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智力抢答器的PLC控制
1、任务描述：
在各种形式的智力竞赛中，抢答器作为智力竞赛的评判装置得到了广泛的应用。设计抢答器的原则是：
（1）可以根据参赛者的情况，自动设定答题时间；
（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。
为简单起见，在赛场安排3个抢答桌，系统图详见书P271图8-23。
在每个抢答桌上有抢答按钮，只有最先按下的抢答按钮有效，伴有声、光指示。在规定的时间内答题正确时加分，否则减分。
系统示意图： HL3 HL4 HL5 HL6 SB4 HL7 HL8
1 2 3
HL1
PLC控制器
HL2
SB0 SA SB6 开始 启动 停止 计时
加分 减分
2、控制要求：
（1）竞赛开始时，主持人接通启动/停止按钮（SA），指示灯HL1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）发出持缓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），则最先按下抢答按钮的信号有效，相应抢答桌上的抢答灯（HL3、HL4或HL5）亮，赛场的音响发出短促音（0.2sON，0.2sOFF，0.2sON）。 （4）当主持人确认抢答信号有效后，按下答题计时按钮（SB6），抢答桌上的抢答灯灭，计时开始，计时时间到时（假设为1min），赛场的音响发出持续3s的长音，抢答桌上的抢答灯再次亮。
（5）如果抢答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）同时抢答桌上的抢答灯快速闪烁3s（闪烁频率为0.3sON，0.3sOFF）。
（6）如果抢答者在规定的时间内不能正确回答问题，主持人或助手按下减分按钮，为抢答者减分（分数自定）。 顺序功能图：
系统的流程图：
3、系统配置及输入/输出继电器地址分配：
表一：输入继电器
4、系统的硬件组态：
选择S7-300作为主控制器。CPU模板选择CPU314，数字量输入模板选择DI 16*24V DC，一块；输出模板选择DO 16*24V DC，一块；电源模板PS307，SA，一块。具体配置见下图：
CPU设置：
5、PLC梯形图程序：
电气控制课程设计
自动化 专 业： 动1001班 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。【当主持人按下开始抢答之后10s出现无人抢答的情况,输出q0.2,q0.6立即接通,即无人抢】
启动按钮
开始抢答
应答按钮
加分按钮
减分按钮
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 硬件配置表
3 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
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
4 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。
图3 PLC控制流程图
课 程 设 计
课程名称_ PLC 课 程 设 计 题目名称_ 智 能 抢 答 器 学生学院_ 自 动 化__________ 专业班级_ __ 学 号_ ________ 学生姓名_ ______ 指导教师_ _____
20 年 3 月20日
目 录
一 课程设计目的 ..................................................................................................................................................................... 2 二 课程设计题目系统设计 ................................................................................................................................................... 2 2.1智能抢答器的描述及控制要求：............................................................................................................................. 2 三 PLC控制系统设计 ........................................................................................................................................................... 3 3.1 输入输出编址................................................................................................................................................................ 3 3.2 选择PLC类型 .............................................................................................................................................................. 3 3.3 PLC外部接线图............................................................................................................................................................ 3 3.4 顺序功能图 .................................................................................................................................................................... 5 3.5 系统运行框图: .............................................................................................................................................................. 6 3.6 梯形图程序设计 ........................................................................................................................................................... 7 3.7 语句表 ........................................................................................................................................................................... 10 四 设计总结.............................................................................................................................................................................. 1 五 参考文献.............................................................................................................................................................................. 1
一 课程设计目的
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。如果要是让抢答者用举手等方法，主持人很容易误判，会造成抢答的不公平，比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，所涉及的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者。为了使这种不公平发生，只有靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。
关键词:智能抢答器、直观、高准确性
二 课程设计题目系统设计
2.1智能抢答器的描述及控制要求：
在赛场上安排三个抢答桌，见下图。
1、竞赛开始时，主持人接通启动/停止开关（SA），指示灯HL1亮。
2、主持人按下开始抢答按钮（SB0）后，如果在10s内无人抢答，则指示灯HL2亮，表示抢答器自动撤销此次抢答信号。如果在10s内有人抢答（按下抢答按钮SB3、SB4、SB5），则最先按下抢答按钮的信号有效，相应抢答桌上的红灯（HL3、HL5、HL7）亮。
3、当主持人确认抢答有效后，按下答题计时按钮（SB6），对应抢答桌上的抢答红灯灭，计时开始，计时时间到（1min），对应抢答桌上的抢答红灯再次亮。
4、如果抢答者在规定的时间内正确回答问题，主持人按下加分按钮，抢答桌上的抢答红灯快速闪烁（0.3s ON, 0.3s OFF）。如果抢答者在规定时间内回答问题不正确或计时时间到还回答不出问题，主持人按下减分按钮，抢答桌上的抢答绿灯（HL4、HL6、HL8）闪烁（0.3s ON, 0.3s OFF）。
HL3 HL4 HL5 HL6 SB4 HL7 HL8 1 2
HL1
PLC控制器
HL2
3
SB0 开始
加分
启动
SA
SB6
停止 计时
减分
智力抢答器示意图
三 PLC控制系统设计
3.1 输入输出编址
控制步进电机的个输入开关及控制A、B、C、D、E五相绕组工作的输出端在PLC中的I/O编址如表1所示。
表1 I/O地址分配表
3.2 选择PLC类型
根据上图的I/O分配表通过查阅手册选择S7-200 CPU224基本单元（14入/10出）1台
3.3 PLC外部接线图
PLC外部接线图的输入输出设备、负载电源的类型等的设计就结合系统的控制要求来设定。智能抢答器外部接线图如图3—1所示。
图3—1智能控制器外部接线图
电气控制课程设计【当主持人按下开始抢答之后10s出现无人抢答的情况,输出q0.2,q0.6立即接通,即无人抢】
自动化 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
1 问题分析及解决方案
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。PLC作为数字式的电子装置，以微处理器为核心，具有强大的逻辑运算、顺序控制、计数和算术运算功能。利用PLC进行抢答器设计，充分体现了小型PLC简易化、体积小、功能强的特点。
设计抢答器的原则是：
(1)可以根据参赛者的实际情况，自动设定答题时间。 (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，则赛场的音响(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，此时相应的抢答指示灯(HL3、HL4或HL5)亮，同时赛场的音响发出短促音(0.2sON,0.2sOFF,0.2sON)，直至主持人按下对应抢答响应按钮(SB11、SB22或SB33)时停止。
(4)当主持人按下抢答响应按钮后，抢答桌上的抢答灯灭，计时开始。计时时间到时(假设为1分钟)，赛场的音响发出持续3s的长音，同时抢答桌上抢答灯再次亮。
(5)如果抢答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(SB1+、SB2+或SB3+)，为抢答者加分(分数自定)同时抢答桌上的指示灯快速闪烁(闪烁频率为0.3sON,0.3sOFF)。
(6)如果抢答者在规定的时间未能正确回答问题，主持人或助手按下减分按钮(SB1-、SB2-或SB3-)，为抢答者减分(分数自定)。
2 PLC选型及硬件配置
选择具有优化配合、强大模拟技术、结构紧凑、组装简单、接线方便等优点的西门子S7-300PLC，硬件配置如表1所示。
3 I/O地址分配表
根据控制要求，应该有14个信号输入和6个信号输出。分配PLC的输入/输出点，编制I/O地址分配表如表2所示。
表1 硬件配置表
插槽1
模块PS 307
2ACPU314(1)
234
订货号6ES7307-1BAOO6ES7314-1AE04-6ES7321
本文来源：http://www.gbppp.com/fw/353310/
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