四路抢答器的PLC控制
基于PLC控制的四路智能抢答器毕业设计
毕业设计题目基于PLC控制的四路智能抢答器系别电气工程系系专业电气自动化班级姓名学号指导教师日期 2010年12月设计任务书设计题目：基于PLC控制的四路智能抢答器设计要求：1.抢答器可同时供4组以下选手参加比赛。
2.给竞赛主持人设置了3个控制按钮，用来控制开始.复位.停止。
3.每当主持人发出开始抢答指令后，选手按下抢答器按钮，则数码管就显示编号，同时绿色指示灯亮，音响电路发出声响提示信号（持续三秒），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。
4.违规抢答：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。
5.抢答限时：当主持人按下抢答器按钮时定时器T0开始计时（设定15秒）若15秒限制到时仍无人抢答则黄灯亮音响电路发出声响，以示选手放弃该题。
6.答题限时：在抢答成功后，主持人按下答题计时按钮，同时数码管显示答题倒计时时间，此设定为30秒，选手必须在设定时间内完成答题，否则，音响电路发出超时报警信号。
设计进度要求：第一周：确定题目，查阅相关资料。
第二周：根据设计要求分析PLC声光智能抢答器的工作原理。
第三周: 收集PLC声光智能抢答器的资料,对硬件进行设计。
第四周：从整体出发对PLC声光智能抢答器软件进行设计。
第五、六周：进行上机调试程序，找出问题，进行修改，并改进设计。
第七、八周：撰写毕业设计论问，进行毕业答辩。
指导教师（签名）摘要PLC四路智能抢答器是最简单竞赛抢答系统，具有结构简单、操作方便、安全可靠、造价低、发展前景广阔、功能强大等优点。
抢答器广泛用于电视台娱乐性质的竞赛抢答活动，为竞赛增添了刺激性，在精神上丰富了人们的业余生活。
抢答器在竞赛中能准确、公正、直观地判断出第1抢答者。
通过抢答器的指示灯显示、数码显示和警示蜂鸣等手段指示出第1抢答者。
在PLC的三种编程语言中，梯形图和语句表是PLC最基本的、最常用的编程语言。
本次设计是利用PLC（Programmable Logic Controller）对四路智能抢答器进行控制。
基于PLC控制的四路抢答器设计
基于PLC控制的四路抢答器设计摘要：本文基于PLC（可编程逻辑控制器）控制，设计了一种四路抢答器。
该抢答器能够实现四个抢答按钮的控制和显示抢答顺序。
同时，本文介绍了PLC控制系统的原理和程序设计，并详细描述了四路抢答器的硬件设计和软件设计。
关键词：PLC，抢答器，控制系统，硬件设计，软件设计1.引言抢答器是一种常见的教学设备，它可以用于组织抢答比赛，提高学生的学习积极性。
传统的抢答器通常使用按钮控制，但是操作复杂且容易出现故障。
基于PLC控制的抢答器可以解决这个问题，具有操作简单、可靠性高的优点。
2.PLC控制系统的原理PLC控制系统由PLC主机、输入设备、输出设备和通信设备组成。
PLC主机负责接收和处理输入信号，并据此控制输出设备。
输入设备包括按钮、传感器等，用于向PLC主机传递输入信号。
输出设备包括电机、灯等，用于接收PLC主机的输出信号。
3.PLC控制系统的程序设计PLC控制系统的程序设计采用Ladder图编程语言。
Ladder图是一种图形化的编程语言，类似于电气接线图。
程序的编写包括输入端口的定义、输出端口的定义、逻辑控制的设计等。
4.四路抢答器的硬件设计四路抢答器的硬件设计包括按钮电路、显示电路和控制电路三个部分。
按钮电路由四个按钮和四个电阻组成，按钮用于抢答，电阻用于限流。
显示电路由四个数码管和译码器组成，用于显示抢答顺序。
控制电路由PLC主机、按钮电路和显示电路连接组成，实现抢答器的控制和显示。
