行抢答，以时间为优先条件，某队抢到后，分台灯亮，总台灯以1S为周期进行闪烁，同时其余

3、3队抢答按钮失效。如某队提前抢答，该参赛队违例，分台灯亮，需主持人按下复位按钮后停止。20S内无人抢答，总台灯闪烁，同时分台抢答按钮失效抢答，同样需主持人按下复位按钮停止，再按开始按钮可进行下一轮抢答。　　1.2PLC选型及I/0地址分配　　由设计要求知，输入信号为总台开始按钮、复位按钮各一，分台抢答按钮各一。故需要输入点大于等于6；输出点所需驱动负载为总台灯、分台灯各一，共需5点。故所选PLC为三菱FX2N-16MR型。该PLC共有8输入、8输出点，输出方式为继电器输出类型，灯负载最大可带AC220V100W，满足设计需求

4、。地址分配如下表所示：　　1.3PLC输入输出外部接线示意图（如图1-1）　　1.4抢答部分PLC程序（如图1-2）　　1.5程序设计思路分析　　上述部分程序段是PLC设计抢答器的常用参考程序中涉及抢答的一段。主要根据继电器的起保停电路进行设计。其中的辅助继电器M0作抢答允许条件用。使用输出继电器的常开触点做自锁，使用常闭触点做联锁以保证某一路接通时其余回路都断开，使其余组抢答失效。　　1.6PLC和继电器控制装置运行方式比较　　1.6.1继电器控制装置工作方式　　继电器控制装置采用的是硬逻辑并行运行的方式，即一个继电器的线

5、圈通电或断电，该继电器的所有触电不论在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作[1]。　　1.6.2PLC工作方式　　PLC的CUP则采用顺序逐条地扫描用户程序的运行方式，如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点不会立即动作，必须等到扫描到该触点时才会动作[1]。PLC在完成输入采样，将输入状态读入到输入锁存器中，进入程序执行阶段，按照由左到右、先上后下的顺序，对触点构成的控制线路进行逻辑运算，并根据逻辑运算结构，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态，或者刷新该输出线圈在I/O映像区中对应位的状态

6、[2]。最后进入输出刷新阶段，在扫描程序结束后，将输出锁存中的输出信号经输出电路驱动相应的外设。　　1.7抢答器程序工作分析　　由PLC的工作方式决定，如果如果1队先抢，X2有输入，Y1直接为ON，在Y1线圈下面的Y1常闭触头在本扫描周期即进入动作状态，互锁作用生效。而2队先抢，X3有输入为ON，则在第一个扫描周期内，在Y2线圈前的Y2触头属于初始非动作状态，要到第二个扫描周期时才会进入动作状态起到互锁作用。　　由此，如果发生两个或两个以上抢答按钮同时闭合，如上图中SB3、SB4同时抢答按下即X2、X3同时有输入信号时，按照

7、程序扫描顺序，始终Y1先ON，然后互锁起作用，阻止Y2的ON。也就造成了抢答器在抢答时间相同条件下还存在程序优先，造成了实际操作的公平性影响。　　2抢答器程序改进　　2.1程序改进方法增加两人同时抢答触发状态，使得当两人同时抢答时停止分组应答，触发类似违例状态。以避免PLC程序扫描造成的公平性影响。　　2.2改进程序段　　如图2-1所示。　　2.3程序分析程序功能：使用分台抢答按钮输入信号的上升沿脉冲触发启动辅助继电器M1，使用M1作为两个或两个以上同时抢答信号。可使用此信号增加部分功能，如使同时抢答的两方台灯亮或闪烁等。使

8、主持人复位重新开始抢答。　　3PLC仿真　　改进后使用三菱Gx-Simulator仿真软件进行仿真调试，效果良好。　　4结束语　　我们在使用PLC编程时通常使用梯形图语言。虽说梯形图源于继电器控制装置的回路图，两者有一定类似性，但不能完全等同。即我们在使用PLC进行设计编程时，必须考虑到P