1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p>　題目基于PLC控制的四路智能搶答器 </p><p>　系別電氣工程系系 </p><p>　專(zhuān)業(yè)電氣自動(dòng)化 </p><p>　班級(jí)</p><p>　姓名</p><p>　學(xué)號(hào)

2、</p><p>　指導(dǎo)教師</p><p>　日期2010年12月 </p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目：</b></p><p>　　基于PLC控制的四路智能搶答器</p><p&

3、gt;<b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1.搶答器可同時(shí)供4組以下選手參加比賽。</p><p>　　2.給競(jìng)賽主持人設(shè)置了3個(gè)控制按鈕，用來(lái)控制開(kāi)始.復(fù)位.停止。</p><p>　　3.每當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令后，選手按下?lián)尨鹌靼粹o，則數(shù)碼管就顯示編號(hào)，同時(shí)綠色指示燈亮，音響電路發(fā)出聲響提示信號(hào)（持續(xù)三秒），選手答題完畢

4、后，由主持人按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始下一輪搶答。</p><p>　　4.違規(guī)搶答：若選手在未開(kāi)始搶答時(shí)提前搶答了，則視為違規(guī)，違規(guī)時(shí)數(shù)碼管顯示其編號(hào)同時(shí)紅燈亮音響電路發(fā)出聲響。</p><p>　　5.搶答限時(shí)：當(dāng)主持人按下?lián)尨鹌靼粹o時(shí)定時(shí)器T0開(kāi)始計(jì)時(shí)（設(shè)定15秒）若15秒限制到時(shí)仍無(wú)人搶答則黃燈亮音響電路發(fā)出聲響，以示選手放棄該題。</p><p>　　6.答題

5、限時(shí)：在搶答成功后，主持人按下答題計(jì)時(shí)按鈕，同時(shí)數(shù)碼管顯示答題倒計(jì)時(shí)時(shí)間，此設(shè)定為30秒，選手必須在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成答題，否則，音響電路發(fā)出超時(shí)報(bào)警信號(hào)。</p><p>　　設(shè)計(jì)進(jìn)度要求：

6、 </p><p>　　第一周：確定題目，查閱相關(guān)資料。</p><p>　　第二周：根據(jù)設(shè)計(jì)要求分析PLC聲光智能搶答器的工作原理。</p><p>　　第三周: 收集PLC聲光智能搶答器的資料,對(duì)硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p&

7、gt;<p>　　第四周：從整體出發(fā)對(duì)PLC聲光智能搶答器軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　第五、六周：進(jìn)行上機(jī)調(diào)試程序，找出問(wèn)題，進(jìn)行修改，并改進(jìn)設(shè)計(jì)。</p><p>　　第七、八周：撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論問(wèn)，進(jìn)行畢業(yè)答辯。</p><p>　　指導(dǎo)教師（簽名） </p><p><b>　　摘 要&l

8、t;/b></p><p>　　PLC四路智能搶答器是最簡(jiǎn)單競(jìng)賽搶答系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠、造價(jià)低、發(fā)展前景廣闊、功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)。搶答器廣泛用于電視臺(tái)娛樂(lè)性質(zhì)的競(jìng)賽搶答活動(dòng)，為競(jìng)賽增添了刺激性，在精神上豐富了人們的業(yè)余生活。搶答器在競(jìng)賽中能準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出第1搶答者。通過(guò)搶答器的指示燈顯示、數(shù)碼顯示和警示蜂鳴等手段指示出第1搶答者。</p><p>　　在PL

9、C的三種編程語(yǔ)言中，梯形圖和語(yǔ)句表是PLC最基本的、最常用的編程語(yǔ)言。本次設(shè)計(jì)是利用PLC（Programmable Logic Controller）對(duì)四路智能搶答器進(jìn)行控制?？紤]到只是對(duì)四組智能搶答器進(jìn)行控制，則輸入端口需要7個(gè)，輸出端口需要23個(gè)，所以需要有一個(gè)CPU226的模塊和兩個(gè)EM222數(shù)字量擴(kuò)展模塊，考慮到要實(shí)現(xiàn)聲光功能需要兩個(gè)喇叭和四個(gè)指示燈。由于搶答時(shí)要顯示組號(hào)和倒計(jì)時(shí)故還需要三個(gè)數(shù)碼管，以上的器件價(jià)格不貴并且容易買(mǎi)

10、到，另外PLC具有可靠性高、體積小、通用性、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因此，我決定選用S7-200系列 系列的CPU226和數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM222作為本次設(shè)計(jì)的PLC控制的四路智能搶答器的主要模塊。</p><p>　　關(guān)鍵詞：智能搶答，聲光顯示，PLC，自動(dòng)控制</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)

11、任務(wù)書(shū)I</b></p><p><b>　　摘 要II</b></p><p>　　1 PLC四路智能搶答器的介紹1</p><p>　　1.1 PLC四路智能搶答器概述1</p><p>　　1.2 PLC四路智能搶答器的工作原理2</p><p><b>　

12、　2 PLC概述4</b></p><p>　　2.1 PLC的定義、組成及特點(diǎn)4</p><p>　　2.2 PLC工作原理8</p><p>　　2.3 PLC的編程語(yǔ)言9</p><p>　　2.4 PLC的分類(lèi)及性能指標(biāo)9</p><p>　　2.5 PLC的用途10</p>

13、<p>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.1 控制系統(tǒng)選取12</p><p>　　3.2主機(jī)CPU及擴(kuò)展模塊選擇12</p><p>　　3.3 控制系統(tǒng)的硬件組成14</p><p>　　3.4 系統(tǒng)控制要求15</p><p>　　3.5 控制系統(tǒng)I/O分配表15<

14、/p><p>　　3.6 系統(tǒng)硬件連接圖16</p><p>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.1 整體設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.2 PLC聲光智能搶答器控制程序梯形圖18</p><p>　　5 模擬運(yùn)行與調(diào)試過(guò)程26</p><p>　　5.1 程序的模擬運(yùn)行

15、26</p><p>　　5.2 程序的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試27</p><p><b>　　致 謝32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p>　　1 PLC四路智能搶答器的介紹</p><p>　　1.1 PLC四路智能搶答器概述</p