5.四路抢答器的软件设计四路抢答器的软件设计主要包括PLC控制程序和显示程序两部分。
PLC控制程序根据输入信号的状态，判断哪个按钮被按下，并通过输出信号控制相应的显示。
显示程序根据PLC控制程序的输出信号，将抢答的顺序显示在数码管上。
6.结果和讨论通过对四路抢答器进行测试，实验结果表明，该抢答器能够正确地控制按钮和显示抢答顺序。
该抢答器具有操作简单、可靠性高的优点，适用于教学场景中的抢答比赛。
基于PLC控制的四路抢答器的设计
基于PLC控制的四路抢答器的设计一、引言抢答器是一种常见的教育设备，在课堂教学和知识竞赛中被广泛应用。
传统的抢答器通常是基于电路进行设计的，但是这种设计方式存在一些缺点，如电路复杂、布线不方便等。
基于PLC控制的抢答器能够解决这些问题，并具有更好的稳定性和可靠性。
本文将介绍基于PLC控制的四路抢答器的设计方案。
二、设计方案1.系统框图[插入系统框图的图片]2.抢答器按钮和指示灯每一个抢答器按钮和指示灯都由一个单独的PLC输入和输出模块控制。
当抢答器按钮按下时，对应的PLC输入模块会检测到信号，并发送给PLC。
PLC根据接收到的信号控制对应的PLC输出模块，点亮对应的指示灯。
3.PLC程序设计PLC程序设计是本设计方案的核心。
PLC程序主要包括以下几个部分：(1)输入检测：PLC程序会周期性地检测每个PLC输入模块的状态，判断是否有抢答器按钮按下。
(2)优先级判断：如果有多个抢答器按钮同时按下，PLC程序会根据预设的优先级判断规则选择一个抢答器。
(3)按钮控制：当PLC程序确定了一个抢答器之后，它会控制对应的PLC输出模块点亮指示灯，并且发送信号到其他AB型PLC输出模块，关闭其他抢答器的指示灯。
(4)时间控制：PLC程序还需要控制每个抢答器的抢答时间。
当一个抢答器的按钮按下时，PLC会启动一个定时器，经过设定的时间后，定时器会触发一个中断，关闭抢答器的指示灯，并将抢答器的状态恢复为可抢答状态。
(5)抢答器状态管理：PLC程序需要记录每个抢答器的状态，包括是否可抢答、是否已被抢答等。
4.抢答器面板设计抢答器面板应该设计简洁、美观，并且易于操作。
面板上应包括四个抢答器按钮和对应的指示灯。
每个按钮下方应标注按钮的编号。
指示灯应使用明亮的颜色，以便于学生和教师观察和识别。
三、总结基于PLC控制的四路抢答器设计方案能够有效解决传统抢答器设计中存在的问题，并且具有更好的稳定性和可靠性。
通过PLC程序的设计，抢答器的操作和控制变得更加灵活和方便。
PLC控制四路知识竞赛抢答器
2 + + + + +
3 + + + + +
4 + + + +
5 + + + + +
6 + + + + + +
7 + + + -
8 + + + + + + +
9 + + + + + +
a b c d e f g
三、任务解决方案
1．I/O分配 输出
a b c d e f g
输入
复位 一号~ ~ 按钮 四号按钮 I0.0
四路知识竞赛抢答控制
学习目标
★掌握 LED七段数码管的基本知识。
★掌握中间继电器的使用方法。
★掌握控制电路的设计方法。 ★掌握输出电路的设计方法。
一、任务提出
四路知识竞赛抢答器的控制要求：
1.可供4个组进行竞赛，每组各有1个抢答按钮。
2.第1个按下抢答按钮的组可以答题，后按下的无效。
应，其线圈的通断状态只能在程序内部用指
令驱动，其触点不能直接驱动外部负载，只
能在程序内部驱动输出继电器的线圈，再用 输出继电器的触点去驱动外部负载。
中间继电器的典型电路
2．LED简介
外形
LED显示数字与字形对照表
LED显示数字与+ + + + -
1 + + -
I0.1~I0.4 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6
