基于plc的8人抢答器设计.doc

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学号：2014012304
控制技术课程设计报告
题目： 抢答器PLC控制系统设计
学院(系)： 机械与电子工程学院
专业年级： 机电143
学生姓名： 黄颖石
指导教师： 刘利 王转卫
完成日期： 2017年7月10日
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目录
1、设计目的及要求 1
设计的目的 1
课程设计的任务要求 1
2、设计方案 1
1
2
2
4
PLC的选型 4
外部接线设计 5
3、程序设计 6
4、系统调试及分析 9
9
10
5、设计心得体会 12
参考文献 13
附录： 14
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1、设计目的及要求
设计的目的
（1）结合实际抢答器的工作情况，设计抢答器信号控制原理设计，掌握复杂情况下抢答器定时及减数功能的实现。
（2）进一步熟悉控制系统设计中元器件选型，及组态环境下控制系统仿真与调试，掌握控制系统原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计。
（3）提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。
课程设计的任务要求
抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛分别用8个按钮S0~S7表示。
设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
抢答器具有定时抢答功能，，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声音，。
参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
如果定时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
2、设计方案

竞赛抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢的新型电器。随着社会科技技术的不断发展，它的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。目前，形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校及企事业单位，它为各种竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。用
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PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案。

本系统利用PLC作为系统的核心控制部件，配合报警灯，数码管，定时器等原件的基本原理框图如图1所示。
图1 基本原理框图

主持人先按下抢答开始按钮，显示器开始显示倒计时（假设设定为50秒）同时扬声器发出声响（用报警指示灯1亮代替扬声器）提示开始抢答。在抢答的有效时间内，若有选手按下了抢答按钮，则此选手的编号将被锁存并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发出报警声响提示（用报警灯2亮代替扬声器）。选手抢答实行优先锁存，其余选手抢答无效，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。如果参赛选手在指定的时间内没有进行抢答，即显示上的倒计时为0时，本次抢答无效，系统报警（用报警灯3亮来代替报警）并禁止抢答。设计流程如下图2所示。
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图2 系统整体流程图
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表1 本系统所用的元器件

元器件名称
数量
报警灯
3
按钮开关
10
定时继电器
4
七段数码管
3
导线
若干
七段数码管采用如图3所示的方式工作。
图3 七段数码管图形
其中显示器b、c亮显示数字1；A、B、D、E、G亮显示数字2；A、B、C、D、G亮显示数字3；B、C、F、G亮显示数字4；A、B、D、F、G亮显示数字5；A、C、D、E、F、G亮显示数