八路抢答器毕业的设计.doc

1 概述 1.1 PLC相关概述 PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。” PLC最初用于逻辑控制和顺序控制，面对运动控制和过程控制，PLC必须扩展自己的功能，才能满足生产的需求。机床工业、汽车工业等属于离散型制造工业，这类工业侧重于运动控制，如位置控制和速度控制。为此，生产PLC的厂家相继推出了位置控制模块、伺服定位模块、运动控制模块、电子凸轮模块、A/D转换模块、D/A转换模块以及高速计数模块等功能模块，用于速度、加速度以及位置控制等运动控制。大量的中小型企业属于混合型制造工业，这类制造业中既有运动控制又有过程控制，为了适应这些企业的需要，各厂家都在自己的PLC产品中推出了温度传感器模块、PID（比例、积分、微分）控制模块、A/D转换模块、D/A转换模块、闭环控制模块以及模糊控制模块等功能模块，用于温度、压力、流量以及液位等过程控制。 现代化生产的水平,产品质量和经济效益等各项指标在很大程度上取决于生产设备的先进性和电气化程度。随着大规模集成电路及微型计算机技术的发展,给电气控制技术开辟了新的前景。可编程控制器是近几十年发展起来的一种新兴工业控制器,由于它将计算机的编程灵活、功能齐全、应用面广等优点与继电器系统的控制简单、使用方便、抗干扰力强、价格便宜等优点结合起来,而其本身又具有体积小、重量轻、耗电省等特点,因此在工业生产过程控制中的应用越来越广泛。 1.2 可编程控制器的特点 PLC出现后就受到普遍的重视,其应用发展也十分的迅速,原因在于现有的各种控制方式相比,它有一系列受用户欢迎的特点,主要是: 1. 可靠性高,抗干扰能力强，能在恶劣的工业环境下工业生产对控制设备的可靠性提出很高的要求。PLC是专为工业控制而设计,由于采取了一系列措施,使PLC控制系统的平均无故障间隔时间一般能达到4～5万小时,远远超过传统继电器控制和计算机控制系统。可以说,到目前为止尚无任何一种工业控制系统的可靠性能达到和超过PLC。 2. 编程简单、易于掌握。这是PLC优于微机的另一个特点。梯形图编程方式是PC最常用的编程语言。它与继电器控制原理图类似，具有直观、清晰、修改方便、易掌握等优点。 3. 组合灵活使用方便。由于它采用标准化得到通用模块结构，能灵活方便地组合成各种不同规模、不同功能的控制系统。 4. 功能强，通用性好。现代PLC具备很强的信息处理功能和输出控制能力，它既可以对开关量进行控制又可以对模拟量进行控制。 5．开发周期短，功率高，维护方便。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大地减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计周期大大缩短，同时维护也变得容易起来。 6. 体积小，重量轻，工耗低。 随着电子技术的发展和应用领域日益扩大，PLC技术及其产品仍在继续发展，其结构不断改进，功能日益增强，性价比越来越高。 2 系统设计要求及方案论证 2.1 基本要求 主持人按下开始抢答按钮后,抢答开始并限定时间; 最先按下按钮的由七段显示器显示该台台号,同时蜂鸣器发出音响,其它抢答按钮无效; 3. 10S之内无人回答, 蜂鸣器发出音响视抢答无效; 4. 在主持人按下开始抢答按钮之前有人按下抢答器,则属违规,在显示台号同时违规指示灯亮,其它按钮不起作用; 5. 各台数字显示的消除,蜂鸣器音响及违规指示灯的关断,都要通过主持人去按下复位按钮。 2.2 设计任务及工作原理 1. 抢答器同时为 8组选手分别提供按钮进行抢答，按钮分别为 PB0、PB1、PB2、PB3、PB4、PB5、PB6、 PB7； 2. 设置一个复位按钮 PB10，实现系统电路的复位，由主持人控制； 3. 当主持人打开启动开关后，在设定时间 T1内，如果某组抢先按下抢答按钮，则驱动音效电路发出声响，某分台指示灯亮，并且在 8段数码管显示器上显示出抢答成功的组号 ，此时电路实现互锁，其他组再按下抢答按钮为无效； 4. 如果在时间 T1内，无人应答，则驱动音效电路②发出声响，总台灯指示灯亮，表示抢答者均放弃该题； 5. 在抢答成功后，启动计时器，在设定的时间T2内回答有效，当到达设定时间T2时，驱动音效电路，总台灯指示灯亮