16、><p>　　知識(shí)競(jìng)賽搶答器，顧名思義就是用于比賽時(shí)，跟對(duì)手比反應(yīng)時(shí)間，思維運(yùn)轉(zhuǎn)快慢的新型電器。隨著社會(huì)科技技術(shù)的不斷發(fā)展，他的應(yīng)用場(chǎng)合也隨之增加；技術(shù)含量大大提升；更加方便可靠。目前, 形式多樣.功能完備的搶答器已廣泛應(yīng)用于電視臺(tái).商業(yè)機(jī)構(gòu).學(xué)校及企事業(yè)單位, 它為各種競(jìng)賽增添了刺激性.娛樂(lè)性, 在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。用PLC進(jìn)行知識(shí)競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)，其控制方便，靈活，只要改變輸入PLC的控制程序，便可改

17、變競(jìng)賽搶答器的搶答方案。</p><p>　　PLC智能搶答器與單片機(jī)搶答器相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性.首先說(shuō)一下單片機(jī)搶答器，所謂單片機(jī)系統(tǒng)就是采用目前市場(chǎng)上的單片機(jī)CPU及其它外圍芯片，根據(jù)不同系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路板，最終設(shè)計(jì)成一臺(tái)簡(jiǎn)易的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程序以達(dá)到所要求的控制功能。這種形式在 80年代國(guó)內(nèi)很流行，但由于受到本身可靠性及其它方面 的限制，目前除了儀表上仍然采用外，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用已逐步被

18、PLC所代替。</p><p>　　單片機(jī)的可靠性：由于目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的單片機(jī)芯片的品質(zhì)良莠不齊，很大一部分還是國(guó)外篩選出來(lái)的次等品，加上其它外圍元件（如電阻.電容等）的參數(shù)離散性也很大，批量小的產(chǎn)品不可能經(jīng)過(guò)篩選配對(duì)等技術(shù)處理，因此這樣的產(chǎn)品很難做到很好的一致性和高可靠性，因?yàn)槿我辉膮?shù)偏離設(shè)計(jì)要求都會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。另外，單片機(jī)的所有器件均不是工業(yè)級(jí)的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力很弱，而國(guó)內(nèi)的電源一般

19、都很差，加上壓片機(jī)的變頻調(diào)速對(duì)電源的干擾很大，因此，更可能引起單片機(jī)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。</p><p>　　單片機(jī)的可擴(kuò)展性：由于單片機(jī)的線(xiàn)路是根據(jù)一定的功能要求特別設(shè)計(jì)的，所以要增加一個(gè)功能就要重新設(shè)計(jì)線(xiàn)路，而且對(duì)應(yīng)的程序都要重新設(shè)計(jì)。這樣對(duì)于增加功能的開(kāi)發(fā)成本和周期都會(huì)增加。</p><p>　　單片機(jī)的可維護(hù)性：一旦單片機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很難診斷出故障元件，最簡(jiǎn)單的方法是更換整個(gè)系統(tǒng)，這樣

20、維修成本增加了。</p><p>　　操作：現(xiàn)在國(guó)內(nèi)單片機(jī)系統(tǒng)的操作均采用自設(shè)計(jì)的鍵盤(pán)，設(shè)定數(shù)據(jù)用撥碼開(kāi)關(guān)，顯示用LED，整個(gè)面板顯得繁鎖，而且為了減少操作鍵，設(shè)計(jì)時(shí)往往一鍵多用，操作人員很難脫開(kāi)說(shuō)明書(shū)操作。特別是故障顯示只能顯示故障代碼，一旦發(fā)生故障，操作人員必須翻閱說(shuō)明書(shū)方能發(fā)現(xiàn)故障所在，最終按說(shuō)明書(shū)指示排除故障，這樣排除故障的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。總之，這樣的人機(jī)對(duì)話(huà)不夠友善。</p><p&g

21、t;　　特點(diǎn)：不可靠，價(jià)格便宜。</p><p>　　可編程控制器（PLC）： 所謂PLC系統(tǒng)就是采用目前市場(chǎng)上各大工業(yè)控制廠家生產(chǎn)的可編程控制器，根據(jù)要求選用不同的模塊，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程序以達(dá)到所設(shè)計(jì)的功能。這種形式目前在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最為廣泛。</p><p>　　PLC的可靠性：進(jìn)口PLC采用的CPU都是生產(chǎn)廠家專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的工業(yè)級(jí)專(zhuān)用處理器，其余各元件也是直接向生產(chǎn)廠家購(gòu)買(mǎi)的，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格挑

22、選的工業(yè)級(jí)元件，另外它的電源模塊也是集各大公司工業(yè)控制的經(jīng)驗(yàn)而特別設(shè)計(jì)的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力有很大提高，即使在電源很差和變頻調(diào)速的干擾下仍能正常工作。</p><p>　　PLC的可擴(kuò)展性：要增加一個(gè)功能只要增加相應(yīng)的模塊和修正對(duì)應(yīng)的程序，而PLC的編程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，這樣對(duì)于開(kāi)發(fā)周期會(huì)縮短。</p><p>　　PLC的可維護(hù)性：PLC本身有很強(qiáng)的自診斷功能，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，根

23、據(jù)自診斷很容易診斷出故障元件，即使非專(zhuān)業(yè)人員也能維修，如果故障由于程序設(shè)計(jì)不合理引起，由于它提供完善的調(diào)試工具，要找出故障也較為簡(jiǎn)單。</p><p>　　操作：PLC的操作采用觸摸式操作終端，人機(jī)界面，全屏顯示，上面設(shè)計(jì)了很詳盡的操作指南，即使第一次使用，也能根據(jù)提示順利操作，這就降低了對(duì)操作人員的要求，一般工人也能很快掌握。另外，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，畫(huà)面自動(dòng)切換到故障提示畫(huà)面，提示故障原因和排除方法。甚至可以顯

24、示故障在機(jī)器上的位置，維修人員可以根據(jù)提示很快排除故障。</p><p>　　特點(diǎn)：價(jià)格與前二種控制器相比略貴，可靠性好，操作簡(jiǎn)單。</p><p>　　1.2 PLC四路智能搶答器的工作原理</p><p>　　我所設(shè)計(jì)的PLC智能搶答器是適合人搶答的四路搶答器，現(xiàn)在以四路搶答器為例。給競(jìng)賽主持人設(shè)置了3個(gè)控制按鈕，用來(lái)控制開(kāi)始、復(fù)位、停止，每當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答

