电气工程与自动电器控制与PLC课程设计教案.ppt

电器控制与PLC课程设计 适用班级：电气工程与自动化 指导教师： ? 机电与信息工程学院自动化系 设计课题一： 三路智力抢答器的PLC控制 一、任务描述 三路抢答器有三个抢答按钮SB1～SB3，在允许抢答情况下最先按动的按钮有效，此后按下的按钮无效，伴有灯光、声音显示，并开始计时（答题时间），计时时间到（答题给定的时间），声光提示停止答题。如果抢答者答题正确或错误，主持人按下加分键或减分键，将对显示分数值加分或减分。该控制器组成框图如下图所示 控制台绿灯 违规指示红灯 二、设计任务和要求  1．主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，若10s内无人抢答，则有声音提示，说明该题无人抢答，自动作废。 2．主持人提出问题在未按下启动按钮（开始抢答）之前抢答，则违规，抢答器报出违规信号，并作减分处理。 3．主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮的信号有效，后按下的按钮信号无效。 4．主持人按下计时按钮，开始计时。答题时间为1min，答题过程中有灯光提示时间，时间到并有声音指示。 5．抢答器有数码显示器显示各答题者的分数，由主持人控制，答对者加10分，答错者减10分，违规者扣5分，减分计算中若出现负分作0分处理。 6．答题完毕按下复位按钮，恢复抢答器原始状态，为下一轮抢答做好准备。 答题过程中灯光、音响的安排及注意事项如下： 抢答有效：抢答者灯亮、控制台绿灯亮及声响。 10s无人应答：声响、控制台绿灯（HL4）点亮2s。 违规：违规者灯亮、控制台红灯（HL5）亮及声响答题过程：抢答者灯亮，控制台绿灯亮，50s后控制台绿灯闪烁。 答题时间到：抢答者灯亮，控制台绿灯灭及声响 按加分按钮加10分，按减分按钮减10分，按违规减分按钮减5分，最高分为90分（违规情况下最高分为95分），最低分0分。声响时间为1s。 在抢答时间（10s）内，除抢答者按下按钮外，其它按钮按下无效。只有在答题者回答问题且按下加分或减分按钮后，再按复位按钮才能进入下一轮抢答。若出现违规，只有在按下按违规减分按钮后，再按复位才可进入下一轮抢答。若无人抢答，控制台绿灯点亮2s后，无需按下复位按钮自动进入下一轮抢答。 三、设计方案提示 ⑴ 抢答器抢答部分控制程序可用基本指令编程，分数的统计要采用应用指令完成。 ⑵ 指示灯和音响输出，可由PLC的输出端子直接接通。 ⑶ 抢答者的得分情况通过数码显示器进行显示，显示电路见下图，显示电路板自制，可采用传送、比较、移位和BCD等应用指令与基本指令组合编程来完成。 ⑷ 显示电路简介 本显示电路主要由CD4511译码器、LED数码管、电阻和直流电源四部分组成，将CD4511的A、B、C、D端输入的BCD码，通过译码、锁存和驱动，以十进制数在七段显示数码管中显示。 CD4511为一锁存/译码/驱动三合一译码器，其管脚逻辑图见下图。 ① 锁存部分有四位存储锁电路，由锁存允许端LE控制锁存，当LE＝“0”时，锁存器直通，输出端随A～D端变化；当LE＝“1”时，锁存器锁定，输出端保持不变。 ② 熄灭控制端BI，当BI＝“0”时，译码器输出全为“0”，即数码管熄灭。 ③ 输出驱动部分是具有较大电流输出的NPN双极型晶体管，当推动LED数字显示器件时，一定要加限流电阻，限流电阻约200Ω,由等测试输入端LT，可测试数码管的七段。当LE＝“0”时，显示数8，即各段均亮，则正常。 显示电路原理简介如下： 本显示电路采用静态方式显示，按照时间段分别把十位、个位数送到各自的CD4511译码器中，CD4511的锁存器保持所送的数据，通过其输出端驱动各自的数码管，使所送的数据在数码管中显示。PLC的输出步骤要求如下： ① 将所送的数据转换成BCD码, 如： [BCD D0 K2M10]。 ② 先将所送的十位数值加到显示十位数的CD4511的A、B、C、D端([ MOV K1M14 K1Y0])，同时使该CD4511的LE端为低电平，显示个位数的CD4511的LE端为高电平 。 ③ 在没有送个位数之前，再使显示十位数的CD4511的LE端为高电平，锁存送入的数据 ④ 先将所送的个位数值加到显示个位数的CD4511的A、B、C、D端([ MOV K1M10 K1Y0])，同时使该CD4511的LE端为低电平，显示十位数的CD4511的LE端为高电平 。 ⑤ 再使显示个位数的CD4511的LE端为高电平，锁存送入的数据，至此一个显示周期完成 初始化显示： 大约在开始运行程序的1s内，使每个CD4511的LE端为低电平，这样保证了每个答题者的起始分数值为0。然后变为高电平就进入正常的显示。 四、设计报告要