1、電氣控制課程設計評語：考勤（10）守紀（10）過程（40）設計報告（30）答辯（10）總成績（100）自動化動1001班專 業： 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 蘭州交通大學自動化與電氣工程學院2013年7月12日智力搶答器PLC控制的實現方法1問題分析及解決方案框架確定1.1 問題描述在各種形式的智力競賽中，搶答器作為智力競賽的批判裝置得到了廣泛的應用。設計搶答器的原則是：(1)可以根據比賽規則，設定答題時間。(2)能夠用聲光信號表示競賽狀態，調節賽場氣氛。(3)用數碼管顯示參賽者的得分情況。1.2 控制任務和功能要求(1)競賽開始時，主持人接通啟動/停止按鈕（SA），指示燈HL1

2、亮。(2)當主持人按下開始搶答按鈕（SB0）后，如果在10S內無人搶答，賽場的音響（HA）發出持續1.5S的聲音，指示燈HL2亮，表示搶答器自動撤銷此次搶答信號。(3)當主持人按下開始搶答按鈕（SB0）后，如果在10S內有人搶答（按下搶答按鈕SB3、SB4或SB5），則最先按下按鈕的信號有效，相應的搶答桌上的搶答按鈕燈（HL3、HL4或HL5）亮，賽場的音響發出短促音（0.2SON,0.2SOFF,0.2SON）。(4)當主持人確認搶答有效后，按下答題計時按鈕（SB6），搶答桌上的搶答燈滅，計時開始，計時時間到（假設為20S），賽場的音響發出持續3S的長音，搶答桌上搶答燈再次亮。(5)如果搶答

3、者在規定的時間內正確回答問題，主持人或助手按下加分按鈕，為搶答者加分（分數自定），同時搶答桌上的指示燈快速閃爍3S(閃爍頻率為0.3SON,0.3SOFF)。(6)如果搶答者在規定的時間不能正確回答問題，主持人或助手按下減分按鈕，為搶答者減分（分數自定）。模型如圖1。圖1 搶答器模型2 PLC選型及硬件配置現在市場上的PLC主要是西門子的S7-300PLC，具有優化配合、強大的模擬技術、結構緊湊、組裝簡單、接線方便等特點。我們在課堂上老師主要以此PLC給我們講解，我們對此型號PLC較為熟悉，所以選S7-300PLC作為此次設計的核心。選擇西門子S7-300PLC,硬件配置如表1。表1 硬件配置

4、表槽號模塊訂貨號固件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的輸入/輸出點，編制輸入/輸出分配表如表2。表2 I/O地址分配表序號符號地址數據類型注釋1SAI0.0BOOL主持人啟動按鈕2SB0I0.1BOOL主持人開始搶答按鈕3SB3I0.2BOOL1號搶答按鈕4SB4I0.3BOOL2號搶答按鈕5SB5I

5、0.4BOOL3號搶答按鈕6SB6I0.5BOOL主持人應答按鈕7SB1I0.6BOOL加分按鈕8SB2I0.BOOL減分按鈕9HAQ4.0BOOL蜂鳴器10HL1Q4.1BOOL現場指示燈111HL2Q4.2BOOL現場指示燈212HL3Q4.3BOOL1號指示燈13HL4Q4.4BOOL2號指示燈14HL5Q4.5BOOL3號指示燈3.2 梯形圖中用到的定時器如表3。表3 梯形圖用到的定時器定時器號類型功能說明T1SD10S的等待搶答時間T2SE10S內無人搶答時產生1.5S的長音T3SD與T4兩個產生200MS的脈沖T4SD與T3兩個產生300MS的脈沖T6SD20S的答題時間計時T8S

6、D與T4兩個產生200MS的脈沖T9SD與T4兩個產生200MS的脈沖T10SE答對題時相應的燈亮3S4 PLC外部接線圖根據控制任務和設計要求，設計此智力搶答器PLC控制運行的PLC控制外部接線圖如圖2。圖2 智力搶答器PLC控制運行外部接線圖5 控制流程圖為了清楚地表明動作的順序和條件，繪制智力搶答器PLC控制流程圖如圖3。結束開始按下開始按鈕10S是否搶答1號搶到回答正確1號加11號減1回答正確2號加12號減12號搶到3號加13號減1回答正確是是是是是是否否否否否結束判斷否是3號搶到否圖3 PLC控制流程圖 6 系統梯形圖程序設計根據上述分析，結合控制系統流程圖，用西門子STEP7軟件設

7、計系統梯形圖程序如下。7 程序調試使用PLCSIM仿真軟件調試程序。首先打開仿真程序，然后，將編制好的梯形圖程序下載到仿真PLC中，之后在仿真環境下運行程序，觀察分析實驗結果，并進行模擬調試。仿真結果如下。(1)當主持人按下啟動按鈕I0.0和開始搶答按鈕I0.1時，指示燈1亮，并且在10S內無人搶答時在S7-PLCSIM中仿真結果如圖4。圖4 啟動仿真結果(2)當主持人按下開始搶答按鈕I0.1時，1號桌在10S搶答到，并且在20S答題內答對題在S7-PLCSIM中仿真結果如圖5。圖5 1號搶答仿真結果8 心得體會智力搶答器PLC控制是一個貼近實際生活的設計問題，通過對這一問題的研究，激發了自己的學習興趣，培養了創新思維和解決實際工程問題的能力，從課程設計中取得了比較大