1、 1 毕毕 业业 设设 计计 课 题： 抢答器 2 摘 要 随着微处理器、计算机和数字通讯技术的飞速发展，计算机控制已扩展到 了所有控制领域。而实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备， 无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛， 都会用到抢答器。 目前市场上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期 设计的，本设计要求就是利用 PLC 作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用 PLC 本身的优势使竞赛真正达到公正、 公平、 公开。 设计是利用 PLC(Programmable Logic Controller)对 PLC 控制的四路智力抢答器进行控制。
2、首先选择这个题目 之后我对本次设计进行了全面的思考。 使自己对本次设计有一个大致的总体思路 然后仔细分析 PLC 控制的四路智力抢答器的工作原理以及它的一些工作过程分 析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功 能等。考虑到只是 PLC 控制的四路智力抢答器则输出端口需要 9 个,输入端口需 要 6 个,由于 PLC 具有可靠性高、体积小、通用性、使用方便等优点因此我决定 选用 SIMATIC S7-200 系列的 CPU226 和数字量扩展模块 EM223 作为本次设计的 PLC。具有方便灵活维护使用方便等特点。 关键词: 可编程控制器 抢答器 PLC 模拟电路
3、数字电路 3 目目 录录 引 言 . 1 第一章 PLC 抢答器概述 . 2 1.1 抢答器的组成 . 2 1.2 PLC 智能抢答器的工作原理. 2 1.3 系统控制要求及设计要求 . 3 第二章 PLC 概述 5 2.1 PLC 的产生 . 5 2.2 PLC 的定义 . 5 2.3 PLC 基本结构 6 2.4 PLC 的编程语言 7 2.5 PLC 的特点 . 7 2.6 PLC 的性能指标 8 第三章 系统硬件设计. 9 3.1 控制系统 9 3.2 控制系统硬件组成 10 3.3 控制系统 I/O 分配表11 3.4 系统硬件连接图 11 第四章 软件设计 12 4.1 梯形图 .
4、 12 4.2 语句表 . 15 4.3 软件调试 19 致谢. 20 参考文献 21 1 引引 言言 对于科技飞速发展的今天，PLC、单片机应用的不断深入，带动了传统控制 检测技术的不断更新，并鉴于其本身具有的优点，以 PLC、单片机为核心的部件 成为主流 。 传统的普通抢答器主要存在一下缺点： (1) 在一次抢答过程中，当出现超前违规抢答时，只能处理违规抢答信号，而 对没有违规的有效信号不能进行处理，因而使该次抢答过程变为无效。 (2) 当有多个违规抢答时，优先编码电路只能选择其中一个，或利用抢答电路 电子元件的“竞争”选择其中一个。对于后者由于抢答电路制作完毕后电子元件 被固定，各路抢答
5、信号的“竞争”能力也被固定，因而本质上也有优先权。普通 抢答器存在不公平性。 (3) 当有多个违规抢答时，普通抢答器只能“抓住”其中一个违规者。因而出 现了“漏洞”.现在大多抢答器都是以 PLC、单片机为控制核心的智能抢答器， 它对采样获得的各种抢答信号进行分析。 但仅有抢答功能的抢答器已经不能满足 当今社会的需要，因此该设计采用基于 PLC 控制来设计四路抢答器。 2 第一章第一章 PLC 抢答器概述抢答器概述 1.1 1.1 抢答器的组成抢答器的组成 抢答器主要由抢答开关、优先编码电路、锁存电路、抢答号码显示译码电路、 控制开关、时序控制电路、警报电路、定时电路、时间显示译码电路组成。其构
6、 成框图如图（1-1） 图 1-1 抢答器构成框图 1.2 1.2 PLCPLC 智能抢答器的工作原理智能抢答器的工作原理 我所设计的 PLC 智能抢答器是适合四个人抢答的四路抢答器， 现在以四路抢 答器为例。给竞赛主持人设置了 2 个控制按钮，用来控制开始、复位，每当主持 人发出开始抢答指令后，那组选手最先按下抢答器按钮，则数码管就显示该组的 编号，同时绿色指示灯亮，音响电路发出声响提示信号（持续三秒）以指示抢答 成功， 并对其后的抢答信号不在相应， 选手答题完毕后， 由主持人按下复位按钮， 系统开始下一轮抢答。若选手在未开始抢答时提前抢答了，则视为违规，违规时 数码管显示其编号同时红灯亮音响电路发出声响。其中以上功能都通过编制的 PLC 程序来控 1 个制数码管和 3 个指示灯以及 2 个喇叭来实现。如图 1-2 所示： 3 1 1组2组3组4组 数码管 开始复位 图 1-2 抢答器原理图 1.3 1.3 系统控制要求系统控制要求及及设计要求设计要求 系统控制要求: (1) 抢答器可同时供四组选手参加比赛 (2) 给主持人设置二个控制按钮
