湖北理工学院基于PLC的五路抢答器的设计.docx
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湖北理工学院基于PLC的五路抢答器的设计
电气与电子信息工程学院
《电气控制与实训》
设计报告
名称:
基于的五路抢答器设计
专业名称:
电气工程与其自动化
班级:
学 号:
姓名:
指导教师:
设计时间:
2015年4月27日——2015年5月8日
设计地点:
K3-218实验室
电气控制与实训成绩评定表
姓名
学号
专业班级
题目:
基于的五路抢答器的设计
答辩记录:
1你的智力抢答器可以实现哪些功能?
答:
由五组竟猜抢答,当主持人按下开始抢答按钮后,五组选手开始抢答,数码管开始显示九秒倒计时。
如果在九秒内无人抢答该题作废,裁判台上警示灯点亮同时蜂鸣器响三秒停止,再按抢答键无效;在抢答时间内如果有人抢答,显示器显示对应组号码,对应选手台上的显示灯亮。
抢答成功后,裁判根据选手答题是否正确给选手打分。
选手答对得一分,答错不得分。
如果选手答题正确,裁判台上的绿灯亮。
当这次答题结束后,主持人次按复位键后,开始进行新一轮抢答。
全场积分最高的队伍获得胜利。
2数码管是如何接的,你的设计中两个数码管分别显示什么东西?
答:
本次设计中用到两个数码管,1号数码管用来倒计时和显示抢答队伍的组号,2号数码管用来显示每个队伍当前的分数。
Y1017控制1号数码管,Y10接11接b,依此类推。
当b、c管被同时点亮时,数码管就显示1,同理我们可以用它显示0-9这10个数字。
成绩评定与依据:
1.考勤情况(10%):
2.设计调试情况(30%):
3.设计答辩(20%):
4.设计报告(完成情况、报告规范性等情况40%):
最终评定成绩(以分数和优、良、中、与格、不与格评定):
指导教师签字:
设计任务书
2014~2015学年第2学期
学生姓名:
专业班级:
12级电气工程与其自动化1班指导教师:
工作部门:
电气与电子信息工程学院
一、设计题目
课题1:
.电动机的综合控制方向
课题2:
竟猜抢答系统的设计方向
课题3:
交通灯控制方向
课题4:
电梯控制方向
课题5:
喷泉或彩灯控制方向
二、设计内容(含技术指标)
1、用实现四台以上电动机综合控制,要求模拟实际的工况,包括电机的顺序控制、电机的连锁和互锁控制,电机间的逻辑联系应具有一定的复杂程度,画出主电路和接线图,接好线,编程并进行调试。
2、用实验装置设计竟猜抢答系统,要求不少于5组,有必要的组号显示、记时显示和模拟记分系统,有优先抢答功能,画出主电路和接线图,接好线,编程并进行调试。
3、用实现各种路口的交通信号灯控制,要求与实际交通灯工作情况基本相符,具有必要显示和通过外部设备进行设定功能,画出主电路和接线图,接好线,编程并进行调试。
4、用实现电梯控制,要求与实际基本相符,电梯层数不少于4层,画出主电路和接线图,接好线,编程并进行调试。
5、用实现喷泉控制,要求花样不少于6种,能自动循环、单循环、和手动控制,画出主电路和接线图,接好线,编程并进行调试。
6、同组同学要求不能完全重复,必须有自己的亮点,对思路新颖的、和用到更多功能指令的有加分。
7、所有小组均应在开题的过程中,由指导老师对与题目相关的具体的设计控制要求进行审核。
三、设计进度安排
序号
内容
学时安排(天)
1
选题、讲解设计要求、查资料;
1
2
方案论证、说题与硬件选型和设计
2
3
软件设计
2
4
程序与系统调试
3
5
绘制图纸、撰写和打印设计报告
1
6
设计答辩
1
合计
10
设计指导答辩地点:
K3——实验室
四、基本要求
设计报告:
不少于5000字,A4幅面,统一复印封面。
1封面、设计任务书
2目录
1)方案选择,方案论证(综述、任务详解与设计思路,选型等)
2)系统硬件设计(系统功能与原理、系统组成框图、器件选择、功能时序图、电路原理图、分配与接线)
3)系统软件设计(各软件模块的功能,梯形图与说明(此部分不是全部梯形图,只是把主要部分分别单独截出来,分别单独介绍说明!