25、指令后，那組選手最先按下?lián)尨鹌靼粹o，則數(shù)碼管就顯示該組的編號(hào)，同時(shí)綠色指示燈亮，音響電路發(fā)出聲響提示信號(hào)（持續(xù)三秒）以指示搶答成功，并對(duì)其后的搶答信號(hào)不在相應(yīng)，選手答題完畢后，由主持人按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始下一輪搶答。若選手在未開(kāi)始搶答時(shí)提前搶答了，則視為違規(guī)，違規(guī)時(shí)數(shù)碼管顯示其編號(hào)同時(shí)紅燈亮音響電路發(fā)出聲響。當(dāng)主持人按下?lián)尨鹌靼粹o時(shí)定時(shí)器T0開(kāi)始計(jì)時(shí)（設(shè)定15秒）若15秒限制到時(shí)仍無(wú)人搶答則黃燈亮音響電路發(fā)出聲響，以示選手放棄該題。在

26、搶答成功后，主持人按下答題計(jì)時(shí)按鈕，同時(shí)數(shù)碼管顯示答題倒計(jì)時(shí)時(shí)間改時(shí)間可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，此設(shè)定為30秒，選手必須在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成答題，否則，音響電路發(fā)出超時(shí)報(bào)警信號(hào)。其中以上功能都通過(guò)編制的PLC程序來(lái)控3個(gè)數(shù)碼管和4個(gè)指示燈以及1個(gè)喇叭來(lái)實(shí)現(xiàn)。模型圖如圖1.1</p><p>　　圖1.1搶答器模型圖</p><p><b>　　2 PLC概述</b></p&g

27、t;<p>　　2.1 PLC的定義、組成及特點(diǎn)</p><p><b>　　一．概述</b></p><p>　　可編程控制器（PLC）是一種新型的通用自動(dòng)化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制功能強(qiáng)，可靠性高，使用靈活方便，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用越來(lái)越廣泛，可編程控制器(Programmable Logic Con

28、troller)即PLC?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。他以微處理為核心，用編寫(xiě)的程序不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來(lái)控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)經(jīng)過(guò)4年調(diào)查，與1980年將其正式命名為可編程控制器（Programmable Controller），簡(jiǎn)寫(xiě)為PC。后來(lái)由于PC這個(gè)名稱(chēng)常常被用來(lái)稱(chēng)呼個(gè)人電腦（Personal Computer），為了區(qū)別，現(xiàn)在也把可編程

29、控制器稱(chēng)為PLC，如圖2.1、圖2.2是幾種PLC外形結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖2.1SANLINGFX-2N型PLC</p><p>　　圖2.2西門(mén)子S7-200型PLC</p><p><b>　　二．PLC的定義</b></p><p>　　PLC一直在快速發(fā)展中，因此到現(xiàn)在為止，還未能對(duì)其下一個(gè)十分確切的定

30、義。1987年2月，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)可編程控制器（PLC）的定義是：可編程控制器是一種數(shù)學(xué)運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用一類(lèi)可編程序的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序.執(zhí)行邏輯運(yùn)算.順序控制.定時(shí).計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等指令，并通過(guò)數(shù)字式和模塊式輸入/輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體.易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)。</p><p>　

31、　三.PLC的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖2.4所示：</p><p>　　圖2.4 PLC硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.中央處理單元（CPU）</p><p>　　中央處理單元（CPU）是PLC 的控制中樞。它按照PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器

32、鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)：檢查電源.存儲(chǔ)器.I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤，當(dāng)PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以?huà)呙璧姆绞浇邮宅F(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O 映象區(qū)，然后從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶(hù)程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，

33、直到停止運(yùn)行。</p><p>　　為了進(jìn)一步提高PLC 的可靠性，靈活性，近年來(lái)對(duì)大型PLC 還采用雙CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU 的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。</p><p><b>　　2.存儲(chǔ)器</b></p><p>　　可編程控制器的控制中樞，在系統(tǒng)監(jiān)控下工作，承擔(dān)著將外部輸入的信號(hào)的

34、狀態(tài)寫(xiě)入映像寄存器區(qū)域，然后將結(jié)果送到輸出映像寄存器區(qū)域。CPU常用的微處理器有通用型微處理器，單片機(jī)和位片式計(jì)算機(jī)等。小型PLC的CPU多采用單片機(jī)或?qū)Ｓ玫腃PU。大型PLC的CPU多用位片式結(jié)構(gòu)，具有高速數(shù)據(jù)處理能力。</p><p>　　3.基本I/O接口電路</p><p>　?。?）輸入接口單元。PLC內(nèi)部輸入電路作用是將PLC外部電路（如行程開(kāi)關(guān).按鈕.傳感器等）提供的.符合P

35、LC輸入電路要求的電壓信號(hào)，通過(guò)光耦電路送至PLC內(nèi)部電路。</p><p>　　（2）輸出接口單元。PLC輸出電路用來(lái)將CPU運(yùn)算的結(jié)果變換成一定形式的功率輸出，驅(qū)動(dòng)被控負(fù)載（電磁鐵.繼電器.接觸器線(xiàn)圈等）。PLC輸出電路結(jié)構(gòu)形式分為繼電器式、晶閘管式和晶體管輸出型等三種。</p><p>　　在繼電器式輸出中，CPU可以根據(jù)程序執(zhí)行的結(jié)果，使PLC內(nèi)設(shè)繼電器線(xiàn)圈通電，帶動(dòng)觸點(diǎn)閉合，通過(guò)

36、繼電器閉和的觸點(diǎn)，由外部電源驅(qū)動(dòng)交.直流負(fù)載。優(yōu)點(diǎn)是過(guò)載能力強(qiáng)，交.直流負(fù)載皆宜。但存在動(dòng)作速度較慢，且為有觸點(diǎn)系統(tǒng)，使用壽命有限等問(wèn)題。</p><p>　　雙向晶閘管和晶體管輸出型輸出分別具有驅(qū)動(dòng)交.直流負(fù)載的能力。晶閘管輸出型CPU通過(guò)光耦電路的驅(qū)動(dòng)，使雙向晶閘管通斷，可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載；晶體管輸出型CPU通過(guò)光耦電路的驅(qū)動(dòng)，使雙晶體管通斷，驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載。優(yōu)點(diǎn)是兩者均為無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，不存在電弧現(xiàn)象，而且開(kāi)關(guān)

