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1、1专业方向设计报告课程名称： 设计名称： 姓 名： 学 号: 班 级： 指导教师： 起止日期： 2方 向 设 计 任 务 书设计要求：（指导教师给出的具体设计要求）控制要求1）抢答器同时供 6 名选手或 6 个代表队比赛，分别用 6 个按钮 S0 S5 表示。2）设置一个系统清除和抢答控制开关 S，该开关由主持人控制。4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如 30 秒） 。当主持人启动开始键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间 0.5秒左右。5）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示抢答的时间，并保持到主持人将系统清
2、除为止。6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示 00。方 向 设 计 学 生 日 志时间 设计内容2011.11.11 查阅资料2011.11.15 进行 PLC 程序编写2011.11.20 进行 MCGS 的界面设计2011.11.25 到实验室进行调试2011.11.29 到实验室进行调试2011.12.03 整理资料，书写报告。2011.12.06 答辩36 路抢答器 PLC 控制系统设计摘要本设计将以松下 FP0 PLC 为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，并在组态软件里进行监控界面的设计，达到了同步的要求。
3、在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加了一系列的实用功能并简化其电路结构，其将以其控制方便，灵活，只要改变输入 PLC 的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案，从而使得竞赛不断完善其公平、公正性关键词松下可编程逻辑控制器 抢答器 工控组态软件 6-way Responder PLC Control System DesignAbstractPanasonic FP0 PLC will be the design for the core design of the system structure, process instructions, ladder, and the distrib
4、ution of program input and output terminals, and monitor configuration software in the design of the interface, to the synchronization requirements. While retaining the original Responder at the same time the basic functions of a series of practical features to increase and simplify the circuit stru
5、cture, its control will be convenient, flexible, as long as the PLC control program to change the input can change the race Responder Responder program, which makes competition continue to improve its fairness, impartialityKeyword： Panasonic PLC；Responder ；MCGS4一、设计目的和意义1、设计目的随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，
6、实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现） 、屏幕显示、按键发光等多种功能。但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单(有的甚至没有显示电路)，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。本设计要求就是利用 PLC 作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用 PLC 本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。2、设计意义在设计中，我运用了松下 PLC 可编程逻辑控制器和其他理论和实际
7、知识进行设计，加深了对以前所学的知识的理解。掌握了 PLC 和 MCGS 组态软件设计的一般规律，提高了我分析和解决实际问题的能力。通过这次设计，我学会了从所实现的目的出发，合理选择所需的硬件和软件，制定合理的设计方案，省时省力的完成设计。二、控制要求1）抢答器同时供 6 名选手或 6 个代表队比赛，分别用 6 个按钮 S0 S5 表示。2）设置一个系统清除和抢答控制开关 S，该开关由主持人控制。3）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如 30 秒） 。当主持人启动开始键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间 0.5 秒左右。4）参赛选手在设定的时间内
8、进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。5）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示 00。三、设计方案论证方案一：抢答器功能的方式有多种，可以采用前期的模拟电路，数字电路或模拟与数字电路相结合的方式。但这种对电路知识要求很高，实现起来相对简单。方案二：基于单片机的抢答器设计，这种的成本较高，对硬件电路要求较高，运用单片机所学知识，通过外部硬件电路的链接和编程实现。方案三：运用 PLC 可编程控制逻辑器件，通过编程实现逻辑输入输出的功能，达到一个实现控制要求的目的，运用 MCGS 组态软件，进行界面监控及远
