智力抢答器PLC控制的实现方法12页

1、电气控制课程设计评语：考勤（10）守纪（10）过程（40）设计报告（30）答辩（10）总成绩（100）自动化动1001班专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院2013年7月12日智力抢答器PLC控制的实现方法1问题分析及解决方案框架确定1.1 问题描述在各种形式的智力竞赛中，抢答器作为智力竞赛的批判装置得到了广泛的应用。设计抢答器的原则是：(1)可以根据比赛规则，设定答题时间。(2)能够用声光信号表示竞赛状态，调节赛场气氛。(3)用数码管显示参赛者的得分情况。1.2 控制任务和功能要求(1)竞赛开始时，主持人接通启动/停止按钮（SA），指示灯HL1

2、亮。(2)当主持人按下开始抢答按钮（SB0）后，如果在10S内无人抢答，赛场的音响（HA）发出持续1.5S的声音，指示灯HL2亮，表示抢答器自动撤销此次抢答信号。(3)当主持人按下开始抢答按钮（SB0）后，如果在10S内有人抢答（按下抢答按钮SB3、SB4或SB5），则最先按下按钮的信号有效，相应的抢答桌上的抢答按钮灯（HL3、HL4或HL5）亮，赛场的音响发出短促音（0.2SON,0.2SOFF,0.2SON）。(4)当主持人确认抢答有效后，按下答题计时按钮（SB6），抢答桌上的抢答灯灭，计时开始，计时时间到（假设为20S），赛场的音响发出持续3S的长音，抢答桌上抢答灯再次亮。(5)如果抢答

3、者在规定的时间内正确回答问题，主持人或助手按下加分按钮，为抢答者加分（分数自定），同时抢答桌上的指示灯快速闪烁3S(闪烁频率为0.3SON,0.3SOFF)。(6)如果抢答者在规定的时间不能正确回答问题，主持人或助手按下减分按钮，为抢答者减分（分数自定）。模型如图1。图1 抢答器模型2 PLC选型及硬件配置现在市场上的PLC主要是西门子的S7-300PLC，具有优化配合、强大的模拟技术、结构紧凑、组装简单、接线方便等特点。我们在课堂上老师主要以此PLC给我们讲解，我们对此型号PLC较为熟悉，所以选S7-300PLC作为此次设计的核心。选择西门子S7-300PLC,硬件配置如表1。表1 硬件配置

4、表槽号模块订货号固件MPI地址I地址Q地址1PS 307 10A6ES7 307-1BAOO 0AA02CPU 314(1)6ES7 314-1AE04-0AB0V3.0234DI32xDC24V6ES7 321-1BHOO-OAAO035DO32xDC24V/0.5A6ES7 322-1HHOO-OAAO473 I/O地址分配表3.1 分配PLC的输入/输出点，编制输入/输出分配表如表2。表2 I/O地址分配表序号符号地址数据类型注释1SAI0.0BOOL主持人启动按钮2SB0I0.1BOOL主持人开始抢答按钮3SB3I0.2BOOL1号抢答按钮4SB4I0.3BOOL2号抢答按钮5SB5I

5、0.4BOOL3号抢答按钮6SB6I0.5BOOL主持人应答按钮7SB1I0.6BOOL加分按钮8SB2I0.BOOL减分按钮9HAQ4.0BOOL蜂鸣器10HL1Q4.1BOOL现场指示灯111HL2Q4.2BOOL现场指示灯212HL3Q4.3BOOL1号指示灯13HL4Q4.4BOOL2号指示灯14HL5Q4.5BOOL3号指示灯3.2 梯形图中用到的定时器如表3。表3 梯形图用到的定时器定时器号类型功能说明T1SD10S的等待抢答时间T2SE10S内无人抢答时产生1.5S的长音T3SD与T4两个产生200MS的脉冲T4SD与T3两个产生300MS的脉冲T6SD20S的答题时间计时T8S

6、D与T4两个产生200MS的脉冲T9SD与T4两个产生200MS的脉冲T10SE答对题时相应的灯亮3S4 PLC外部接线图根据控制任务和设计要求，设计此智力抢答器PLC控制运行的PLC控制外部接线图如图2。图2 智力抢答器PLC控制运行外部接线图5 控制流程图为了清楚地表明动作的顺序和条件，绘制智力抢答器PLC控制流程图如图3。结束开始按下开始按钮10S是否抢答1号抢到回答正确1号加11号减1回答正确2号加12号减12号抢到3号加13号减1回答正确是是是是是是否否否否否结束判断否是3号抢到否图3 PLC控制流程图 6 系统梯形图程序设计根据上述分析，结合控制系统流程图，用西门子STEP7软件设

7、计系统梯形图程序如下。7 程序调试使用PLCSIM仿真软件调试程序。首先打开仿真程序，然后，将编制好的梯形图程序下载到仿真PLC中，之后在仿真环境下运行程序，观察分析实验结果，并进行模拟调试。仿真结果如下。(1)当主持人按下启动按钮I0.0和开始抢答按钮I0.1时，指示灯1亮，并且在10S内无人抢答时在S7-PLCSIM中仿真结果如图4。图4 启动仿真结果(2)当主持人按下开始抢答按钮I0.1时，1号桌在10S抢答到，并且在20S答题内答对题在S7-PLCSIM中仿真结果如图5。图5 1号抢答仿真结果8 心得体会智力抢答器PLC控制是一个贴近实际生活的设计问题，通过对这一问题的研究，激发了自己的学习兴趣，培养了创新思维和解决实际工程问题的能力，从课程设计中取得了比较大