数码管显示控制设计—四人抢答器设计(PLC设计课件)
这个控制要求是不是很熟悉？ 电动机正转时不能反 转，反转时不能正转
如何实现？
互锁
一、控制要求分析
1.按下开始后方可进行抢答 2.如何显示抢答成功组编号 3.一组抢答成功，其他组抢答无效
顺序控制
按钮控制数码管显示
互锁控制
项目四：数码管显示控制设计
控制要求分析
任务二
抢答器设计
1.主持人按下开始后方可进行抢答 2.显示抢答成功组编号 3.一组抢答成功，其他组抢答无效
任务二
抢答器设计
1.主持人按下开始后方可进行抢答 2.显示抢答成功组编号 3.一组抢答成功，其他组抢答无效
一、知识回顾
I0.0 M0.0
I0.2 Q1.1
I0.3 Q1.2
I0.4 Q1.3
I0.1
M0.0
Q1.2 Q1.3
M0.0
Q1.1
Q1.3
M0.0
Q1.1
Q1.2
M0.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3
开始按钮——1灯亮 开始按钮——2灯亮 开始按钮——3灯亮
一、控制要求分析
1.按下开始后方可进行抢答 2.如何显示抢答成功组编号 3.一组抢答成功，其他组抢答无效
基本控制要求？
1#——显示1 2#——显示2 3#——显示3
三一、、本控课制程要的求任分务析
1.按下开始后方可进行抢答 2.如何显示抢答成功组编号 3.一组抢答成功，其他组抢答无效
如何实现？
三、梯形图设计
开始
复位
抢答信号
抢答信号
1#抢答 抢答信号 2#抢答灯3#抢答灯 1#抢答灯 1#抢答灯
2#抢答 抢答信号 1#抢答灯 3#抢答灯 2#抢答灯 2#抢答灯
基于PLC控制的四路抢答器的设计
基于PLC控制的四路抢答器的设计一、前言随着智能工业的发展，PLC控制技术也在不断进步，越来越多的项目开始采用PLC控制系统，如机器人控制、自动物流等。
本篇文章将介绍基于PLC控制的四路抢答器的设计，其中介绍了PLC的基本原理和抢答器的操作原理。
二、PLC控制器的原理PLC控制器（Programmable Logic Controller）是一种自动化控制设备，其主要特点是可编程、可靠、稳定和兼容。
PLC控制器的运行过程主要由以下五个环节组成：1. 接口输入：输入信号通过接口进入PLC控制器。
2. 储存与处理：PLC控制器对输入信号进行处理，然后将处理结果储存到寄存器中。
3. 判断与控制：PLC控制器通过读取寄存器的内容来判断是否需要进行控制，并执行相应的操作。
5. 外设控制：PLC控制器可以通过接口控制其它设备。
三、抢答器的设计抢答器是一种常用于会议室或课堂的设备，使用它可以允许多个参会者对同一个问题进行抢答，获取最高分数的参会者可以获得奖励。
抢答器的操作步骤如下：1. 按下抢答器上的按钮将抢答器的信号传送到PLC控制器。
3. PLC控制器将当前的正确答案保存到寄存器中，并将答案输出到抢答器上进行显示。
4. 在答案显示完毕后，PLC控制器重新开始接收抢答器的信号，等待下一轮抢答。
基于上述抢答器的操作原理，下面是完整的四路抢答器控制程序：1. 初始化PLC控制器。
2. 接收抢答器A的信号，并将A的信号保存到寄存器中。
6. 判断寄存器中的抢答器信号，选择最先发送正确答案的抢答器。
四、总结PLC控制器是一种可编程自动化控制设备，其基本原理是接口输入、储存与处理、判断与控制、输出信号和外设控制。
抢答器是一种常用于会议室或课堂的设备，使用它可以允许多个参会者对同一个问题进行抢答，获取最高分数的参会者可以获得奖励。
基于PLC 控制的四路抢答器的设计程序中，通过PLC控制器来实现四路抢答器的信号输入和抢答操作，可以达到很好的抢答器控制效果。