37、速度快，缺點(diǎn)是半導(dǎo)體器件的過(guò)載能力差。以上列舉了六類(lèi)輸入和輸出電路形式，各類(lèi)PLC產(chǎn)品的輸入.輸出電路結(jié)構(gòu)形式均有所不同，但光耦隔離及阻容濾波等抗干擾措施是相似的。</p><p><b>　　4.接口電路</b></p><p>　　PLC接口電路分為I/O擴(kuò)展接口電路和外設(shè)通信接口電路兩類(lèi)</p><p>　?。?）I/O擴(kuò)接口電路<

38、/p><p>　　I/O擴(kuò)展接口電路用連接I/O擴(kuò)展單元，可以用來(lái)擴(kuò)充開(kāi)關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)和增加模擬量的I/O端子。I/O擴(kuò)展接口電路采用并行接口和串行接口兩種電路形式。</p><p>　　根據(jù)被控制對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)和要求，確定用戶(hù)所需的輸入.輸出設(shè)備，據(jù)此確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。</p><p>　?。?）外設(shè)通信接口電路</p><p&g

39、t;　　通信接口電路用于連接手持編程器或其他圖形編程器.文本顯示器，并能組成PLC的控制網(wǎng)絡(luò)。PLC通過(guò)PC/PPI電纜或使用MPI卡通過(guò)RS-485接口和電纜與計(jì)算機(jī)連接，可以實(shí)現(xiàn)編程.監(jiān)控.聯(lián)網(wǎng)等功能。</p><p><b>　　5.電源</b></p><p>　　PLC內(nèi)部配有一個(gè)專(zhuān)用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，將交流/直流供電電源轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部電源需要的工作電源（5

40、V直流）。當(dāng)輸入端子為非干接點(diǎn)結(jié)構(gòu)時(shí)，為外部輸入元件提供24V直流電源（僅供輸入點(diǎn)使用）。</p><p><b>　　四.PLC的特點(diǎn)</b></p><p><b>　　1.軟硬件功能強(qiáng)</b></p><p>　　PLC的功能非常強(qiáng)大，其內(nèi)部具備很多功能，如時(shí)序.計(jì)數(shù)器.主控繼電器.移位寄存器及中間寄存器等，能夠方便

41、地實(shí)現(xiàn)延時(shí)、鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)和強(qiáng)制I/O等功能。PLC不僅可進(jìn)行邏輯運(yùn)算，算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及順序控制，還可實(shí)現(xiàn)模擬運(yùn)算、顯示、監(jiān)控、打印及報(bào)表生成等功能，并具有完善的輸入輸出系統(tǒng)。PLC能夠適應(yīng)各種形式的開(kāi)關(guān)量和模擬量的輸入控制.輸出控制，還可以和其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng).控制設(shè)備共同組成分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)成組數(shù)據(jù)傳送.矩陣運(yùn)算.閉環(huán)控制.排序與查表.函數(shù)運(yùn)算及快速中斷等功能。PLC的編程語(yǔ)言豐富，它可以分為梯形圖語(yǔ)言.邏輯功能語(yǔ)言.指令表

42、.和順序功能四種。特別是梯形圖語(yǔ)言，它直觀.方便，我們只要有了通常的繼電接觸器電路圖.邏輯圖或邏輯方程，就等于它有了PLC系統(tǒng)的用戶(hù)程序，很適合電器工程技術(shù)人員操作和使用。</p><p><b>　　2.使用維護(hù)方便</b></p><p>　　PLC不需要像用計(jì)算機(jī)控制那樣在輸入輸出接口上做大量的工作。PLC的輸入接口和輸出接口是已經(jīng)按不同需求做好的，可直接與控制

43、現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備相連的接口。如輸入借口可以與各種開(kāi)關(guān).傳感器連接；輸出接口具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，可以直接與繼電器.接觸器.電磁閥等連接。不論是輸入接口或輸出接口，使用都很簡(jiǎn)單。PLC具有很強(qiáng)的監(jiān)控功能，利用編程器.監(jiān)視器或觸摸屏等人機(jī)界面可對(duì)PLC的遠(yuǎn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。</p><p><b>　　3.運(yùn)行穩(wěn)定可靠</b></p><p>　　由于PLC采用了微電子技術(shù)，大量的

44、開(kāi)關(guān)動(dòng)作有無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，同時(shí)還采用了屏蔽，濾波，隔離等抗干擾措施，所以其平均無(wú)故障時(shí)間在2萬(wàn)小時(shí)以上。特別是在制造工藝上加強(qiáng)了抗干擾措施，例如輸入輸出都采用光電隔離，能有效的隔離PLC內(nèi)部電路與輸入輸出電路之間的聯(lián)系，從而避免了有輸入輸出通道串入的干擾信號(hào)引起的誤動(dòng)作。PLC還采用屏蔽，輸入延時(shí)濾波等軟、硬件措施，有效的防止空間電磁干擾，特別多高頻傳導(dǎo)干擾信號(hào)具有良好的抑制作用。所以這一切措施，都有效的保證了PLC在惡劣的工

45、作環(huán)境下能正常地遠(yuǎn)行。</p><p><b>　　4.組織靈活</b></p><p>　　可編程控制器品種很多,小型PLC為整體結(jié)構(gòu)，并外接I/O擴(kuò)展機(jī)箱構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)。中大型PLC采用分體模塊式結(jié)構(gòu)，設(shè)有各種專(zhuān)有功能模塊（開(kāi)關(guān)量.模擬量輸入/輸出模塊.位控模塊.伺服.步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊等）供選用和組合，由各種模塊組成大小和要求不同的控制系統(tǒng)。外部控制電路雖然仍為硬

46、接線(xiàn)系統(tǒng)，但當(dāng)受控對(duì)象的控制要求改變時(shí)，可以在線(xiàn)使用編程器進(jìn)行修改用戶(hù)程序來(lái)滿(mǎn)足新的控制要求，最大限度地縮短工藝更新所需要的時(shí)間。</p><p>　　2.2 PLC工作原理</p><p><b>　　一．循環(huán)掃描的特點(diǎn)</b></p><p>　　1.輸入映像 寄存器的內(nèi)容是由設(shè)備驅(qū)動(dòng)的，在程序執(zhí)行過(guò)程中的一個(gè)周期內(nèi)輸入映像寄存器的值保持

