基于plc知识竞赛抢答器设计

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1、工业自基于PLC的知识竞赛抢答器设计包西平(徐州工业职业技术学院电气工程系，江苏徐州221140)菱FX2N系列PLC设计知识竞赛抢答器的方案。采用日本三菱公司生产的FX2N--48MR型PLC作为核心控制统的设计．设计出了系统结构框图、硬件接线图，完成主要硬件选型、程序流程图及软件梯形图。在模拟竞统进行了现场调试。调试结果表明系统运行良好，性能稳定。关键词：PLC控制：抢答器控制；报警功能；数码显示中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1009—9492(201o)11-0025—031引言数

2、码管开始计时显示．并由数码管显示抢到题的参赛队号。随着生产自动化水平的不断提高。PLC以外围电路简4)抢到题的队必须在30秒内答完题，如30秒内未单、工作可靠性高、模块化结构、易于连网，尤其可以通过方便的编制和修改程序来实现相应的控制功能等特点。答完．做超时处理。在工业现场的应用越来越广泛。在各类竞赛中，都离不开(4)赛场设时间数码显示器和显示抢到答题对号的数码显示器。抢答器，实现抢答器功能的方式有多种。可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。本文以日本三菱公(5)灯光与音响信号的意义如下：司生

3、产的FX2N—48MR型PLC作为核心设计了一款四路抢1)音响叫(设定响1秒)+某台灯亮，由某对正常枪答：答器。该抢答器集抢答、违规警示、抢答成功显示、灯光指示、时间累积、超时警示等功能于一身。而且编程简2)音响叫(设定响1秒)+某台灯亮+总台灯亮，某单，便于修改，便于调试和维护，扩展性强，工作稳定可对违规：靠。3)音响叫(设定响1秒)+裁判台灯亮，无人抢答或答题超时。2抢答器控制系统设计(6)某个题目结束后，裁判员按下复位按钮，抢答器2．1抢答器控制要求恢复到原来的状态。为下一轮抢答做好准备。该抢答器

4、的主要控制要求和功能如下。(7)各输出口统一用24V电源。(1)竞赛抢答器能使4个队同时抢答。2．2系统总体设计(2)设裁判台与参赛台。裁判台设有音响和裁判台由于抢答器的功能由PLC实现。故整个系统的外围电灯，并设开始按钮和复位按钮；参赛台设有参赛台按钮及路非常简单，系统的结构框图如图1所示。参赛台灯。SB0(sTART)作为裁判台的开始按钮，四个参赛队(3)知识抢答器至少应满足以下比赛规则。分别用与之对应号SB1、SB2、SB3、SB4抢答按钮。SB51)出题后．各队抢答必须在裁判员说出“开始”并(R

5、EST)为比赛复位按钮，使下轮比赛开始。上述所有控按下裁判台开始按钮后l5秒内抢答。并由数码管显示时制要求均由软件实现。间。若抢答，抢答器将发出“违规”信号。2．3系统硬件设计2)15秒时间到，如无对抢答，则抢答器给出时间已知识竞赛抢答器有六个输入信号(即六个按钮)，二到信号，该题作废。十一个输出信号(即五个台灯信号、一个音响信号、三个3)在有对抢答的情况下，抢答器发出“抢答”信号，收稿日期：2010—05—05[二]丑二二]自动化STARTRESETSB1SB2SB3SB4一I一，’其中为加在LED两

6、端上的电压，为LED数码管每笔划压降(约为2V)。本次设计PLC电源采用的是直流24V．PLC的输出电压为5V，通过数码管电流l=3mA计算可得R=1kn。本次设计共用到了三个数码管，所以须要21个1kQ的限流电阻R。表1知识竞赛抢答器输入输出口分配表输入信号输出信号图1系统基本结构框图名称代号输入点名称代号输出点编号蝙号裁判台开始按钮SB0X0裁判台灯EL0YO数码管的驱动输出信号)。由上可知PLC共有六个输入点，，号参赛台抢答按钮SBlXl1号参赛台灯ELlYl二十一个输出点。基于以上输入、输出点的

7、要求，选用日2号参赛台抢答按钮SB2X22号参赛台灯EL2Y2本三菱公司FX一48MR一001系列的PLC作为控制主机。它3号参赛台SB3抢答按钮X33号参赛台灯EL3Y3是输人点数24点、输出点数24点继电器输出型小型4号参赛台PLC，多出的输人、输出点用于抢答器参赛队数增加时系抢答按钮SB4X44gt参赛台灯EL4Y4统进行扩充。裁判台复位按钮SB5X5音响BY5●2．3．1PLC与七段LED显示器连接设计数码管1LElYl0．Y16本次设计，由于输入输出点并不是很多，采用PLC控数码管2LE2Y2

8、0．Y26数码管3LE3Y3o_Y36制LED直接进行数据显示方案，可以大大降低设计成本。根据LED数码管每笔画工作电流在5～10mA之间，若电流过大会损坏数码管，因此必须加限流电阻，其阻值可2_3．2外部硬件接线图按下式计算：为了硬件电路接线方便，SB0作为抢答的开始按钮，对应输入点为X0，输出点为Y0。SB1、SB2、SB3、SB4分别对应四个参赛队抢答按钮，输入点分别X1、X2、X3、X4，输出点Y1、Y2、Y3、Y4为对应队抢到灯光