四路抢答器PLC控制
职业中专学校公开课教案
板书四组抢答器PLC控制
任务一复习相关知识
复习继电器控制的四路抢答器控制电路设计
应用“起”、“保”、“停”和“互锁”等控制环节设计一个由继电器实现的四路抢答器。
任务二进行I/O分配，绘制外部接线图并进行接线
I/O分配表
输入输出
设备名称输入端子编号设备名称输出端子编号抢答开始按钮SBO X0 1组抢答成功指示Y1
1组抢答按钮SB1 X1 2组抢答成功指示Y2
2组抢答按钮SB2 X2 3组抢答成功指示Y3
3组抢答按钮SB3 X3 4组抢答成功指示Y4
4组抢答按钮SB4 X4
复位按钮SB5 X5
绘制外部接线图并进行接线
任务三编写梯形图程序
应用翻译法编写梯形图程序。
项目08 四组抢答器PLC控制
出 输出端子编号
Y000 Y001 Y020 Y021 Y022 Y023 Y024 Y025 Y026
项目实施
【任务三】：画出外部接线图，并进行接线 活动1：画出外部接线图 活动2：学生根据外部接线图，完成接线。
【要求】：顺时 针圈接线鼻子， 不能有毛刺，一 个接线柱最多压 两根线，露铜不 能太长。
教学目标 1.学习置位、复位指令和区间复位指令的应用 2.学习LED数码管的应用 3.能根据控制要求正确编写PLC梯形图程序
项目描述
有四个组（组号1～4）参加智力抢答赛，每个组有一个抢答按钮， 分别为SB1～SB4，主持人桌上有两个按钮，SB0为抢答开始按钮，SB5为 复位按钮。另有一个七段数码管显示抢答的组号，一个指示灯HL为违例 指示，一个蜂鸣器HA为超时指示。竞赛抢答规则如下： （1）当主持人宣布“开始”，并同时按下开始抢答按钮SB0后，10s内 各组选手按动桌上的抢答按钮开始抢答，数码管显示最先按下抢答按钮 的那一组的组号，这个组获得答题机会，并开始答题。 （2）如果选手在主持人宣布“开始”前按下抢答按钮，则判为违例， 指示灯HL亮，数码管显示最先违例那组的组号。 （3）如果10s时间到，没有组抢答，则蜂鸣器HA响3s，该题作废。 （4）主持人按下复位按钮SB5，数码管和指示灯熄灭，抢答器恢复原始 状态，才可以进行下一题的抢答。
【任务四】：编写梯形图程序，写出指令表 活动1：程序设计 4.各组选手抢答部分梯形图
项目实施
【任务四】：编写梯形图程序，写出指令表 活动1：程序设计 5.选手组号显示部分梯形图
项目实施
【任务四】：编写梯形图程序，写出指令表 活动2：程序分析
项目实施
【任务五】：输入程序 活动1：启动编程软件GX Developer 活动2：创建新工程 活动3：梯形图程序输入 活动4：梯形图程序的转换 活动5：工程保存 活动6：程序写入
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控制信号信号名称元件PIC元件作用
启动按钮SB0 X0抢答开始
复位按钮 SB1 X1 恢复原状
输入抢答按钮1 SB2 X21台抢答
抢答按钮2 SB3 X3 2台抢答
抢答按钮3 SB4 X4 3台抢答
抢答按钮 4 SB5 X5 4台抢答
蜂鸣器
总台指示灯
2抢答器的系统设计
2.1硬件选择
根据控制要求分析，考虑到抢答器要求响应速度较快，从系统设计的整体性、经济性考虑，采用三菱系列的PLC[1]。PLC可直接用开关量输出与七段LED显示器的连接，但如PLC控制的是多位LED七段显示器，所需的输出点是很多的[2]。三菱系列产品具有功能强大、可靠灵活，编程容易等特点，根据对系统装置的分析，选用硬件见表1。
关键词:可编程控制器抢答器 PLC
第一章设计选题及目的
1.1 设计选题
设计选题：四路抢答器的PLC控制电路的设计。