47、不變，CPU采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映像寄存器的值來(lái)控制程序的執(zhí)行。</p><p>　　2.掃描周期周而復(fù)始地進(jìn)行，讀輸入、輸出和用戶(hù)程序是否執(zhí)行是可控的。</p><p>　　3.對(duì)同一個(gè)輸出單元的多次使用、修改次序會(huì)造成不同的執(zhí)行結(jié)果。</p><p>　　4.各個(gè)電路和不同掃描階段會(huì)造成輸入和輸出延遲，這是PLC的主要缺點(diǎn)。</p>

48、<p>　　在讀輸入階段，CPU對(duì)各個(gè)輸入端子進(jìn)行掃描，通過(guò)輸入電路將各輸入點(diǎn)的狀態(tài)鎖入映象寄存器中。緊接著轉(zhuǎn)入用戶(hù)程序執(zhí)行階段，CPU按照先左后右、先上后下的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描，根據(jù)輸入映象寄存器和輸出映象寄存器的狀態(tài)執(zhí)行用戶(hù)程序，同時(shí)將執(zhí)行結(jié)果寫(xiě)入輸出映象寄存器。</p><p>　　二．PLC中的存儲(chǔ)器</p><p>　　PLC中的存儲(chǔ)器按用途分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器.用

49、戶(hù)程序存儲(chǔ)器以及工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。</p><p>　　1.用戶(hù)程序存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)根據(jù)控制要求而編制的用戶(hù)應(yīng)用程序。</p><p>　　2.用來(lái)存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)的區(qū)域稱(chēng)為工作數(shù)據(jù)區(qū)。</p><p>　　3.系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中存放的是廠家根據(jù)其選用的PLC的指令的系統(tǒng)編寫(xiě)的系統(tǒng)程序，它決定了PLC的功能，用戶(hù)不能更改其內(nèi)容。</p><p>　　2

50、.3 PLC的編程語(yǔ)言</p><p>　　PLC是通過(guò)程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行控制的，作為一種專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，為了適應(yīng)其應(yīng)用領(lǐng)域，一定有其專(zhuān)用的語(yǔ)言。PLC的編程語(yǔ)言有多種，如梯形圖、語(yǔ)句表、功能圖等。梯形圖編程語(yǔ)言是一種圖形語(yǔ)言，具有繼電器控制電路形象.直觀的優(yōu)點(diǎn)；語(yǔ)句表編程語(yǔ)言類(lèi)似計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，用助記符來(lái)表示各種指令的功能，是PLC用戶(hù)程序的基礎(chǔ)元素。</p><p>　　2.4 PLC的分類(lèi)

51、及性能指標(biāo)</p><p>　　一.按I/O點(diǎn)數(shù)容量分類(lèi)</p><p>　　1.小型機(jī)（I/O點(diǎn)數(shù)小于256點(diǎn)）</p><p>　　典型的小型機(jī)有SIEMENS公司的S7-200系列。</p><p>　　2.中型機(jī)（I/O點(diǎn)數(shù)在256—1024之間）</p><p>　　典型的中型機(jī)有SIEMENS公司的S7-3

52、00系列、OMRON公司的C200H系列。</p><p>　　3.大型機(jī)（I/O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上）</p><p>　　典型的大型PLC有SIEMENS公司的S7-400、OMRON公司的CVM1和CS1系列。</p><p><b>　　二.按結(jié)構(gòu)形式分</b></p><p>　　根據(jù)PLC結(jié)構(gòu)形式的不同，PL

53、C主要可分為整體式和模塊式兩類(lèi)。</p><p><b>　　1.整體式結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　微型和小型PLC一般為整體式結(jié)構(gòu)。如西門(mén)子的S7-200。</p><p><b>　　2.模塊式結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　目前大.中型PLC都采用這種方式。如西門(mén)子的S7-300和S7

54、-400系列。</p><p>　　三.PLC的性能指標(biāo)</p><p><b>　　1.I/O點(diǎn)數(shù)</b></p><p>　　I/O點(diǎn)數(shù)，即PLC面板上的I/O端子的個(gè)數(shù)。I/O點(diǎn)數(shù)越多，外部可以連接的I/O器件就越多，控制規(guī)模就越大。它是衡量PLC性能的重要指標(biāo)之一。</p><p><b>　　2.存儲(chǔ)

55、容量</b></p><p>　　這里專(zhuān)指用戶(hù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量，它決定了用戶(hù)所編程序的長(zhǎng)短。大.中.小型PLC的存儲(chǔ)容量變化范圍一般為2KB～2MB。</p><p><b>　　3.掃描速度</b></p><p>　　掃描速度是指PLC執(zhí)行程序的快慢，是一個(gè)重要的性能指標(biāo)，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制取代繼電器控制的穩(wěn)合程度?？删幊炭刂破鞑?/p>

56、用循環(huán)掃描的工作方式。</p><p><b>　　4.指令系統(tǒng)</b></p><p>　　它是衡量PLC能力強(qiáng)弱的標(biāo)志，決定了PLC的處理能力.控制能力的強(qiáng)弱。限定了計(jì)算機(jī)發(fā)揮運(yùn)算功能.完成復(fù)雜控制的能力。</p><p><b>　　5.通信功能</b></p><p>　　通信有PLC之間的

57、通信和PLC與計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備之間的通信。主要涉及通信模塊、通信接口、通信協(xié)議、通信指令等。</p><p><b>　　6.擴(kuò)展能力</b></p><p>　　擴(kuò)展能力包括I/O點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和PLC功能的擴(kuò)展兩方面的內(nèi)容。</p><p><b>　　7.特殊功能單元</b></p><p>　　

58、特殊功能單元種類(lèi)多，也可以說(shuō)PLC的功能多。典型的特殊功能單元有模擬量.模糊控制連網(wǎng)等功能。</p><p>　　2.5 PLC的用途</p><p>　　PLC的初期由于其價(jià)格高于繼電器控制裝置,使其應(yīng)用受到限制。但近年來(lái)由于微處理器芯片及有關(guān)元件價(jià)格大大下降,使PLC的成本下降,同時(shí)又由于PLC的功能大大增強(qiáng),使PLC 的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 PLC的應(yīng)用通?？煞譃槲宸N類(lèi)型：</p&

