江南大學
《電氣控制及plc》課程設計
說明書題目：搶答器plc控制系統設計
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成績目錄
第一章緒論2
§1.1 plc2
1.1.1 plc由來及發展2
1.1.2 plc的基本結構2
1.1.3 plc的工作原理2
§1.2 搶答器2
1.2.1 電子搶答器3
1.2.2 電腦搶答器3
第二章搶答器設計內容3
§2.1 plc搶答器的控制要求3
§2.2 設計任務4
§2.3 硬體設計方案4
2.3.1 i/o分配表4
2.3.2 搶答器i/o接線圖6
2.3.3 電氣原理圖7
§2.4 程式流程圖8
第三章程式設計8
§3.1 梯形圖設計8
§3.2 語句表18
第四章實驗總結與心得27
第五章參考文獻28
第一章緒論
§1.1 plc
1.1.1 plc由來及發展史
plc早期主要應用於工業控制，但隨著技術的發展，其應用領域正在不斷擴大 . 可程式設計控制器(programmable logical controller)簡稱pc或plc，是60年代末發明的工業控制器件，是美國數字公司(dec )為美國通用公司(gm)研製開發並成功應用於汽車生產線上，可程式設計控制器自此誕生。隨著計算機技術的飛速發展，plc軟硬體水平與規模也發生了質與量的變化，其控制技術也朝著智慧型化方向不斷發展，同時推動了先進製造技術的相應發展。
現代plc已經成為真正的工業控制裝置。
雖然plc 問世時間不長，但是隨著微處理器的出現，大規模、超大規模積體電路技術的迅速發展和資料通訊技術的不斷進步，plc 也迅速發展，其發展過程大致可分三個階段：
1．早期的plc（60 年代末—70 年代中期）
2．中期的plc（70 年代中期—80 年代中後期）
3．近期的plc（80 年代中後期至今）
1.1.2 plc的基本結構
plc與通用計算機沒有什麼區別，只是一台增強了i/o功能的可與控制物件方便連線的計算機。其完成控制的實質是按一定演算法進行i／o變換，並將這個變換物理實現，應用於工業現場。主要有：
輸入暫存器，輸出暫存器，儲存器，cpu單元及其它介面單元。
1.1.3 plc的工作原理
當plc投入執行後，其工作過程一般分為三個階段，即輸入取樣、使用者程式執行和輸出重新整理三個階段。完成上述三個階段稱作乙個掃瞄週期。在整個執行期間，plc的cpu以一定的掃瞄速度重複執行上述三個階段。
§1.2 搶答器
隨著微處理器、計算機和數字通訊技術的飛速發展，計算機控制已擴充套件到所有的控制領域。現代社會要求製造業對市場需求迅速的反應，生產出小批量、多品種、多規格、低成本和高質量的產品。為了滿足這一需求，生產裝置的控制系統必須具有極高的靈活性和可靠性，可程式設計控制器就順應而生
而實用搶答器的這一產品是各種競賽活動中不可缺少的裝置，無論是學校、工廠、軍隊還是益智性電視節目，都會舉辦各種各樣的智力競賽，都會用到搶答器。目前市場上已有的各種各樣的智力競賽搶答器絕大多數是早期設計的，只具有搶答鎖定功能的乙個電路，以模擬電路、數位電路或者模擬電路與數位電路相結合的產品，這部分搶答器已相當成熟。現在的搶答器具有倒計時、定時、自動（或手動）復位、報警（即聲響提示，有的以**的方式來體現）、螢幕顯示、按鍵發光等多種功能。
但功能越多的電路相對來說就越複雜，且成本偏高，故障高，顯示方式簡單(有的甚至沒有顯示電路)，無法判斷提前搶按按鈕的行為，不便於電路公升級換代。本設計要求就是利用plc作為核心部件進行邏輯控制及訊號的產生，用plc本身的優勢使競賽真正達到公正、公平、公開。
一般搶答器由微控制器以及外圍電路組成，分為八路十路等不同，八路和十路的差別是，搶答器背面的介面有幾組，和外形沒有關係。
1.2.1 電子搶答器
電子搶答器的中心構造一般都是由搶答器由微控制器以及外圍電路組成，其搭配的配件不同又分為，非語音非記分搶答器和語音記分搶答器。多適用於學校和企事業單位舉行的簡單的搶答活動。非語音記分搶答器構造很簡單，就是乙個搶答器的主機和乙個搶答按鈕組成，在搶答過程中選手是沒有記分的顯示屏。
語音記分搶答器是有乙個搶答器的主機和主機的顯示屏和選手的記分顯示屏。
1.2.2 電腦搶答器
電腦搶答器又分為無線電腦搶答器和有線電腦搶答器。
無線電腦搶答器的構成是由：主機和搶答器專用的軟體和無線按鈕。 無線電腦搶答器利用電腦和投影儀，可以把搶答氣氛活躍起來，一般多使用於電台等大型的活動。
有線電腦搶答器也是由主機和電腦配合起來，電腦在和投影儀配合起來，利用專門研發的配套的搶答器軟體，可以十分完美的表現搶答的氣氛。
第二章搶答器設計內容
§2.1 plc搶答器的控制要求
1. 搶答器同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕s0 ~ s7表示。
2. 設定乙個系統清除和搶答控制開關s，該開關由主持人控制。
3.搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，並在led數碼管上顯示，同時揚聲器發出報警聲響提示。
選手搶答實行優先鎖存，優先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統清除為止。
4. 搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定（如30秒）。當主持人啟動"開始"鍵後，定時器進行減計時，同時揚聲器發出短暫的聲響，聲響持續時間0.5秒左右。
5. 參賽選手在設定的時間內進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，並保持到主持人將系統清除為止。
6. 如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統報警並禁止搶答，定時顯示器上顯示00。
§2.2 設計任務
1.根據控制要求，進行工具機電氣控制系統硬體電路設計，包括主電路、控制電路及plc 硬體配置電路。
2.根據控制要求，編制工具機控制plc 應用程式，有條件可以利用模擬開關板除錯程式，模擬執行。
3. 編寫設計說明書，內容包括：
（1）設計過程和有關說明。
（2）基於 plc 的工具機電氣控制系統電路圖。
（3）plc 控制程式（梯形圖和指令表）。
（4）電器元器件的選擇和有關計算。
（5）電氣裝置明細表。
（6）參考資料、參考書及參考手冊。
（7）其他需要說明的問題，例如操作說明書、程式的除錯過程、遇到的問題及解決方法、對課程設計的認識和建議等。
§2.3 硬體設計方案
2.3.1 i/o分配表
2.3.2 搶答器i/o接線圖
2.3.3 電氣原理圖
§2.4 程式流程圖
第三章程式設計
§3.1 梯形圖設計
§3.2 語句表
1號選手搶答控制
a(o i 0.0
o m 0.0
a i 1.0
an q 6.0
m 0.0
2號選手搶答控制
a(o i 0.1
o m 0.1
a i 1.0
an q 6.0
m 0.1
3號選手搶答控制
a(o i 0.2
o m 0.2
a i 1.0
an q 6.0
m 0.2
4號選手搶答控制
a(o i 0.3
o m 0.3
a i 1.0
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