基于PLC控制的知识竞赛抢答器的设计 摘 要: 文章介绍一种利用日本三菱公司生产的FX2N-32MR 型PLC 作为核心控制器的八路抢答器系统，并且给出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有数字显示功能。抢答器工作原理：当主持人发布抢答命令后，若有人按下按键，这时通过程序判断且在数码管显示先按键的人，这时其他人将不能进行按键作。当要进行下一次抢答时，由主持人按复位键，电路复位，进入下一次抢答。该电路具有工作稳定可靠、响应速度快、实时性强等特点。如果对外部电路稍加修改，或者在系统程序中加入分支，可以把八路抢答器改为更多路的抢答器。如果去除系统中的互锁和限时功能，可以把抢答器改为呼叫器，能够用在医院病房、宾馆客房、写字楼办公室、工厂生产车间等多种地方。
关键词:PLC 知识竞赛抢答器 PLC程序设计
1 引言
在学校里经常会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场上已有很多类型的竞赛抢答器，但其中绝大多数是早期设计的，采用模拟电路、数字电路或者模数混合电路的产品。这些抢答器已相当成熟，但是随着功能增多，电路也越复杂，并且成本偏高，故障率高，显示方式简单或者没有，无法准确判断抢按按钮的行为，也不便于参数调节及功能的升级换代。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用正在不断地走 向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。可编程控制器是以微机技术为基础发展起来的新一代控制装置，是实现 自动化控制的理想工具之一，它有着传统继电接触控制无法比拟的优点，因而在控制领域中得到了广泛应用，若采用可编程控制器制作抢答器，则比用逻辑电路和继电器制作的抢答器具有更多的优点，其结构简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠，定时准确，可方便地设置定时时间，编程容易，功能扩展方便，修改灵活。本设计就是利用 PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，PLC的性能优势必会使得竞赛真正达到公正、公平、公开。 目录
第一章 概述 …………………………………………………………………………1
1.1 PLC的简介………………………………………………………………………1
1.2 PLC的用途与特点………………………………………………………………1
1.2.1 PLC的用途………………………………………………………………1
1.2.2 PLC的特点 ……………………………………………………………2
1.3 PLC的分类………………………………………………………………………4
1.3.1按I/O点数容量分类……………………………………………………4
1.3.2按结构形式分类…………………………………………………………4
第二章 整体方案的选择……………………………………………………………6
2.1整体功能介绍 …………………………………………………………………6
2.2控制要求 ………………………………………………………………………6
2.3用单片机和PLC分别做系统的比较 …………………………………………7
第三章 硬件电路设计 ……………………………………………………………9
3.1控制特点分析 …………………………………………………………………9
3.2 PLC机型的选择步骤与原则 …………………………………………………10
3.3抢答器流程图 …………………………………………………………………11
3.4程序中所使用的FX系列PLC的编程元件介绍………………………………11
3.4.1三菱FX系列PLC取指令与输出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT）……11
3.4.2三菱FX系列PLC触点串联指令（AND/ANI/ANDP/ANDF） …………12
3.4.3三菱FX系列PLC触点并联指令（OR/ORI/ORP/ORF）………………13
3.4.4三菱FX系列PLC块操作指令（ORB / ANB） ………………………14
3.4.5三菱FX系列PLC置位与复位指令（SET/RST） ……………………15
3.4.6传送类指令MOV SMOV CMOV BMOV FMOV………………………………15
3.4.7三菱FX系列PLC常数（K、H）………………………………………18
3.4.8三菱FX系列PLC输入继电器（X） …………………………………18
3.4.9三菱FX系列PLC输入继电器（Y） …………………………………19
3.4.10辅助继电器 …………………………………………………………19
3.4.11三菱FX系列PLC定时器（T）………………………………………20
3.4.12微分指令（PLS/PLF） ………………………………………………22
3.4.13位右移和位左移指令 ………………………………………………23
3.5 PLC与七段LED显示器连接设计 ……………………………………………24
3.5.1 LED数码管的结构及主要特性 ………………………………………24
3.5.2 PLC与七段数码管方案选择 …………………………………………25
3.5.3 PLC与七段数码管直接连接阻值计算 ………………………………26
3.5.4 外部硬件接线图 ……………………………………………………26
第四章 软件设计…………………………………………………………………27
4.1I/O分配 ………………………………………………………………………27
4.2根据控制要求进行梯形图设计 ………………………………………………28
4.3程序运行过程分析 ……………………………………………………………33
4.4 源程序…………………………………………………………………………34
4.5程序的下载、安装和调试 ……………………………………………………41
第五章 总结与展望 ………………………………………………………………42
致谢…………………………………………………………………………………43
参考文献……………………………………………………………………………45
参考文献
PLC技术及应用 齐从谦,王士兰 机械工业出版社
数控加工编程与操作实用技术 董丽华主编 电子工业出版社
高等学校毕业设计(论文)指导手册:机械卷 国家教育委员会高等教育司
数字电子技术 张豫滇主编 北京邮电大学出版社
三菱FX2NPLC 使用手册
可编程控制器使用教程 王 红 电子工业出版社
可编程控制器选择设计与维护 殷洪义 机械工业出版社
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