59、gt;<p>　　一.順序控制 這是PLC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，用以取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。PLC可應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、生產(chǎn)自動(dòng)線(xiàn)控制等。如注塑機(jī)、印刷機(jī)械、訂書(shū)機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線(xiàn)、電鍍流水線(xiàn)及電梯控制等。</p><p>　　二.運(yùn)動(dòng)控制 PLC制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)的單軸或多軸位置控制模版。在多數(shù)情況下，PLC把掃描目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模版塊，

60、其輸出移動(dòng)一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置。每個(gè)軸移動(dòng)時(shí)，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣?，確保運(yùn)動(dòng)平滑。</p><p>　　相對(duì)來(lái)說(shuō)，位置控制模塊比計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）裝置體積更小，價(jià)格更低，速度更快，操作方便。</p><p>　　三.閉環(huán)過(guò)程控制 PLC能控制大量的物理參數(shù)，如溫度.壓力.速度和流量等。PID（Proportional Intergral Derivative）模塊的提

61、供使PLC具有閉環(huán)控制功能,即一個(gè)具有PID控制能力的PLC可用于過(guò)程控制。當(dāng)過(guò)程控制中某一個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí),PID控制算法會(huì)計(jì)算出正確的輸出,把變量保持在設(shè)定值上。</p><p>　　四.數(shù)據(jù)處理 在機(jī)械加工中，出現(xiàn)了把支持順序控制的PLC和計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）設(shè)備緊密結(jié)合的趨向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10.11.12系列，已將CNC控制功能作為PLC的一部分。為了實(shí)現(xiàn)PLC和CNC

62、設(shè)備之間內(nèi)部數(shù)據(jù)自由傳遞，該公司采用了窗口軟件。通過(guò)窗口軟件，用戶(hù)可以獨(dú)自編程，由PLC送至CNC設(shè)備使用。美國(guó)GE公司的CNC設(shè)備新機(jī)種也同樣使用了具有數(shù)據(jù)處理的PLC。預(yù)計(jì)今后幾年CNC系統(tǒng)將變成以PLC為主體的控制和管理系統(tǒng)。</p><p>　　五.通信和聯(lián)網(wǎng) 為了適應(yīng)國(guó)外近幾年來(lái)興起的工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng).柔性制造系統(tǒng)（FMS）及集散控制系統(tǒng)（DCS）等發(fā)展的需要，必須發(fā)展PLC之間，PLC和上級(jí)計(jì)

63、算機(jī)之間的通信功能。作為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，不僅PLC數(shù)據(jù)通信速率要求高，而且要考慮出現(xiàn)停電故障時(shí)的對(duì)策。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 控制系統(tǒng)選取</p><p>　　PLC智能搶答器使用時(shí)涉及到搶答人員的公平、公正以及操作是否方便等問(wèn)題，而且使用的環(huán)境可能是室內(nèi)，所以對(duì)設(shè)備的安全性和可靠性要求

64、很高。為此，我們對(duì)將采用的控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析對(duì)比。可編程控制器（PLC）是由工業(yè)微型計(jì)算機(jī)、輸入, 輸出設(shè)備.保護(hù)及抗干擾隔離電路等構(gòu)成的微機(jī)控制裝置，具有順序.周期性工作的特征，從應(yīng)用角度看可編程控制器具有如下特點(diǎn)：</p><p>　　1.可靠性高：由于可編程控制器的輸入, 輸出端口均采用繼電器或光電耦合器件，采取了隔離和抗干擾措施，使其具有很高的抗干擾能力，因而能在惡劣環(huán)境下可靠工作。</p&g

65、t;<p>　　2.體積?。河捎谠谥圃鞎r(shí)采用了大規(guī)模集成電路和微處理器，用軟件編程代替了硬連線(xiàn)，便于安裝，實(shí)現(xiàn)了小型化。</p><p>　　3.通用性好：由于可編程控制器采用模塊化結(jié)構(gòu)，一般有CPU 模塊.電源模塊.PID模塊.模擬輸入和輸出模塊等，可以用這些模塊靈活的組成各種不同的控制系統(tǒng)，對(duì)不同的控制系統(tǒng)，只需選取不同的模塊即可，因而具有很好的適用性。</p><p>

66、　　4.使用方便：對(duì)于不同的控制系統(tǒng)，當(dāng)硬件結(jié)構(gòu)選定后，如果輸入.輸出作很小的變動(dòng)時(shí)，只需修改相應(yīng)程序即可，無(wú)需對(duì)系統(tǒng)連線(xiàn)做較大的修改，減少了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的工作量，使用起來(lái)靈活方便?；诳删幊炭刂破鞯纳鲜鰞?yōu)點(diǎn)能夠適應(yīng)和滿(mǎn)足搶答器高性能的使用要求，所以我確定該搶答器系統(tǒng)為PLC(西門(mén)子S7-200系列)。</p><p>　　S7-200系列的PLC在各種行業(yè)的檢測(cè)及控制的自動(dòng)化都得到廣泛的應(yīng)用。由于其具有極高的性?xún)r(jià)比

67、，在以下幾方面都有優(yōu)越的表現(xiàn)：極高的可靠性.程序易于掌握，實(shí)時(shí)特性功能.編程語(yǔ)言指令豐富，操作簡(jiǎn)便，有豐富的擴(kuò)展功能。PLC聲光智能搶答器的各種檢測(cè)信號(hào)均為數(shù)字量，中小型搶答器系統(tǒng)用西門(mén)子S7-200系列就完全可以滿(mǎn)足電氣控制系統(tǒng)方面的要求。</p><p>　　3.2主機(jī)CPU及擴(kuò)展模塊選擇</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，有7個(gè)輸入端及26個(gè)輸出端的需要，參照主機(jī)類(lèi)型表3.1，設(shè)計(jì)中

