基于s7300的数字抢答器的设计毕业设计说明书.docx
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基于s7300的数字抢答器的设计毕业设计说明书
四川信息职业技术学院
毕业设计说明书(论文)
设计(论文)题目:
智能抢答器操纵系统的设计(PLC)
专业:
电气自动化
班级:
电气11-1
学号:
1140021
姓名:
刘佳伟
指导教师:
王刚
2013年11月01日
摘要
最近几年来随着科技的飞速进展,PLC的应用不断地走向深切,同时带动传统的操纵检测技术的不断更新,可编程操纵器由于其优良的操纵性能,极高的靠得住性,在各行各业中的应用日趋普遍普及。
关于抢答器其普遍用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举行各类知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用,为竞赛增添了刺激性、娱乐性,在必然程度上丰硕了人们的业余生活,而且给人的视觉成效超级好,是各单位开展素养教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。
本次设计是利用PLC(ProgrammableLogicController)对PLC操纵的智能抢答器进行操纵。
第一,选择那个题目以后,我对本次设计进行了全面的试探。
使自己对本次设计有一个大致的整体思路,然后认真分析PLC操纵的智能抢答器的工作原理,和它的一些工作进程,分析后得出它要紧需要完成主持人的操纵、选手的抢答、违规、计时及输出显示功能等。
考虑到只是PLC操纵的智能抢答器那么输出端口需要5个,输入端口需要5个,由于PLC具有靠得住性高、体积小、通用性、利用方便等优势,因此,我决定选用SIMATICS7-200作为本次设计的PLC。
具有方便灵活,保护使用方便等特点。
关键词:
智能操纵;抢答器;PLC
第一章绪论
选题背景和设计目的
抢答器普遍用于电视台、商业机构及学校,为竞赛增添了刺激性、娱乐性,在必然程度上丰硕了人们的业余生活。
本文介绍一种数字式抢答器,能使四个队同时参加抢答,赛场中设有1个主持人台,4个参赛台,别离为1号、2号、3号、4号参赛台.整体设计选用西门子PLC操纵,抢答操作方便,在很多的场所都能够利用,而且给人的视觉成效超级好。
抢答器,顾名思义确实是用于竞赛时,跟对手比反映时刻,思维运转快慢的新型电器。
随着社会科技技术的不断进展,他的应用处合也随之增加;技术含量大大提升;加倍方即靠得住。
目前,形式多样、功能完备的抢答器已普遍应用于电视台、商业机构、学校及企事业单位,它为各类竞赛增添了刺激性、娱乐性,在必然程度上丰硕了人们的业余生活。
用PLC进行知识竞赛抢答器设计,其操纵方便,灵活,只要改变输入PLC的操纵程序,即可改变竞赛抢答器的抢答方案。
PLC智能抢答器与单片机抢答器相较,在许多方面都显示出优越性.第一说一下单片机抢答器,所谓单片机系统确实是采纳目前市场上的单片机CPU及其它外围芯片,依照不同系统设计电路板,最终设计成一台简易的运算机系统,并在此基础上设计程序以达到所要求的操纵功能。
这种形式在80年代国内很流行,但由于受到本身靠得住性及其它方面的限制,目前除仪表上仍然采纳外,在工业现场的应用已慢慢被PLC所代替。
单片机的靠得住性:
由于目前国内市场上的单片机芯片的品质良莠不齐,专门大一部份仍是国外挑选出来的次等品,加上其它外围元件(如电阻、电容等)的参数离散性也专门大,批量小的产品不可能通过挑选配对等技术处置,因此如此的产品很难做到专门好的一致性和高靠得住性,因为任一元件的参数偏离设计要求都会引发系统的不稳固。
另外,单片机的所有器件均不是工业级的,抗干扰性专门是抗电源干扰能力很弱,而国内的电源一样都很差,加上压片机的变频调速对电源的干扰专门大,因此,更可能引发单片机系统的不稳固。
单片机的可扩展性:
由于单片机的线路是依照必然的功能要求专门设计的,因此要增加一个功能就要从头设计线路,而且对应的程序都要从头设计。
如此关于增加功能的开发本钱和周期都会增加。
单片机的可保护性:
一旦单片机系统显现故障,很难诊断出故障元件,最简单的方式是改换整个系统,如此维修本钱增加了。
操作:
此刻国内单片机系统的操作均采纳自设计的键盘,设定数据用拨码开关,显示用LED,整个面板显得繁锁,而且为了减少操作键,设计时往往一键多用,操作人员很难脱开说明书操作。