))
4)系统调试(调试步骤、方法与调试过程中的问题与如何解决等)
5)结果分析与展望(最后的结果成功点和不足之处、总结与改进等)
3附录参考文献和完整梯形图(梯形图要求要有注释,否则会扣分!
)
五、设计考核办法与成绩评定
根据过程、报告、答辩等确定设计成绩,成绩按得分0~100分,可分为优、良、中、与格、不与格五等。
评定项目
基本内涵
分值
设计考勤
考勤、自行设计、按进度完成任务等情况
10
设计调试
软硬件调试过程与完成情况
30
设计答辩
回答问题等情况
20
设计报告
完成情况、报告规范性、创新性、雷同率等情况
40
一方案选择与论证6
1.1任务详解与要求6
1.2设计思路6
二系统硬件设计10
2.1系统功能与原理10
2.2系统组成框图10
2.3流程图设计11
2.4分配表11
2.5硬件电路图12
2.6数码管显示部分13
三系统软件设计14
3.1定时器、计数器的选择14
3.2梯形图个主要模块与说明15
四系统调试20
4.1硬件调试:
20
4.2调试过程中的问题与解法20
五结果分析与展望22
5.1调试结果分析22
5.2功能展望23
2.3个人总结24
参考文献25
附录26
一.方案设计与论证
1.1任务详解与要求
近年来随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展,的应用不断地走向深入,同时带动传统的控制检测技术的不断更新,可编程控制器由于其优良的控制性能,极高的可靠性,在各行各业中的应用日益广泛普与。
抢答器,顾名思义就是用于比赛时,跟对手比反应时间,思维运转快慢的新型电器。
随着社会科技技术的不断发展,他的应用场合也随之增加;技术含量大大提升;更加方便可靠。
用进行知识竞赛抢答器设计,其控制方便。
抢答器广泛用于电视台、商业机构与学校,为竞赛增添了刺激性、娱乐性,在一定程度上丰富了人们的业余生活。
本文介绍一种抢答器,能使五个人同时参加抢答,赛场中设有一个裁判台,五个参赛台.总体设计选用三菱控制,抢答操作方便,在很多的场所都可以使用,并且给人的视觉效果非常好。
1.2设计思路
1.由五组竟猜抢答,当主持人按下开始抢答按钮后,五组选手开始抢答,数码管开始显示九秒倒计时。
2.如果在九秒内无人抢答该题作废,裁判台上警示灯点亮同时蜂鸣器响三秒停止,再按抢答键无效;在抢答时间内如果有人抢答,显示器显示对应组号码,对应选手台上的显示灯亮。
抢答成功后,裁判根据选手答题是否正确给选手打分。
选手答对得一分,答错不得分。
如果选手答题正确,裁判台上的绿灯亮。
当这次答题结束后,主持人次按复位键后,开始进行新一轮抢答。
全场积分最高的队伍获得胜利。
二.系统硬件设计
2.1系统的功能与原理
知识竞赛抢答器通过进行按控制要求编程,其主要的输入就是通过裁判员和参赛选手的按钮,然后将信号传递给信息分析中心(),将根据信号作出相应的响应。
知识竞赛抢答器有十个输入信号(即十个按钮),十六个输出信号(即一个音响信号,其余为数码管输出信号)。
本次设计可大致分为4大部分:
抢答部分、倒计时与其显示部分、显示灯与蜂鸣器显示部分、计分与其显示部分。
在抢答设计中,肯定要有自锁和互锁控制,自锁是为了保持信号长期有效,互锁是为了对组间互不影响;在倒计时显示部分中,主要采用时间继电器和指令来实现;计分环节是本次设计的难点,采用计数器累计计数,然后转换为码再送入辅助继电器,再将段码送入数码管实现显示数字功能。
2.2系统组成框图
2.3流程图设计