控制要求：1.要求：（1）竞赛抢答器能使4个队同时参加抢答。（2）设裁判队为裁判台，参赛队为参赛台。裁判台设有音响和裁判台灯，并设有裁判台开始按钮SB0和裁判台复位按钮SB5;参赛台设有 参赛台按钮及参赛台灯，1-4号参赛台分别对应按钮SB1-SB4及参赛台灯EL1-EL4。（3）只是竞赛抢答器能适合以下比赛规则：出题后，各队抢答必须在裁判员说出“开始”并按下裁判台开始按钮SB0后15S抢答，并由数码管显示时间。如提前抢答，抢答器将发出“违规”信号。15S时间到，如无队抢答，则抢答器给出时间已到信号，该题作废。在有队抢答的情况下，则抢答器发出“抢答”信号，数码管开始计时显示，并由数码管显示出抢到题的参赛队号。抢到题的队必须在30S答完题，如30S未答完，则作超时处理。 赛场还设有时间数码显示器和显示抢到答题队号的数码显示器。
（4）灯光与音响信号的意义：
音响叫（响1S）+某台灯亮，由某参赛队正常抢答。
音响叫（响1S）+某台灯亮+总台灯亮，某参赛队违规。
音响叫（响1S）+裁判台灯亮，无人抢答或答题超时。
（5）在某个题目结束后，裁判员按下裁判台上的复位按钮SB5，抢答器恢复原来的状态，为下一轮抢答作好准备。抢答器示意图如图1所示。
硬件见表1
名称型号数量PLC主机单元FX0N-32MR 1个
控制按钮NB2-F11 6个
蜂鸣器HYT-3015C 1个
指示灯T22 5个
芯片1个
LED显示器型号1台CLeabharlann 4513驱动共阴极LED七段显示器3个
。
2.2抢答器控制系统I/O分配地址
抢答器控制系统I/O分配地址，见表2。
2.3抢答器PLC控制系统外部接线图
抢答器PLC控制系统的外部接线图如图2所示。芯片和显示器还需要另外提供24 V直流电。
2.4抢答器系统控制流程图
根据对抢答器系统的硬件组成和控制原理的分析，根据相对应的程序设计思想，抢答器主要
由三大部分组成：提前抢答、正常抢答、无人抢答，抢答器的控制流程图如图3所示。
2.5控制系统的程序设计
PLC系统控制程序是控制算法思想的具体体现，通过编制PLC的控制程序，完成对抢答器系统的控制。主要包括按钮的控制、时间的设定、显示台号的控制等，并且选用MELSOFT系列GXDeveloper编写程序[3]。（1）当主持人按下抢答按钮X0，抢答开始，抢答允许继电器M0自锁，同时抢答时间T0开始计时15s。根据抢答顺序的优先原则，利用自锁保持及互锁实现相应台号的抢答实现电路，部分程序如图4。（2）当主持人抢答按钮还没有按下，抢答定时器T0还有开始计时，若某一台提前抢答，则该台对应的指示灯会闪烁，若在抢答时间围，则该台对应的指示灯常亮，并且显示相对应的台号，超过抢答时间，无人抢答则蜂鸣器响，按下复位按钮，各台灯熄灭。
摘 要
抢答器广泛应用在学习生活及电视节目中。目前，市面上抢答器的控制核心部件主要有四种类型：数字电路、接触器、单片机和可编程逻辑控制器（PLC）。PLC具有结构简单、编程容易、改变控制要求只需要相应地改变程序等优点。目
前，很多的抢答器设计仅仅基于抢答的控制，本研究利用基本指令编程设计，不仅实现了抢答的控制，而且还可在各台LED显示器上显示出相应的台号。
图1抢答器示意图
1.2系统设计思想
在主持人按下抢答开始按钮后，15s开始抢答，如有一组选手抢先按下按钮，其他组选手再按下按钮则无效，各选手之间因采用互锁的关系。选手按下抢答按钮后，在对应LED显示器应显示出该组的编号并且该灯保持常亮，并有数码管开始计时显示。因为抢答用的是点动按钮，因此分别加上自锁，从而显示编号及时间。此时，选手可以回答问到回答完问题后，主持人按下复位按钮，然后再进行下一题抢答。如果主持人还没按下启动钮，选手按下抢答按钮，则违例，灯闪并且显示该组编号，通过增加振荡电路或者利用特殊辅助继电器使灯闪烁。