1、黑龙江农业经济职业学院毕业论文基于 PLC的数码显示多路抢答器设计姓 名： 赵 达 奇 指导教师： 闫 瑞 涛 专 业： 机电一体化技术 班 级： 1 2 1 2009 年 12 月 8 日黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文目 录摘 要 1前 言 21 控制要求及I/O分配 32 系统总体设计 32.1 实现方法研究 32.2 系统梯形图 3结 论 4参考文献 5致 谢 6黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文1基于 PLC的数码显示多路抢答器设计摘 要： 详细讨论采用三菱 PLC 实现数码显示多路抢答器设计方法，内容包括控制要求、I/O 分配、设计方法、梯形图等相关内容。关键词：可编
2、程控制器；梯形图；译码指令。黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文2前 言目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器，其大致采用模拟电路、数字电路、单片机或者 PLC 芯片、计算机控制系统等四类产品。对于采用模拟电路或者数字电路的产品，其技术相当成熟。但是随着功能的增多，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其功能的升级换代。对于计算机控制系统来说，其程序简单，反应灵敏，便于参数调节及其功能的升级换代，但鉴于其必须配合计算机实用，可操作性差，没有得到广泛的应用。而对于科技飞速发展的今天，PLC、单片机应用的不断深入，带动了
3、传统控制检测技术的不断更新，并鉴于其本身具有的优点，以PLC、单片机为核心的部件成为主流。传统的普通抢答器主要存在一下缺点：在一次抢答过程中，当出现超前违规抢答时，只能处理违规抢答信号，而对没有违规的有效信号不能进行处理，因而使该次抢答过程变为无效。当有多个违规抢答时，优先编码电路只能选择其中一个，或利用抢答电路电子元件的“竞争”选择其中一个。对于后者由于抢答电路制作完毕后电子元件被固定，各路抢答信号的“竞争”能力也被固定，因而本质上也有优先权。普通抢答器存在不公平性。当有多个违规抢答时，普通抢答器只能“抓住”其中一个违规者。因而出现了“漏洞” 。可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置
4、，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。现已广泛应用于工业控制的各个领域，它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。 PLC 的学习比一般编程学习困难在于，要完成一个控制系统不仅需要掌握一定的编程技术，更为重要的是要知道如何针对实际应用的需要选择合适的 PLC 型号，然后进行资源配置，设计控制系统。黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文31.控制要求及 I/O分配系统采用三菱公司 FX2N 系列 PLC 设计六路抢答器。系统输入有六个抢答按钮，用于抢答输入，抢答开始按钮 SB1，抢答复位按钮
5、SB2；输出显示采用数码管替代传统的指示灯，使其更加直观。具体控制要求如下：按下抢答按钮抢答开始，最先抢答按钮按下，相应组号将被显示在由 PLC 输出端控制的数码管上。LED 数码显示控制原理如图 1 所示，每一个数码显示单元由八组发光二极管组成，分别用图中 A-H 表示，要显示某一数字只要将相应组二极管点亮即可。例如要显示数字“1” ，只要将B、C 两组发光二极管点亮即可。由于本系统只要显示数字而无需显示小数点所以只要将 PLC 输出端 Y0-Y6 接到数码管 A-G 即可完成数码显示。图一 LED 数码管显示原理综上所述系统的 I/O 分配如表 1 所示：表一 抢答器 I/O 分配情况表2
6、.系统总体设计2.1 实现方法研究设抢答器设计是一个经典问题，有很多方法可以实现，可以采用数字电路，单片机系统，PLC 系统来实现，相比之下 PLC 实现具有可靠性高，设计简单等特点。由于系统有起动和停止选项，为了简单明了，将系统工作状态信号用辅助继电器 M100 来表示。对于抢答部分，当 X1-X6六个输入按钮中的某一个按下之后，系统应该记录其状态，如果采用指示灯形式表示，可以直接将其输出给输出继电器 Y，但是由于我们采用数码管输出显示，输出继电器部分已经被占用，所以此处我们采用辅助继电器 M1-M6 来记录。抢答结果。由于抢答是按钮为了信号长期有效，还需要将其自锁，又由于任何时刻，只有一组
7、抢答有效，所以各辅助继电器又要进行互锁。对黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文4于数码显示部分，如果由 M0-M7 的导通状态来分析或是计算 A-G 的通断，将会是很麻烦的事。三菱 PLC 提供了 7 段译码指令 SEGD 使得 PLC 处理数码显示变为极为方便，假设要想在输出端显示数字“3” ，只要执行类似于图 2 所示指令即可。图 2 7 段译码指令使用示例2.2 系统梯形图 通过上述分析得到系统参考梯形图如图 3 所示，其中 M100 为系统工作状态，导通表示可以抢答，断开表示复位。M1-M6 记录抢答情况，导通表示抢答有效，关断表示相应组没有进行抢答。数码输出采用 7 段译码指令来
8、完成，只要将相应数字通过指令译码后送输出端 Y0-Y7 控制数码管显示即可，操作十分方便。黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文5结 论论文详细介绍了基于三菱公司 FX2N 系列 PLC 的六路数码显示抢答器的控制要求，I/O 分配，梯形图等内容，给出 PLC 设计采用数码管输出多路抢答器的一般方法。该方法具有思路清晰，简单高效。当控制要求发生改变，例如抢答无需启动，抢答路数发生改变，可以根据论文提供方法进行类推。黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文6参考文献1 孙振强.可编程控制器原理及应用教程M 北京：清华大学出版社， 2008 2 李向东.电气控制与 PLCM.北京：机械工业出版社
9、，2009. 3 钟肇新等.可编程控制器原理及应用M. 广州: 华南理工大学出版社，2008.4 史国生主编.电气控制与可编程控制器技术.北京：化学工业出版， 2010.5 5 三菱 FX PLC 使用手册.三菱公司.黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文7致 谢这次毕业设计得到了很多人的帮助，其中闫瑞涛教授对我的关心和支持尤为重要，每次遇到难题，我首先想到的就是向闫老师寻求帮助。另外，他严谨的作风使我的论文即使在谨小细微处也给予了纠正，让我的论文无论是结构还是内容变得更加公整、紧凑，感谢闫老师对我的悉心指导。感谢校方给予我这样一次机会，能够独立地完成这样一个设计，作为检验这些年来学习的成果, 在这个过程当中，学校给予我们各种方便，使我们在即将离校的最后一段时间里，能够更多学习一些实践应用知识，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。再一次对我的母校表示感谢。感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，正是因为有了你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，更让我感觉到了知识以外的东西，那就是团结的力量。