专门是故障显示只能显示故障代码,一旦发生故障,操作人员必需翻阅说明书方能发觉故障所在,最终按说明书指示排除故障,如此排除故障的时刻相对较长。
总之,如此的人机对话不够友善。
特点:
不靠得住,价钱廉价。
可编程操纵器(PLC):
所谓PLC系统确实是采纳目前市场上各大工业操纵厂家生产的可编程操纵器,依照要求选用不同的模块,在此基础上设计程序以达到所设计的功能。
这种形式目前在工业现场应用最为普遍。
PLC的靠得住性:
入口PLC采纳的CPU都是生产厂家专门设计的工业级专用途理器,其余各元件也是直接向生产厂家购买的,通过严格挑选的工业级元件,另外它的电源模块也是集各大公司工业操纵的体会而专门设计的,抗干扰性专门是抗电源干扰能力有专门大提高,即便在电源很差和变频调速的干扰下仍能正常工作。
PLC的可扩展性:
要增加一个功能只要增加相应的模块和修正对应的程序,而PLC的编程相对照较简单,如此关于开发周期会缩短。
PLC的可保护性:
PLC本身有很强的自诊断功能,一旦系统显现故障,依照自诊断很容易诊断出故障元件,即便非专业人员也能维修,若是故障由于程序设计不合理引发,由于它提供完善的调试工具,要找出故障也较为简单。
操作:
PLC的操作采纳触摸式操作终端,人机界面,全屏显示,上面设计了很详尽的操作指南,即便第一次利用,也能依照提示顺利操作,这就降低了对操作人员的要求,一样工人也能专门快把握。
另外,一旦系统发生故障,画面自动切换到故障提示画面,提示故障缘故和排除方式。
乃至能够显示故障在机械上的位置,维修人员能够依照提示专门快排除故障。
特点:
价钱与前二种操纵器相较略贵,靠得住性好,操作简单。
PLC智能抢答器的工作原理
我所设计的PLC智能抢答器是适合四个人抢答的四路抢答器,此刻以四路抢答器为例。
4人抢答器有5个按钮作为输入信号,别离接、、、,主持人的复位按钮与启动按钮对应,违规输出灯为。
要求:
1.当主持人按下启动按钮后开始抢答,并限按时刻,最先按下按钮的由7段数码显示管显示该台台号,其他抢答按钮无效。
2.若是在限定的时刻内各参赛选手在30秒内没有按下抢答按钮,尔后再按下抢答按钮那么无效。
3.若是主持人未按下启动按钮之前,有人按下抢答按钮,那么属违规,在显示该台台号时,违规指示灯亮,其它抢答按钮无效;4.各台台好数字显示的排除,及违规指示灯的关断,都要通过主持人去按下复位按钮。
工作原理图如下图。
图智能抢答器工作原理图
第二章硬件设计及PLC操纵组态
操纵系统选取
抢答器对时刻距离的要求很高,而且多在会议、答辩赛等一些正规的需要进行抢答的场合中利用,因此对设备的精准性和靠得住性要求很高。
为此,咱们对将采纳的操纵系统进行了全面的分析对照。
可编程操纵器(PLC)是由工业微型运算机、输入,输出设备、爱惜及抗干扰隔离电路等组成的微机操纵装置,具有顺序、周期性工作的特点,从应用角度看可编程操纵器具有如下特点:
一、靠得住性高:
由于可编程操纵器的输入,输出端口均采纳继电器或光电耦合器件,采取了隔离和抗干扰方法,使其具有很高的抗干扰能力,因此能在恶劣环境下靠得住工作。
二、体积小:
由于在制造时采纳了大规模集成电路和微处置器,用软件编程代替了硬连线,便于安装,实现了小型化。
3、通用性好:
由于可编程操纵器采纳模块化结构,一样有CPU模块、电源模块、PID模块、模拟输入和输出模块等,能够用这些模块灵活的组成各类不同的操纵系统,对不同的操纵系统,只需选取不同的模块即可,因此具有专门好的适用性。
4、利用方便:
关于不同的操纵系统,当硬件结构选定后,若是输入、输出作很小的变更时,只需修改相应程序即可,无需对系统连线做较大的修改,减少了现场调试的工作量,利用起来灵活方便。
基于可编程操纵器的上述优势能够适应和知足立体车库高性能的利用要求,因此我确信该车库操纵系统为PLC(西门子S7-300系列)。
S7-200系列的PLC在各类行业的检测及操纵的自动化都取得普遍的应用。
由于其具有极高的性价比,在以下几方面都有优越的表现:
极高的靠得住性、程序易于把握,实时特性功能、编程语言指令丰硕,操作简便,有丰硕的扩展功能。
抢答器所利用的各类判定信号均为数字量,因此用西门子S7-300系列就完全能够知足电气操纵系统方面的要求。
操纵系统的硬件组成
抢答器操纵系统有4个答题人抢答按钮,一个主持人复位与开始按钮,5个抢答信号灯,5个输入信号,5个输出信号,PLC系统可选择以下配置。
1)PS307(5A)电源模块一只,定货号为6ES7307-1EA00-0AA0。
