基于plc的抢答器设计毕业设计

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1、目录一系统总体方案论证21.1任务详解及设计思路21.2方案选择及论述2二系统硬件设计22.1系统功能及结构框图设计22.2抢答器电路原理图32.3抢答器I/O分配表5三系统软件设计53.1系统软件流程图53.2各软件模块的功能及梯形图说明7四系统调试104.1调试步骤及过程105.2展望后续12附录一14附录二19参考文献2423一系统总体方案论证1.1任务详解及设计思路(1)、系统上电后，主持人在总台单击开始按钮后允许各队抢答即抢答有效。(2)抢答器同时供5名选手或5个代表队竟猜抢答，分别用7个按钮SB1—SB7表示。当主持人按下开始抢答按钮后，五组选手开始抢答

2、，数码管开始显示九秒倒计时。(3)在抢答过程中，1-5队任何一队先按下各自的抢答按钮（SB1—SB7）后LED数码管显示当前组号，闪烁3秒后组号常亮。同时及蜂鸣器报警，并与其他选手互锁，继续抢答无效。(4)抢答成功后，开始进行答题倒计时30秒，如果在30秒内未按时答题则此次答题失败，系统自动复位。在有效答题时间内可以对对应组进行计分，有显示分数和总场积累分数的功能。当这次答题结束后，主持人次按复位键后，开始进行新一轮抢答。1.2方案选择及论述可编程序控制器(PLC)是一种新型的通用的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,是功能加强、编

3、程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。可以采用数字电路，单片机系统，PLC系统来实现，相比之下PLC更具有优势。。智能竞赛抢答器通过PLC进行控制，按要求进行编程；其主要输入就是通过裁判员和参赛选手的按钮，然后将信号传递给信息分析中心PLC,PLC将根据信号作出相应的回应。二系统硬件设计2.1系统功能及结构框图设计抢答器控制系统分6部分：PLC控制器、主持人控制按钮、抢答按钮部分、倒计时及其显示部分、计分及其显示部分、指示灯报警部分。在抢答设计中设置有自锁和互锁控制，自锁是为了保持信号长期有效，互锁是为了对组间互不影响；在倒计时显示部分中，主要采用

4、时间继电器和mov指令来实现；计分23采用计数器累计计数，然后转换为BCD码再送入辅助继电器，再将段码送入数码管实现显示数字功能。竞赛抢答器有10个输入信号（即10个输入按钮SB1-SB10）16个输出信号数码管1显示抢答组号，输出点为Y0-Y7。数码管2用作显示抢答倒计时和计分显示，输出点为Y10-Y17。Y0蜂鸣器，）。抢答器控制结构框图如下图2-1所示：PLC控制器主持人控制按钮选手抢答按钮指示灯报警选手抢答号显示计分显示倒计时显示图2.1抢答器控制结构框图2.2抢答器电路原理图本系统的主控制器采用日本三菱公司生产的FXoN-40MR型PLC。三菱PLC的编程

5、指令简单易懂且程序设计灵活，可采用梯形图或者指令语言进行软件设计。硬件连接图如图2.2及实物接线图如图2.3所示：23图2.2抢答器电路原理图图2.3抢答器实物接线图232.3抢答器I/O分配表根据任务要求及所选FXoN-40MRPLC和其他硬件（蜂鸣器、灯、数码显示管）的实际情况，I/O地址分配如表1所示。输入信号输出信号名称代号输入点标号名称代号输出点标号开始/复位按钮SB1X0蜂鸣器HAY01号赛台抢答器按钮SB2SB3X1/X2数码管1a1Y12号赛台抢答器按钮SB4SB5X3与X4b1Y23号赛台抢答器按钮SB6X5c1Y34号赛台抢答器按钮SB7X6d1

6、Y45号赛台抢答器按钮SB8X7e1Y5计分按钮SB9X10f1Y6停止按钮SB10X11g1Y7数码管2a2~g2Y10~Y17表1抢答器I/O分配表三系统软件设计3.1系统软件流程图当裁判按下开始按钮时，五个参赛队23处于抢答状态，假如是一号参赛队先抢到题目，PLC先判断抢答是否成功，若成功，则进行下一部看是否在规定的抢答时间内答题，若在规定时间内，则由工作人员进行对应的计分操作，答题结束；若超时，则该次抢答失败。流程图如下图2.4所示：图2.4抢答器软件流程图233.2各软件模块的功能及梯形图说明（1）抢答模块在抢答这一块采用基本指令，根据设计要求，各组为按钮

7、抢答，所以我先用按钮驱动辅助继电器M1~M5并将其自锁，组与组之间采用互锁，使其不能同时得电。再根据七段数码管的特性，a~g分别对应于程序中的输出Y1~Y7，再看每个组号分别亮的时候要点亮那几段，再将五组整理在一起可知，Y1~Y7与M1~M5之间的关系，从而实现这一功能。（2）倒计时显示模块23在倒计时这一块，我主要采用时间继电器实现这一功能，当主持人按了开始按钮后开始计时（由于plc输出点数有限，抢答倒计时只设置了9秒），由mov指令将数字9对应的段码送入到Y10~Y17中，当1秒钟到后，由时间继电器切断这条mov指令，同时接通下条mov指令将数字8对应的段码