基于PLC控制和LED数码显示的六路抢答器系统设计.pdf

工业自 DO I 1 0 ． 3 9 6 9／ j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 3 ． 0 8 ． 0 1 7 基于P L C 控制和L E D 数码显示的六路抢答器系统设计 梁燕菲 广东省国防科技高级技工学校， 广东广州 I 5 1 0 5 1 5 摘要 根据抢答的规则和流程分析了抢答器的控制要求和系统设计思想。以六路抢答器系统为例，采用P L C 作为控制核心部件 对 L E D 数码显示的抢答器系统进行了设计，并着重探讨了系统的硬件选择 、 I ／ O分配和程序设计等关键环节。 关键词 P L C ；抢答器 ；数码显示 中图分 类号T P 2 7 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 99 4 9 2 2 0 1 3 0 80 0 6 90 3 S i x - W a y Re s p o n d e r S y s t e m De s i g n Ba s e d o n PLC Te c h n o l o g y wi t h LED Di s pl a y LI ANG Ya n -f e i G u o n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y T e c h n i c i a n I n s t i t u t e o f G u a n g d o n g P r o v i n c e ，G u a n g z h o u 5 1 0 5 1 5 ，C h i n a Abs t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e r u l e s a n d p r o c e s s e s o f t h e rus h r e s p o n d i n g，t h e c o n t r o l r e q u i r e me n t s a n d s y s t e m d e s i g n i d e a s o f t h e r e s p o n d e r a r e a n a l y z e d ． W i t h t h e s i x - wa y r e s p o n d e r s y s t e m a s a n e x a mp l e，u s i n g t h e P L C a s t h e c o n t r o l c o r e p a r t s ，t h e r e s p o n d e r s y s t e m wi t h L ED d i g i t a l d i s p l a y i s d e s i g n e d ． Th e h a r d wa r e s e l e c t i o n，I ／O a l l o c a t i o n，p r o g r a m d e s i g n a n d s u c h k e y l i n k s a r e e mp h a t i c a l ly d i s c u s s e d i n t h i s p a p e r Ke y wo r ds PL C；c o mp e t i t i o n r e s p o n d e r ；L ED d i s p l a y 0引言 抢答器 广泛应用 在学习生活及 电视节 目中。 目前 ，市 面上抢答器的控制核心部件主要有 四种 类 型 数字 电路 、接触器 、单片机和可编程逻辑 控制器 P L C 。P L C 具有结构简单 、编程容易 、 改变控制要求只需要相应地改变程序等优点。目 前 ，很多的抢答器设计仅仅基于抢答的控制 ，本 研究利用基本指令编程设计 ，不仅实现了抢答的 控制 ，而且还可在各 台L E D显示器上显示 出相应 的台号。 1 抢答器的控制要求分析 1 ． 1 控制要求 抢答器同时供给6 组选手比赛，分别用6 个按 钮S B 2 ～S B 7 表示。设置系统抢答开始和复位控制 开关S B 0 、S B 1 ，该开关由主持人控制。抢答器具 有锁存 、显示及抢答功能 1 各个组必须在主 持人给出题目，说 “ 开始”同时按下S B 0 后2 0 s 内 抢答 ； 2 如果在没有按下S B 0 时，有人提早抢 答 ，则该组违例 此时 ，抢答者桌面上以及主持 台上的灯 同时闪烁 ，抢答者桌面的 L E D显示管显 示 出该组编号 ； 3 2 0 S 内有人抢答 ，则抢 答者 桌面以及主持台的灯常亮，并且L E D 显示管显示 出该组编号 ； 4 当一个问题回答完毕或者有违 例，主持人按下复位按钮S B 1 ，所有选手对应的 台灯和台号都熄灭； 5 2 0 S 时间到，还无人抢 答，此时蜂鸣器发出3 S 的响声 ，提示抢答时间已 过 ，此题作废 。抢答器示意图如图 1 所示。 围 困围困围困围 图1 抢答器示意图 1 ． 2系统设计思想 在主持人按下抢答开始按钮后，2 0 S 内开始抢 答，如有一组选手抢先按下按钮， 其他组选手再按 收稿 日期 2 0 1 3 0 32 9 垂 自动化 下按钮则无效 ，各选手之间因采用互锁的关系。在 选手按下抢答按钮后 ，在对应 L E D显示器应显示 出该组 的编号并且该灯保持常亮，因为抢答用的是 点动按钮 ，因此分别加上 自锁 ，通过控制 C D 4 5 1 3 芯片的A、B、C、D、L E端的输入 ，从而显示编 号 。此时 ，选手可以回答问题 ，直到 回答完 问题 后 ，主持人按下复位按钮 ，然后再进行下一题抢 答。