2)CPU315T-2DP
(1)模块一只,定货号为6ES7315-1AF03-0AB0。
3)DI8/DO8*24V/数字输出模块一只,定货号为6ES7323-1BL00-0AA0。
硬件组态
如图所示。
图PLC硬件组态
抢答器操纵系统的I/O端子分派如表所示:
图PLCI/O端子分派表
第三章操纵程序设计
操纵要求
参与抢答的四人中只要一人按下抢答按钮,便会接通本组抢答信号灯,改组的抢答信号灯亮,告知主持人和观众该组取得抢答权,同时切断其他各组信号灯电路;其他组的答题人不能继续抢答,每题的答题时刻为5秒,不论答题人是不是回答完整,都将进入下一轮抢答,这时主持人第一次按下SB5按钮,清除上一轮抢答信号,主持人的信号灯亮,当主持人再次按下SB5按钮,主持人信号灯灭,这时下一轮抢答开始,选手开始抢答。
功能FC1和FC2的程序设计
3.2.1功能FC1的程序设计
SB1按钮能够作为SR触发器的置位信号,而且要串入其他3路的互锁信号,不然就不止一盏灯亮,中间贮存位地址为.其他3路的工作原理相同,中间存储地址别离为、、,FC1程序如图,图,图,图所示。
若是置位和复位信号同时知足,复位信号优先,即主持人优先。
图第一组抢答成功
图第二组抢答成功
图第三组抢答成功
图第四组抢答成功
3.2.2功能FC2的程序设计
在FC2中,设计SB5的下降沿触发接通延时按时器T1,在FC1中每一路串入T1的常闭触点。
SB5的上升沿用于复位按时器T1,为下次延时做预备,如图,图,图,图,图,图所示。
图
图
图
图
图
图
OB1的程序设计
抢答器程序采纳模块式结构,在组织块OB1中编写主程序,FC一、FC2在其中是子程序,主程序如下图。
图OB1中的主程序
利用仿真程序对程序进行方案调试
完成了四路数字抢答器的操纵系统的程序后,用仿真工具PLCSIM进行调试。
3.4.1打开仿真工具PLCSIM
如下图。
图打开仿真工具
3.4.2下载PLC硬件信息和PLC操纵程序程序
如下图。
图下载程序到仿真系统
3.4.3调试四路抢答器PLC操纵系统
抢答开始,第一组选手抢答成功,如下图。
图第一组选手抢答成功
第一组选手抢答成功5秒时刻到,第一组灯熄灭,进入下一题,如下图。
图回答时刻5秒到
上一题回答后,进入下一题,主持人清除上一轮抢答信号,HL5亮,如下图。
图主持人清除上一轮信号
主持人再次按下SB5,下一轮抢答开始,HL5熄灭,如下图。
图主持人再次按下SB5,下一轮开始
结论
本次设计通过利用PLC(ProgrammableLogicController)对PLC操纵的四路数字抢答器进行操纵。
我对本次设计通过了全面的试探,整理整体思路,然后认真分析PLC操纵的四路数字抢答器的工作原理,和它的一些工作进程,分析后得出它要紧需要完成主持人的操纵、选手的抢答、计时及输出显示功能等。
我选用了SIMATICS7-300作为本次设计的PLC。
通过量次对程序的修改和仿真调试,最终实现了基于S7-300的数字抢答器的设计。
致谢
通过几个月的时刻,在列位教师、同窗的帮忙下,在我的不断尽力下,我的毕业实践任务书终于要完成了。
从设计中我学到许多知识,也明白得了做任何事都要细心的道理。
知识的积存是一点一滴的,在设计中我也感受颇深。
在此我要真诚的感激王刚教师给予我的指导,在设计进程中王刚教师严格催促我的毕业设计速度,及时的帮我解决我在设计中碰到的各类问题和困难,在设计中一直对我严格要求,在整个毕业设计过程中都给我耐心的指导和讲解,并主动为我提供各类相关技术资料,在徐教师的帮忙和指导下我顺利完成了本次毕业设计,也让我在这次毕业设计中收成颇丰,在此谨向王教师致以深切的谢意!
在这次毕业设计中我也碰到了许多困宝贵到了学校里其他教师的帮忙和指导,我也要感激我的母校四川信息职业职业技术学院,是她提供了良好的学习环境和生活环境,让我的三年大学生活丰硕多彩,为我的人一辈子留下出色的一笔。
感激评阅和阅读本设计论文的教师为此付出的辛勤劳动!
在此还要感激四川信息职业技术学院的全部教师,感激他们对我的培育!
最后祝愿列位教师:
合家欢乐!
工作顺利!
身体健康
参考文献
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[6]王成福.可编程序操纵器原理及应用.机械工业出版社,2006
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