PLC专业课程设计三路抢答器.docx

1 引言
1.1设计任务和要求
一、控制要求
设计三路抢答器控制系统，其控制要求以下：一个三路抢答器，任意一组抢先按下后，显示器能立即显示该组编号而且指示灯开始闪烁，同时锁住抢答器，使其它组按下无效，抢答器复位后才可重新抢答。
二、设计I/O点分配
三、画出PLC外部接线图
四、设计完整梯形图
五、编译、下载、运行
六、工作步骤图1所表示

图1.1工作步骤图
1.2实用价值和理论意义
现在中国外市场上已经有很多类型知识竞赛抢答器，其大致采取模拟电路、数字电路、单片机或PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。对于采取模拟电路或数字电路产品，其技术相当成熟。不过伴随功效增多，电路也越复杂，而且成本偏高，故障率高，显示方法简单或没有。而对于科技飞速发展今天，PLC、单片机应用不停深入，带动了传统控制检测技术不停更新，并鉴于其本身含有优点，以PLC、单片机为关键部件成为主流。可编程控制器是以计算机为关键通用自动控制装置，它功效强、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各个领域，它以微处理器为关键，用编写程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并经过数字量和模拟量输入/输出来控制机械设备或生产过程.
抢答器广泛用于电视台、商业机构及学校，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了大家业余生活。本文介绍一个抢答器，能使三个人同时参与抢答,赛场中设有1个裁判台，三个参赛台.总体设计选择施耐德PLC控制,抢答操作方便，在很多场所全部能够使用，而且给人视觉效果很好。 
抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢新型电器。伴随社会科技技术不停发展，她应用场所也随之增加；技术含量大大提升；愈加方便可靠。用PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只要改变输入PLC控制程序，便可改变竞赛抢答器抢答方案。  
三路抢答器有三个抢答按钮，最先按下按钮有效，显示器能立即显示该组编号而且指示灯开始闪烁，同时锁住抢答器，使其它组按下无效，抢答器复位后才可重新抢答。
2 PLC概述
2.1施耐德M218PLC
Modicon M218可编程控制器是施耐德生产一款紧凑型可扩展控制器，内置多个强大功效，以紧凑型方法提供“All in One”处理方案。施耐德电气在推出了SoMachine平台下M238 / M258 PLC产品后，又推出了全方面满足工业过程控制和基础设施自动化控制需求小型PLC平台 —— M218 PLC产品。 
Modicon M218作为Premium和Quantum和M258/M238产品线后最好拓展，融合了可编程控制发明者最新关键技术，集合了多个强劲功效和创新技术和一身，在灵活、功效强大SoMachine软件配合下，称为小型项目标最好处理方案。具体说明见图2.1

图2.1施耐德M218PLC部分说明书

2.2TM218LDAE24DRHN
此次课程设计中我们选择是TM218LDAE24DRHN，它具体说明见图2.2

图2.2TM218AE24DRHN具体说明
3设计详情
3.1PLC选择
在这次课程设计中，使用是施耐德SoMachine系列M218编程软件，按控制要求及I/O分配系统采取施耐德企业Somachine系列PLC设计三路抢答器，按控制要求及I/O分配系统采取施耐德企业Somachine系列PLC设计三路抢答器，所选PLC型号为TM218LDAE24DRHN，所选触摸屏型号为HMIGXO3501。
LED数码动态显示基础做法在于分时轮番选通数码管公共端，使得各数码管轮番导通，在选通响应数码管后，即显示字段上得到显示字形码。
3.2设计原理
选手X1按下抢答器时，X1闭合，Y1得电并自锁。选手回复完成后，主持人按下按钮X0复位，选手X2、X3抢答原理同上。当选手X1按下抢答器时，常闭触点Y1断开，只有Y11和Y12通电，数码管显示为“1”；当选手X2按下抢答器时，常闭触点Y2断开，只有Y12和Y15失电，数码管显示为“2”；当选手X3按下抢答器时，常闭触点Y3断开，只有Y14和Y15失电，数码管显示为“3”。