如果主持人还没按下启动按钮 ，选手按下抢答 按钮，则违例，灯闪并且显示该组编号，通过增加 振荡电路或者利用特殊辅助继电器使灯 闪烁。 2 抢答器的系统设计 2 ． 1 硬件选择 根据控制要求分析 ，考虑到抢答器要求 响应 速度较快 ，从系统设计 的整体性 、经济性考 虑 ， 采用 三菱系列的 P L C 。P L C可直接用开关量输 出 与七段L E D 显示器的连接，但如P L C 控制的是多 位 L E D七段显示 器 ，所需 的输 出点 是很 多的 ] 。 所以本系统采用具有锁存 、译码 、驱动功能的芯 片 C D 4 5 1 3驱动共阴极 L E D七 段显示器 。三菱 系 列产品具有功能强大、可靠灵活，编程容易等特 点 ，根据对系统装置的分析 ，选用硬件见表 1 。 表 1 硬件选择表 2 - 2 抢答器控制系统 I ／ O分配地址 抢答器控制系统 I ／ O分配地址 ，见表 2 。 2 ． 3 抢答器 P L C控制系统外部接线图 抢答器 P L C控制 系统 的外部接线 图如图 2 所 示。芯片和显示器还需要另外提供2 4 V直流电。 2 ． 4 抢答器系统控制流程图 根据对抢答器系统的硬件组成和控制原理的 分析，根据相对应的程序设计思想，抢答器主要 由三大部分组成 提前抢答 、正常抢答 、无人抢 答 ，抢答器的控制流程图如图 3 所示 。 2 ． 5 控制系统的程序设计 P L C 系统控制程序是控制算法思想的具体体 表 2 抢答器控制系统 l ／ 0分配地址 控 制 信 号 信 号 名 称 元 件 P L C 元 件 作 用 启动按钮 S B 0 X 0 抢答开始 复 位按钮 S B I X l 恢复原状 抢答按钮l S B 2 X 2 1 台抢答 抢答按钮2 S B 3 X 3 2 台 抢答 输入 抢答按钮3 S B 4 X 4 3 台 抢答 抢答按钮4 S B 5 X 5 4 台 枪答 抢答按钮5 S B 6 X 6 5 台 抢答 抢答按钮6 S B 7 X 7 6 台 抢答 蜂鸣器 B Y 0 抢答时问已 过 总台指示灯 H L D Y l 抢答结果显示 分台1 指示灯 H E 1 Y 2 1 组抢答结果显示 分台2 指示灯 H L 2 Y 3 2 组抢答结果显示 分台3 指示灯 H L 3 Y 4 3 组枪答结果显 示 分台4 指示灯 H 『 4 Y 5 4 组枪答结果显示 分台5 指示灯 H L 5 Y 6 5 组抢答结果显示 分台6 指示灯 H L 6 Y 7 6 组抢答结果显示 各台 数码显示A 端 A 端 Y 2 0 输出 各台数码显示B 端 B 端 Y 2 1 各台数码显示c 端 c 端 Y 2 2 各台数码显示D 端 D 端 Y 2 3 台1 数码显示L E 端 L E 端1 Y 2 4 与各端子配合显台1 台2 数 码显 示L E 端 L E 端2 Y 2 5 与 各 端子 配 合 显台 2 台3 数 码显 示L E 端 I JF 端3 Y 2 6 与 各端子配合显台3 台4 数码显示L E 端 L E 端4 Y 2 7 与 各端子配A日 x ．L口 4 台5 数码显示『 JF 端 L E 端5 Y 3 0 与各端子配合显台5 台6 数码显示L E 端 I E 端6 Y 3 1 与各端子配合显台6 现 ，通过编制 P L C的控制程序 ，完成对抢答器系 统 的控 制 。主要包括按钮 的控制 、时间的设定 、 显示 台号 的控制等 ，并且选用 ME L S O F T系列 G X D e v e l o p e r 编写程序 。 1 当主持人按下抢答按钮 X O ，抢答开始 ， 抢答允许继电器M O自锁 ，同时抢答时间T 0 开始 计时2 0 S 。根据抢答顺序的优先原则 ，利用 自锁 保持及互锁实现相应台号的抢答实现电路 ，部分 程序如图4 。 2 当主持人抢答按钮还没有按下 ，抢答定 时器T 0 还没有开始计时，若某一台提前抢答，则 该台对应的指示灯会闪烁 ，若在抢答时间范围 内，则该台对应的指示灯常亮，并且显示相对应 梁燕菲基于P L C控制 的L E D数码显示的六路抢答器 系统设计 工业 自 抢祷拄钮2 抢榫按钮3 拖眷按钮4 抢替按钮5 抢 答按譬 H 6 图2 I ／ O接线图 图3 抢答器的控制流程图 的台号 ，超过抢答时间，无人抢答则蜂鸣器响， 按下复位按钮 ，各台灯熄灭。部分程序如图5 。 3 结束语 P L C控制 的L E D数码显示 的六路抢答器系统 控制灵活 ，程序设计易于理解 ，方便制作 ，工作 可靠性高 ，可广泛应用于各抢答类型的场合 。并 且根据不同的实际情况，可加以修改成多路的抢 答器 ，或去掉电路中的自锁部分，加以修改即可 成为传呼系统。 霹 il 0钮 晗警开始 l l L l }畲 答开始 X O0 2 1 1 1 MI 2 M 1 3 誓l 4 I I 1 5 X O 0 1 誊 缸 _ - l 台抢答 X O 0 3 W I O W 1 2 W I 3 W 1 4 W I 5 X O 0 1 冶抢答 台抢答 3 台抢答 4 台抢答 5 台抢答 6 台抢答 复位按钮 I 图4 抢答器的控制流程图 图5 抢答器的控制流程图 参考文献 [ 1 ]张发玉． 可编程序控制器应用技术 [ M]． 西安西安 电子科技 大学出版社，2 0 0 6 ． [ 2 ]汤 自 春． P L C 原理及应用技术 [ M]． 北京高等教育 出版 社 ．2 0 0 6 ． [ 3 ]汤光华，刘捷． P L C原理及应用技术 [ M]． 北京化 学工业出版社，2 0 1 1 ． 作者简介梁燕菲，女，1 9 8 5 年生，广东广州人 ，大学本 科，助理讲师、技师。研究领域机电一体化。已发表论 文2 篇。 编辑 向飞 一