当裁判按下开始按钮时,五个参赛对处于抢答状态,若无人抢答,9秒过后蜂鸣器响三秒,裁判台警示灯亮,裁判按下复位新一轮答题开始。
如果9秒内有人抢答,假如是一号参赛队先抢到题目,先判断抢答是否成功,若成功,则由裁判进行对应的计分操作,答题结束。
流程图如下图所示:
2.4分配表
根据任务要求与所选2N和其他硬件(蜂鸣器、灯、数码显示管)的实际情况,地址分配如表所示
输入信号
输出信号
名称
代号
输入点标号
名称
代号
输出点标号
开始按钮
0
X0
蜂鸣器
Y0
1号赛台抢答器按钮
1
X1
数码管1
a1
Y1
2号赛台抢答器按钮
2
X2
b1
Y2
3号赛台抢答器按钮
3
X3
c1
Y3
4号赛台抢答器按钮
4
X4
d1
Y4
5号赛台抢答器按钮
5
X5
e1
Y5
计分按钮
6
X6
f1
Y6
复位按钮
7
X7
g1
Y7
数码管2
a22
Y1017
为了硬件电路接线方便,0抢答的开始按钮,对应输入点为X0;1为一号参赛抢答按钮,对应输入点为X1;2为二号参赛抢答按钮,对应输入点为X2;3,3,4分别对应后面三个参赛对号,输入点分别X3、X4、X5;6为计分按钮,对应输入点为X6;数码管1显示输出点为Y17。
数码管2显示输出点为Y1017。
2.5硬件电路图
根据题目要求和地址分配,结合2N的外部硬件接线图如图所示:
2.6数码管显示部分
为了使数码管显示不同的数字,要把某些段的发光二极管点亮,这样就要为数码管提供代码,因为这些代码可使相应的段发光,从而显示不同字符,这些代码也称为段码。
本设计采用的是共阴极接地,该数码管外形与引脚如下图所示;其具体显示字符与共阴极段码如下表2所示:
抢答器的传送数据
显示数字
共阴极段码
g
f
e
d
c
b
a
0
H3F
0
1
1
1
1
1
1
1
H06
0
0
0
0
1
1
0
2
H5B
1
0
1
1
0
1
1
3
H4F
1
0
0
1
1
1
1
4
H66
1
1
0
0
1
1
0
5
H6D
1
1
0
1
1
0
1
6
H7D
1
1
1
1
1
0
1
7
H7
0
0
0
0
1
1
1
8
H7F
1
1
1
1
1
1
1
9
H6F
1
1
0
1
1
1
1
三系统软件程序设计
3.1定时器、计数器的选择
在内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式,当所计时间达到设定值时,其输出触点动作,时钟脉冲有1、10、100。
定时器可以用用户程序存储器内的常数K作为设定值,也可以用数据寄存器(D)的内容作为设定值。
在后一种情况下,一般使用有掉电保护功能的数据寄存器。
即使如此,若备用电池电压降低时,定时器或计数器往往会发生误动作。
定时器通道范围如下:
100定时器T0~T199,共200点,设定值:
0.1~3276.7秒;
10定时器T200~245,共46点,设定值:
0.01~327.67秒;
1积算定时器T245~T249,共4点,设定值:
0.001~32.767秒;
100积算定时器T250~T255,共6点,设定值:
0.1~3276.7秒;
定时器指令符号与应用如下图所示:
当定时器线圈T200的驱动输入X000接通时,T200的当前值计数器对10的时钟脉冲进行累积计数,当前值与设定值K123相等时,定时器的输出
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- 湖北 理工学院 基于 PLC 抢答 设计