68、主機(jī)選用了為CPU226。CPU226的輸入輸出點(diǎn)比較多，共有I0.0-2.7共24個(gè)輸入, Q0.0-Q1.7共16個(gè)輸出點(diǎn)。CPU226的24個(gè)輸入點(diǎn)可以滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)中7個(gè)輸入點(diǎn)的需求，但是16個(gè)輸出點(diǎn)不能滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)26個(gè)輸出點(diǎn)的需求。</p><p>　　經(jīng)綜合價(jià)格.性能考慮，參照擴(kuò)展模塊表3.2 選用2個(gè)EM223擴(kuò)展模塊，Q2.0-Q2.7，Q3.0-Q3.7，共16個(gè)輸出端口。</p>&

69、lt;p>　　表3.1 主機(jī)類(lèi)型表</p><p>　　根據(jù)本設(shè)計(jì)輸出端口.電流流量的需求及價(jià)格比較，可選擴(kuò)展模塊如表3.2 ，經(jīng)比較后在設(shè)計(jì)中選用了2個(gè)8輸出端口 電流為50mA的EM222擴(kuò)展模塊。</p><p>　　表3-2 擴(kuò)展模塊表</p><p><b>　　圖3.2擴(kuò)展模塊</b></p><p>

70、　　3.3 控制系統(tǒng)的硬件組成</p><p>　　PLC智能搶答器硬件主要有搶答臺(tái).PLC.連接線(xiàn)路.數(shù)碼管等組成。在搶答過(guò)程中主控單元的主要控制對(duì)象首先是顯示組號(hào)和倒計(jì)時(shí)的數(shù)碼管，控制系統(tǒng)就是使它們?cè)诓煌臅r(shí)間內(nèi)顯示不同的組號(hào)和時(shí)間；其次是PLC聲光智能搶答器內(nèi)的各種輔助裝置，如：指示燈及其各種安全設(shè)施等。一般PLC聲光智能搶答器選用按鈕操作，界面清楚，易于操作。其硬件組成結(jié)構(gòu)圖如圖3.1所示:</p&

71、gt;<p>　　圖3.1 硬件組成結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.4 系統(tǒng)控制要求 </p><p>　　1.搶答器可同時(shí)供四組以下選手參加比賽</p><p>　　2.給競(jìng)賽主持人設(shè)置了3個(gè)控制按鈕，用來(lái)控制開(kāi)始、復(fù)位、停止。</p><p>　　3.每當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令后，哪組選手最先按下?lián)尨鹌靼粹o，則數(shù)碼管就顯示該

72、組的編號(hào)，同時(shí)綠色指示燈亮，音響電路發(fā)出聲響提示信號(hào)（持續(xù)三秒）以指示搶答成功，并對(duì)其后的搶答信號(hào)不在相應(yīng)，選手答題完畢后，由主持人按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始下一輪搶答。</p><p>　　4.違規(guī)搶答：若選手在未開(kāi)始搶答時(shí)提前搶答了，則視為違規(guī)，違規(guī)時(shí)數(shù)碼管顯示其編號(hào)同時(shí)紅燈亮音響電路發(fā)出聲響。</p><p>　　5.搶答限時(shí)：當(dāng)主持人按下?lián)尨鹌靼粹o時(shí)定時(shí)器T0開(kāi)始計(jì)時(shí)（設(shè)定30秒）若3

73、0秒限制到時(shí)仍無(wú)人搶答則黃燈亮音響電路發(fā)出聲響，以示選手放棄該題。</p><p>　　6.答題限時(shí)：在搶答成功后，主持人按下答題計(jì)時(shí)按鈕，同時(shí)數(shù)碼管顯示答題倒計(jì)時(shí)時(shí)間改時(shí)間可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，此設(shè)定為30秒，選手必須在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成答題，否則，音響電路發(fā)出超時(shí)報(bào)警信號(hào)。</p><p>　　3.5 控制系統(tǒng)I/O分配表</p><p>　　一.PLC聲光智能搶答器PL

74、C控制系統(tǒng)的輸入端口如表3.1所示。</p><p>　　表3.1輸入信號(hào)對(duì)照表</p><p>　　二.PLC聲光智能搶答器PLC控制系統(tǒng)的輸出端口如表3.2所示</p><p>　　表3.2輸出信號(hào)對(duì)照表</p><p>　　3.6 系統(tǒng)硬件連接圖</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)要求和所需要的硬件，系統(tǒng)數(shù)字量輸入點(diǎn)總

75、計(jì)10個(gè)點(diǎn)，輸出點(diǎn)總計(jì)30個(gè)點(diǎn)。綜合考慮到系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，輸入、輸出點(diǎn)留出一定的富裕量，因此PLC選擇SIEMENS的S7-200系列的CPU222繼電器輸出型和數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM222。輸入.輸出端子電氣接線(xiàn)圖如下圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2系統(tǒng)硬件連接圖</p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p>&l

76、t;p><b>　　4.1 整體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)PLC聲光智能搶答器的控制要求，應(yīng)用程序采用一體化結(jié)構(gòu)。通過(guò)PLC控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)整體的運(yùn)行，系統(tǒng)僅需要少量的按鈕和接口，一般的PLC配置都可運(yùn)行。該系統(tǒng)本著簡(jiǎn)單易懂、可靠性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。在搶答時(shí)只需按動(dòng)按鈕即可數(shù)碼管在系統(tǒng)程序的控制下自動(dòng)顯示組號(hào)以及倒計(jì)時(shí)時(shí)間。安全、可靠、省時(shí)、省力、價(jià)格便宜。<

77、/p><p>　　4.2 PLC聲光智能搶答器控制程序梯形圖</p><p>　　PLC聲光智能搶答器的控制的程序梯形圖如圖4.1所示。本程序簡(jiǎn)潔易懂、便于修改、使用性強(qiáng)、條理性強(qiáng)，具體如下。</p><p>　　圖4.1 PLC聲光智能搶答器的控制的程序梯形圖</p><p>　　5 模擬運(yùn)行與調(diào)試過(guò)程</p><p>

78、　　5.1 程序的模擬運(yùn)行</p><p>　　將設(shè)計(jì)好的程序?qū)懭隤LC后，首先要做的就是仔細(xì)檢查程序，并改正寫(xiě)入時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。用戶(hù)程序一般先在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，在調(diào)試時(shí)應(yīng)充分考慮各種可能的情況，對(duì)系統(tǒng)各種不同的工作方式、有選擇序列的功能表圖中的每一條支路、各種可能的進(jìn)展路線(xiàn)，都應(yīng)逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后應(yīng)及時(shí)修改梯形圖和PLC中的程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求，下面5.1—