9、程控制，综合起来看，运用单片机及数电模电知识做不利于监控界面的制作，最终选择基于 PLC 的抢答器设计。5四、系统设计设计原理：基于 PLC 的程序控制，先进行程序的编写，抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，则报警器响 2 秒，数码管上显示抢答的时间，并锁存，按钮无效；当 30 秒倒计时到了，则数码管上显示 00，在 MCGS 组态软件上做监控界面，实现数据的通信，进行设备的调试及监控，以及远程调试控制。1、 根据控制要求，进行抢答器 PLC 控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC 硬件配置电路。(1)设计原理基于 PLC 的程序控制，先进行程序的编写，抢答器具有锁存与显示功
10、能。即选手按动按钮，则报警器响 2 秒，数码管上显示抢答的时间，并锁存，按钮无效；当 30 秒倒计时到了，则数码管上显示 00，在 MCGS 组态软件上做监控界面，实现数据的通信，进行设备的调试及监控，以及远程调试控制。(2)I/O 分配表 1 I/O 地址分配表分类 器件名称 I/O 端子 功能S0 X0 一号抢答器按钮S1 X1 二号抢答器按钮S2 X2 三号抢答器按钮S3 X3 四号抢答器按钮S4 X4 五号抢答器按钮S5 X5 六号抢答器按钮S6 X6 系统清除输入 S7 X7 主持人控制按钮L0 Y0 选手 1 指示灯L1 Y1 选手 2 指示灯L2 Y2 选手 3 指示灯L3 Y3
11、 选手 4 指示灯输L4 Y4 选手 5 指示灯6出 L5 Y5 选手 6 指示灯续表 1L6 Y6 蜂鸣器H0 Y20 数码管显示个位H0 Y21 数码管显示个位H0 Y22 数码管显示个位H0 Y23 数码管显示个位H1 Y24 数码管显示十位H1 Y25 数码管显示十位H1 Y26 数码管显示十位输出H1 Y27 数码管显示十位2、 根据控制要求，编制抢答器 PLC 控制应用程序。1）抢答器抢答程序抢答程序，当主持人摁下抢答开始按钮时，系统开始 30 秒倒计时，当某位选手摁下抢答按钮时，选手灯亮并触发蜂鸣器响 2 秒，其他选手的抢答按钮全部锁存，按钮无效，倒计时结束，并在数码管上显示抢答
12、时间。图 1 抢答器抢答按钮梯形图图 2 抢答触发蜂鸣器梯形图如果 30 秒之内没有选手按下抢答按钮，则视为抢答无效，抢答器上显示 00；7抢答无效，只有主持人摁系统清除使系统恢复功能，当主持人摁下抢答开始按钮时才可继续抢答。图 3 系统清除及主持人抢答控制按钮梯形图2）抢答器数码管显示程序抢答器显示时间的程序实现是通过各种函数实现的，首先 F0 将 30 送到 SV1 定时器，由 R7 触发倒计时功能，EV1 中的数送到 DT1 中，由 F80 译码并输出。当选手摁下抢答按钮时触发中间继电器 R11，将 EV1 中的数值送到 DT3 数据寄存器中，将 30 送给DT2，F25 函数，使 DT
13、2 中的数减去 DT3 中的数并把结果存在 DT2 中，再将 DT2 的数送给 DT1 中，并由 F80，将 DT1 中的数译码输出。倒计时结束，如果没有人抢答，则抢答无效，显示 00。图 4 抢答器数码管显示梯形图83）程序流程图NYYN图 5 程序流程图3、 设计一个上位机监控界面（用组态软件 MCGS）步骤：（1）打开 MCGS 组态软件界面。（2）新建一个用户窗口（3）从旁边的工具箱中的 选中所需要的硬件设备（指示灯）拖放入窗口中，从选取按钮。用 画根矩形条，组成数码管。主持人按钮按下倒计时开始开始有无选手按下抢答按钮倒计时停止并锁存选手指示灯系统清除倒计时到 00 结束End9图 6
14、 监控界面设计图（4）按钮的设置双击按钮进入属性设置界面，将基本属性中的按钮标题改为“按钮”，其他不变。图 7 按钮属性设置（5）指示灯的属性设置双击指示灯，按照下图进行设置：10图 8 指示灯属性设置（6）数码管的设置单击每段分别进行设计，因为用的松下 PLC 的数码管是 BCD 码的数码管，所以，在进行设计的时候需要注意，因为分配的 I/O 端口是 Y20-Y27。图 9 数码管以个位最上面那段举例，当数码管需要显示 0、2、3、5、6、7、8、9。所以设置为：(y20=0 and y21=0 and y22=0 and y23=0) or (y20=0 and y21=1 and y22
15、=0 and y23=0)or (y20=1 and y21=1 and y22=0 and y23=0) or (y20=1 and y21=0 and y22=1 and y23=0) or (y20=0 and y21=1 and y22=1 and y23=0) or (y20=1 and y21=1 and y22=1 and y23=0) or (y20=0 and y21=0 and y22=0 and y23=1) or (y20=1 and y21=0 and y22=0 and y23=1)其他的同理。属性设置如下：11图 10 数码管属性设置（7）蜂鸣器属性设置双击蜂鸣器
16、，按下图进行属性设置：图 11 蜂鸣器属性设置（8）给各个硬件加注解单击左侧工具箱中的 ，在新建的窗口中拉出合适的大小，并注释。（9）在实时数据库中新增所需数据并选择数据类型并设置12单击工作台，单击实时数据库，点击新增对象，双击窗口中新增对象进行属性设置，将对象名称改为需要的名称，对象类型选为开关型。 图 11 数据对象属性设置图（10）添加硬件设备在工作台中选择设备窗口，双击设备窗口，点击工具栏中的 图标，进行设备的设置，选择设备管理，选择串口通讯父设备。再从 PLC 设备中选取松下 FP 系列 PLC，点击确定。图 12 设备管理选取点击确定之后右键单击 PLC 设备进行属性设置，点击内部属性栏-设置设备
