基于PLC的六路抢答器系统设计.docx

电气及自动化课程设计报告 题 目： 基于PLC的六路抢答器系统设计 课 程： PLC原理与应用 学生姓名： 学生学号： 年 级： 14级 专 业： 自动化 班 级： 2班 指导教师： 机械与电气工程学院制 2017年6月 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1 课程设计的任务和要求 1 1.1 课程设计的任务 1 1.2 课程设计的要求 1 2. PLC控制器的原理与组成 1 2.1 PLC硬件系统 1 2.2 PLC工作原理 3 2.3 六人抢答器基本组成 4 2.4 六人抢答器工作原理 4 3 六人抢答器系统设计方案制定 5 3.1 PLC选型 5 3.2 六人抢答器系统的I/O口分配 6 4 六人抢答器系统的软件设计 7 4.1 PLC编程语言 7 4.2 抢答器系统程序 7 4.2.1 主持人控制端 7 4.2.2抢答成功与抢答犯规指示灯显示 9 4.2.3七段数码管显示 9 4.2.4 蜂鸣器电路 11 5 六人抢答器系统程序仿真 12 5.1 抢答成功仿真 12 5.2 抢答犯规及抢答超时仿真 12 5.3 加减分及数码管显示 13 5.4 抢答超时 14 6 总结及心得体会 14 参考文献 15 基于PLC的六路抢答器系统设计 机械与电气工程学院 自动化专业 1 课程设计的任务和要求 1.1 课程设计的任务 使用西门子S7-200PLC编写程序实现六路抢答器的系统设计并使用仿真软件进行其功能的实现。 1.2 课程设计的要求 （1）主持人控制功能，具有开始抢答按钮和复位按钮； （2）主持人未按下开始抢答按钮时抢答为违规抢答，违规指示灯亮，蜂鸣器响； （3）抢答延时，超过20S无人抢答时此题作废，蜂鸣器长鸣； （4）抢答成功后，抢答成功指示灯亮，数码管显示抢答成功的队伍编号； （5）在抢答成功后，主持人根据回答的正确与否可以对该队伍进行加减分控制； （6）每次正确抢答时，只有第一位按下抢答按钮的队伍为有效抢答。 2. PLC控制器的原理与组成 2.1 PLC硬件系统 可编程控制器，英文称ProgrammableLogicController，简称PLC。PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题[1]。 PLC的硬件系统主要由主机、输入/输出扩展单元、外部设备组成，各部分之间通过总线连接。其中主机主要由中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出电路、外部设备接口、电源几大部分组成[2]。 PLC是一种由“事先存贮的程序”来确定控制功能的工控类计算机且实质和微机的结构相同。 图1 PLC硬件结构 （1）中央处理单元(CPU) 中央处理单元（CPU）是PLC 的控制中枢。它按照PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据：检查电源、存储器、I/O 以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误，当PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O 映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 （2）存储器（Memory） 可编程控制器的控制中枢，在系统监控下工作，承担着将外部输入的信号的状态写入映像寄存器区域，然后将结果送到输出映像寄存器区域。CPU常用的微处理器有通用型微处理器，单片机和位片式计算机等。小型PLC的CPU多采用单片机或专用的CPU。大型PLC的CPU多用位片式结构，具有高速数据处理能力