3.3外部接线
此次课程设计外部接线图图3.1所表示。

图3.1外部接线图

3.4I/O地址分配
表3.1I/O地址分配表
输入端子分配
输出端子分配
抢答按钮1
X1
数码管a
Y10
抢答按钮2
X2
数码管b
Y11
抢答按钮3
X3
数码管c
Y12
主持人复位按钮4
X0
数码管d
Y13

数码管e
Y14

数码管f
Y15

数码管g
Y16

闪烁灯1
Y17

闪烁灯2
Y18

闪烁灯3
Y19

3.5变量申明

3.6按控制要求绘制梯形图
3.6.1抢答器部分
选手X1按下抢答器时，X1闭合，Y1得电并自锁。其它选手，同理。

图3.2抢答器部分
3.6.2数码管部分
当选手X1按下抢答器时，常闭触点Y1断开，只有Y11和Y12通电，数码管显示为“1”。
当选手X2按下抢答器时，常闭触点Y2断开，只有Y12和Y15失电，数码管显示为“2”。
当选手X3按下抢答器时，常闭触点Y3断开，只有Y14和Y15失电，数码管显示为“3”。

图3.3数码管部分
3.6.3闪烁灯部分
常开触点Y1闭合时，BLINK产生脉冲，使线圈Y17对应灯随之闪烁。Y2、Y3原理同上。

图3.4闪烁灯部分
4利用软件仿真
4.1 梯形图对应指令表

4.2触摸屏显示

4.3 时序图

图4.1 1号选手X1时序图

图4.2 2号选手X2时序图

图4.3 3号选手X3时序图

图4.4 主持人按键X0时序图
4.4 功效块

图4.4 功效块截图
5 课程设计心得体会
经过此次课程设计，我能利用已学知识处理我在设计中碰到问题，使自己动手能力和思索问题能力得到了很大提升。课程设计就为我们提供了良好实践平台，在做设计时，我复习了很多专业课知识，这使得我专业知识在得到了巩固。我想这对于自己以后学习和工作全部会有很大帮助。在这次设计中碰到了很多实际性问题，在实际设计中才发觉，书本上理论性东西和在实际利用中还是有一定出入，所以有些问题不仅要深入地了解，而且要不停地更正以前错误思维。
在此次课程设计中，我们关键分为电路设计和仿真，在课堂知识基础上，我们还查阅了图书馆相关书籍，很好将理论应用到了实践，愈加深了对PLC了解和对M218认识，即使过程有点困难，但还是学到了不少知识。经过这次课程设计，熟悉了Somachine软件，对它应该有了大致了解。经过对这个编小程序进行调试，得出了指令表、时序图等，对梯形图有了愈加好了解。
不过，经过这次设计我也发觉自己很多不足之处，自己考虑问题很不全方面，自己专业知识掌握很不牢靠，所掌握计算机应用软件还不够多，我将会在以后学习中继续学习。作为一名电气工程及其自动化大三学生，我认为课程设计是很有意义而且是很有必需。
总而言之，这次课程设计给我填补了很多我欠缺知识，在以后学习过程中，要愈加努力学习机子专业知识，多多和同学和老师交流。

附录：试验连线图

参 考 文 献
[1] 曾繁玲. 施耐德PLC、变频器入门和应用实训.中国电力出版社.
[2] 王阿根. 电气可编程控制原理和应用. 清华大学出版社.
[3] 郭纯生. 可编程序控制器编程实战和提升. 电子工业出版社.
[4] 谢克明 夏路易. 可编程控制器. 电子工业出版社.

致 谢
能够顺利完成这次课程设计任务，首先要感谢指导老师在上课时具体讲解，这对我做设计电路时起了基础性作用，也是至关关键作用。其次要感谢学校提供给我们这次独立完成课程设计机会，当然还要感谢帮助我们完成课程设计任务指导老师和在这次课程设计中全部帮助过我同学，谢谢你们！