79、5.4是程序運(yùn)行調(diào)試中的幾個(gè)過(guò)程圖。</p><p><b>　　圖5.1程序下載</b></p><p><b>　　圖5.2程序運(yùn)行</b></p><p><b>　　5.3程序監(jiān)控</b></p><p><b>　　圖5.4程序停止</b><

80、;/p><p>　　如果程序中某些定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的設(shè)定值過(guò)大，為了縮短調(diào)試時(shí)間，可以在調(diào)試時(shí)將它們減小，模擬調(diào)試結(jié)束后再寫(xiě)入它們的實(shí)際設(shè)定值。在設(shè)計(jì)和模擬調(diào)試程序的同時(shí)，可以設(shè)計(jì)、制作控制臺(tái)或控制柜，PLC之外的其他硬件的安裝.接線(xiàn)工作也可以同時(shí)進(jìn)行。</p><p>　　5.2 程序的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試</p><p>　　完成上述的工作后，就可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作立刻,首先將

81、PLC安裝在控制現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)總調(diào)試，在調(diào)試過(guò)程中有可能將會(huì)顯示出系統(tǒng)中原先可能存在的傳感器、執(zhí)行器和硬接線(xiàn)等方面的問(wèn)題，以及PLC的外部接線(xiàn)圖和梯形圖程序設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，應(yīng)對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)加以解決。如果調(diào)試達(dá)不到指標(biāo)要求，則可以對(duì)相應(yīng)硬件和軟件部分設(shè)計(jì)作適當(dāng)調(diào)整，通常只需要略微修改程序就可能出現(xiàn)實(shí)際效果。全部調(diào)試通過(guò)后，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)才可以投入到實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中。</p><p>　　在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

82、：</p><p>　　1.在計(jì)算機(jī)上編程通過(guò)后，程序無(wú)法下載，經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢查后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)存沒(méi)有初始化，對(duì)內(nèi)存進(jìn)行清理后，下載程序進(jìn)行調(diào)試。</p><p>　　2.在剛開(kāi)始調(diào)試檢驗(yàn)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)程序一直無(wú)法通過(guò)，最后發(fā)現(xiàn)我在編寫(xiě)程序時(shí)誤把程序中的數(shù)字0寫(xiě)成了英文O。</p><p>　　3.在載入程序后，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不亮，經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管和電源之間未連成回路，連接

83、后數(shù)碼管正常顯示。</p><p>　　4.編譯成功后，在模擬實(shí)驗(yàn)調(diào)試時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕I1.0運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)搶答器顯示燈不能正常發(fā)光，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)同時(shí)亮的現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)是程序中沒(méi)有添加中間繼電器自鎖功能所致，程序經(jīng)修改后回復(fù)正常。下面為未修改前程序如圖5.4</p><p>　　修改后程序如圖5.5。</p><p><b>　　圖5.4錯(cuò)誤程序<

84、;/b></p><p><b>　　圖5.5正確程序</b></p><p>　　5.下面這個(gè)錯(cuò)誤是這樣的，在運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)程序運(yùn)行時(shí)，做倒計(jì)時(shí)顯示的數(shù)碼管在倒計(jì)時(shí)結(jié)后總停在30而不是00，經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)是將計(jì)算器放在倒計(jì)時(shí)程序之后而PLC微機(jī)是從上到下掃描所造成的，將兩程序位置調(diào)換后恢復(fù)正常。</p><p>　　6.另外一個(gè)

85、錯(cuò)誤是在運(yùn)行時(shí)，第一輪搶答時(shí)倒計(jì)時(shí)運(yùn)行良好，復(fù)位后再度搶答時(shí)倒計(jì)時(shí)出現(xiàn)混亂，經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)是倒計(jì)時(shí)程序缺少?gòu)?fù)位按鈕所致，添加后程序運(yùn)行正常。下面為未修改前程序如圖5.6修改后程序如圖5.7。</p><p><b>　　圖5.6錯(cuò)誤程序</b></p><p><b>　　圖5.7正確程序</b></p><p>　

86、　由于受實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件的限制，本次設(shè)計(jì)只在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)調(diào)試，沒(méi)有把整個(gè)設(shè)計(jì)技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的時(shí)間，在各位老師.同學(xué)的幫助下，在我的不斷努力下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于要完成了。從設(shè)計(jì)中我學(xué)到許多知識(shí)，也理解了做任何事都要細(xì)心的道理。知識(shí)的積累是一點(diǎn)一滴的，在設(shè)計(jì)中我也感受頗深。在此我要真

87、誠(chéng)的感謝郭繼紅老師給予我的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中郭老師嚴(yán)格督促我的畢業(yè)設(shè)計(jì)速度，及時(shí)的幫我解決我在設(shè)計(jì)中遇到的各種問(wèn)題和困難，在設(shè)計(jì)中一直對(duì)我嚴(yán)格要求，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都給我耐心的指導(dǎo)和講解，并主動(dòng)為我提供各種相關(guān)技術(shù)資料，在郭老師的幫助和指導(dǎo)下我順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也讓我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中受益匪淺，在此謹(jǐn)向郭老師致以深切的謝意！</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我也遇到了許多困難得到了學(xué)校里其他老師的幫助

88、和指導(dǎo)，我也要感謝我的母校濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，是她提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的三年大學(xué)生活豐富多彩，為我的人生留下精彩的一筆。</p><p>　　感謝評(píng)閱和閱讀本設(shè)計(jì)論文的老師為此付出的辛勤勞動(dòng)！</p><p>　　在此還要感謝濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院的全體老師，感謝他們對(duì)我的培養(yǎng)！</p><p>　　最后祝愿各位老師：身體健康！萬(wàn)事如意。</p>

89、<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 胡滿(mǎn)紅主編. 電氣控制與PLC .鄭州：大象出版社，2008</p><p>　　[2] 王成福主編.可編程序控制器原理及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[3] 周淑珍、高鴻斌主編.PLC分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2004<

90、;/p><p>　　[5] 王玉中主編.電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù).河南：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2006</p><p>　　[6] 孫平主編.可編程序控制器原理及應(yīng)用，北京：高等教育出版社，2003</p><p>　　[7] 江秀漢、湯楠主編.可編程序控制器原理及應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003</p><p>　　[8] 劉敏主編.